双组份聚氨酯标线涂料及其制备方法与流程

1.本发明属于涂料技术领域，涉及一种道路标线用涂料，特别是涉及一种双组份聚氨酯标线涂料及其制备方法。


背景技术：

2.随着我国高速公路建设的迅猛发展和公交公路交通的日益繁忙，交通标线的需求量也急剧增长。我国道路标线涂料起步较晚，多年来主要使用性能较差的酯胶漆，高速公路使用的高性能涂料还需要依赖进口。因此，迫切需要一种耐磨且具有优异反光性能的道路标线涂料。
3.双组份丙烯酸聚氨酯涂料是近年来发展迅速的一类新型涂料，其分子结构中同时包含了氨基甲酸酯键、脲键、缩二脲键及丙烯酸酯的碳碳长链段，结合了聚氨酯涂料和聚丙烯酸酯涂料的优点，不仅具有聚氨酯涂料优良的物理机械性能、耐化学品性能和低温固化性能，还具有聚丙烯酸酯涂料优良的保光、保色和耐候性能，广泛应用于工业防护、木器家具和汽车涂料等方面，在我国道路标线涂料领域也具有巨大的前景和需求量。
4.道路标线的评价指标主要包括漆膜外观、漆膜厚度、硬度、柔韧性、附着力、冲击强度、光泽和耐水性等。一般的聚氨酯标线涂料无法在漆膜厚度、硬度和柔韧性、附着力几个方面同时达到优秀标准，漆膜厚度增加时，标线硬度增加，但柔韧性和附着力会显著下降，而当调整涂料配方比例增加柔韧性和附着力时，漆膜厚度和硬度又会相应下降。
5.羟基丙烯酸树脂的性能对双组分聚氨酯涂料的干率、硬度和耐水性影响较大，但目前国内使用的羟基丙烯酸树脂性能差异较大，在柔韧性、附着力、耐水性、力学性能方面存在或多或少的缺陷，严重影响着道路标线的各项性能。因此，有必要开发低成本、高性能的羟基丙烯酸树脂用于涂料当中。


技术实现要素：

6.本发明的目的是提供一种双组分聚氨酯标线涂料及其制备方法，以提高道路标线的反光持久性及耐水性、冲击强度和光泽等指标，提高道路标线质量，使其经久耐用。
7.本发明所述的双组分聚氨酯标线涂料是由独立包装的30质量份组分a和5～6质量份组分b组成，施工时将组分a与组分b混合后使用。
8.其中，组分a由改性羟基丙烯酸树脂20～25质量份、消泡剂0.2～0.4质量份、流平剂0.3～0.4质量份、钛白粉4～6质量份、内混玻璃珠15～20质量份、分散剂0.3～0.5质量份和填料40～50质量份混合制成；所述组分b为hdi缩二脲。
9.进一步地，所述改性羟基丙烯酸树脂是由羟基丙烯酸树脂和羟基丙烯酸树脂质量35～50wt.%的丙烯酸树脂在过氧化物引发剂存在下进行一次反应，再加入阻聚剂和羟基丙烯酸树脂质量4～20wt.%的丙烯酸树脂进行二次反应，反应产物以酯类溶剂稀释后得到的固含量30～50wt.%的改性羟基丙烯酸树脂。
10.更进一步地，所述一次反应和二次反应均在90～120℃温度下进行。
11.更具体地，所述一次反应时间优选为0.5～1h，二次反应时间优选为1～1.5h。
12.进一步地，所述内混玻璃珠优选采用成圆率≥85%、粒径0.1～1.5mm的玻璃微珠。
13.更优选地，所述内混玻璃珠是由粒径规格为0.1～0.5mm的玻璃微珠、粒径规格为0.2～0.65mm的玻璃微珠及粒径规格为0.8～1.5mm的玻璃微珠混合组成的。
14.本发明所述的双组分聚氨酯标线涂料中，组分a中添加的消泡剂、流平剂、分散剂和填料均为涂料中经常使用的各种常规组分，本发明对其并没有特别的限定。
15.所述的消泡剂可以是各种市售的水性消泡类助剂，包括但不限于是b-091、b-092、b-093、c581、x2201、byk-023中的一种或几种。优选地，本发明采用消泡剂byk-023。
16.所述的流平剂可以是各种市售的水性流平类助剂，包括但不限于是byk348、byk333、rs-428、byk-308中的一种或几种。优选地，本发明采用流平剂byk-308。
17.所述的分散剂可以是各种市售的水性分散类助剂，包括但不限于是efka pu 4061、rm-806、rs-1074、byk-p105中的一种或几种。优选地，本发明采用分散剂byk-p105。
18.所述的填料可以是碳酸钙、云母粉以及硫酸钡中的至少一种或几种。
19.本发明双组分聚氨酯标线涂料的组分a和组分b分别制备，其中组分a是将所述质量份的消泡剂、流平剂、钛白粉、内混玻璃珠、分散剂和填料混合搅拌均匀，再加入所述质量份的改性羟基丙烯酸树脂，以3000～4000r/min的搅拌速度搅拌20～30min得到，所述组分b直接包装得到。
20.将组分a与组分b以质量比30∶5～6混合后，即可获得双组分聚氨酯标线涂料用于道路标线施工。
21.本发明的双组分聚氨酯标线涂料可以应用于道路标线、字符标记、突起路标以及轮廓标线的施工。
22.本发明的双组份聚氨酯标线涂料通过对传统的羟基丙烯酸树脂进行改性，并向涂料中添加hdi缩二脲，以及对涂料组成的优化选择，一方面能均匀提高标线整体的硬度、冲击强度、光泽和漆膜厚度及耐水性等性能，使形成的道路标线整体平整光滑，能抵抗露天环境及长时间的摩擦、按压，另一方面，可以增加道路标线的附着力和柔韧性，能长时间保持标线原有状态，反光持久性好，增加道路标线的使用年限。
具体实施方式
23.下面结合实施例对本发明的具体实施方式作进一步的详细描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，从而使本领域技术人员能很好地理解和利用本发明，而不是限制本发明的保护范围。
24.本发明实施例中涉及到的实验方法、生产工艺、仪器以及设备，其名称和简称均属于本领域内常规的名称，在相关用途领域内均非常清楚明确，本领域内技术人员能够根据该名称理解常规工艺步骤并应用相应的设备，按照常规条件或制造商建议的条件进行实施。
25.本发明实施例中使用的各种原料或试剂，并没有来源上的特殊限制，均为可以通过市售购买获得的常规产品。也可以按照本领域技术人员熟知的常规方法进行制备。
26.上述制备改性羟基丙烯酸树脂外观为无色透明液体，经检测，色度(铁钴比色)≤1，粘度(涂-4杯)95s，细度≤15μm，固含量50
±
1%。
27.下述各实施例中，改性羟基丙烯酸树脂各项技术指标的检测采用以下标准：外观 gb/t 1721-2008；色度 gb/t 1722-1992；粘度 gb/t 1723-1993；细度 gb/t 1724-2019；固含量 gb/t 1725-2007。
28.进而，应用例中，分别采用以下标准检测涂布标线的各项性能参数。
29.漆膜外观：采用gb/t 1729-1979方法测定。
30.漆膜厚度：采用gb/t 1764-1979方法测定。
31.硬度：采用gb/t 1730-1993方法测定。
32.柔韧性：采用gb/t 1731-2020方法测定。
33.附着力：采用gb/t 1720-1979方法测定。
34.冲击强度：采用gb/t 1732-2020方法测定。
35.光泽：采用gb/t 1743-1979方法测定。
36.耐水性：采用gb/t 1733-1993方法测定。
37.实施例1。
38.称取1.5kg degaroute 465丙烯酸树脂，与3kg羟基丙烯酸树脂混合，加入0.05kg引发剂过氧化苯甲酸叔丁酯，升温至90℃反应0.5h后，再加入0.5kg degaroute 465丙烯酸树脂和0.005kg阻聚剂苯醌，继续反应1h。
39.反应结束后，向反应产物中加入乙酸乙酯，稀释至固含量为50%，滤去不溶物，得到改性羟基丙烯酸树脂。
40.上述制备改性羟基丙烯酸树脂外观为无色透明液体，经检测，色度(铁钴比色)≤1，粘度(涂-4杯)95s，细度≤15μm，固含量50
±
1%。
41.称取0.02kg消泡剂byk-023、0.03kg流平剂byk-308、0.4kg钛白粉、1.8kg内混玻璃珠、0.03kg分散剂byk-p105和4kg填料云母粉，混合均匀，加入5kg改性羟基丙烯酸树脂，以3000r/min的搅拌速度搅拌30min后，制备得到双组分聚氨酯标线涂料的组分a。
42.称取2.25kg hdi缩二脲，作为双组分聚氨酯标线涂料的组分b。
43.施工时，将组分a和组分b混合后，完成道路标线的涂布。
44.实施例2。
45.称取1.65kg degaroute 465丙烯酸树脂，与4kg羟基丙烯酸树脂混合，加入0.06kg引发剂过氧化苯甲酸叔丁酯，升温至105℃反应0.75h后，再加入0.35kg degaroute 465丙烯酸树脂和0.035kg阻聚剂苯醌，继续反应1.25h。
46.反应结束后，向反应产物中加入乙酸乙酯，稀释至固含量为55%，滤去不溶物，得到改性羟基丙烯酸树脂。
47.上述制备改性羟基丙烯酸树脂外观为无色透明液体，经检测，色度(铁钴比色)≤1，粘度(涂-4杯)95s，细度≤15μm，固含量55
±
1%。
48.称取0.03kg消泡剂byk-023、0.035kg流平剂byk-308、0.5kg钛白粉、1.5kg内混玻璃珠、0.04kg分散剂byk-p105和5kg填料云母粉，混合均匀，加入6kg改性羟基丙烯酸树脂，以3000r/min的搅拌速度搅拌30min后，制备得到双组分聚氨酯标线涂料的组分a。
49.称取2.38kg hdi缩二脲，作为双组分聚氨酯标线涂料的组分b。
50.施工时，将组分a和组分b混合后，完成道路标线的涂布。
51.实施例3。
52.称取1.8kg degaroute 465丙烯酸树脂，与5kg羟基丙烯酸树脂混合，加入0.07kg引发剂过氧化苯甲酸叔丁酯，升温至120℃反应1h后，再加入0.2kg degaroute 465丙烯酸树脂和0.07kg阻聚剂苯醌，继续反应1.5h。
53.反应结束后，向反应产物中加入乙酸乙酯，稀释至固含量为45%，滤去不溶物，得到改性羟基丙烯酸树脂。
54.上述制备改性羟基丙烯酸树脂外观为无色透明液体，经检测，色度(铁钴比色)≤1，粘度(涂-4杯)95s，细度≤15μm，固含量45
±
1%。
55.称取0.04kg消泡剂byk-023、0.04kg流平剂byk-308、0.6kg钛白粉、2kg内混玻璃珠、0.05kg分散剂byk-p105和5kg填料云母粉混匀，加入7kg改性羟基丙烯酸树脂，以3000r/min的搅拌速度搅拌30min后，制备得到双组分聚氨酯标线涂料的组分a。
56.称取2.45kg hdi缩二脲，作为双组分聚氨酯标线涂料的组分b。
57.施工时，将组分a和组分b混合后，完成道路标线的涂布。
58.应用例。
59.将上述各实施例制备双组分聚氨酯标线涂料的组分a和组分b混合后，涂布标线，并检测涂布得到标线的各项参数，与市售普通丙烯酸类涂料进行比较。
60.表1结果显示，与市售丙烯酸类涂料相比，本发明实施例涂料整体硬度和漆膜厚度都有所提升，柔韧性、光泽、冲击强度和附着力明显提升，72h耐水性也明显提高。
61.本发明以上实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制本发明仅为以上所述实施例。本领域普通技术人员在不脱离本发明原理和宗旨的情况下，针对这些实施例进行的各种变化、修改、替换和变型，均应包含在本发明的保护范围之内。