一种路面防滑涂料的制作方法

文档序号:31347019发布日期:2022-08-31 11:56阅读:105来源:国知局

1.本发明涉及涂料技术领域,尤其是一种路面防滑涂料。


背景技术:

2.目前,用于交通路面防滑涂料主要为环氧型路面防滑涂料,但环氧型路面防滑涂料其存在脆性大、硬度过高的缺点,沥青路面沥青基材的热胀冷缩系数大于固化后的环氧体系,在沥青路面的环氧型涂料层易产生大面积开裂的现象,在昼夜温差大的高原高寒地带出现开裂现象尤为严重,目前技术很难通过对环氧树脂的改性来达到改善其柔韧性的效果。
3.而现有的聚氨酯涂料在生产过程中都会采用加热,真空等工艺条件,对设备要求严苛,并且会产生污染排放。


技术实现要素:

4.本发明为解决的背景技术中存在的问题,提供一种路面防滑涂料,可显著提高路面防滑涂料层的柔韧性,避免出现开裂现象。
5.本发明采用的技术方案是:一种路面防滑涂料,包括分装的a组分和b组分双组分,其中所述a组份包含聚醚多元醇、分子筛、908膨润土、碳酸钙填料、颜料,所述b组分包含多亚甲基多苯基多异氰酸酯、月桂酸二丁基锡;所a述组份中的聚醚多元醇采用400 g/mol分子量和1000 g/mol分子量两种聚醚多元醇的混合。
6.进一步的,所述a组份中聚醚多元醇采用400 g/mol分子量、平均羟值280 mgkoh/g和1000 g/mol分子量、平均羟值112 mgkoh/g两种聚醚多元醇的混合,混合后的聚醚多元醇平均羟值为180~200 mgkoh/g 。其中,400 g/mol分子量聚醚多元醇的羟值一般为280
±
10 mgkoh/g,其羟值较高,涂料固化反应时有较多的羟基与b组分的多亚甲基多苯基多异氰酸酯反应,涂料化学交联反应后形成的三维网状结构越多,若400 g/mol分子量聚醚多元醇单独使用导致形成的防滑涂层硬度过高,使用过程易发生涂层的开裂。
7.相比较,1000g/mol分子量聚醚多元醇的羟值较低,一般为112
±
3 mgkoh/g,涂料固化反应时有较少的羟基与b组分的多亚甲基多苯基多异氰酸酯反应,涂层内部反应形成的三维网状结构较少,其形成的防滑涂层柔韧性高,单独使用时涂层表面导致其粘接的陶瓷颗粒易脱落。本发明采用两种分子量聚醚多元醇混合后可实现较佳的柔韧性和硬度的平衡。这两种原材料属于通用材料,易于取得,a组分的生产中采用直接物理搅拌融合,不采用加温和化学反应合成;相对其他通过高温反应及化学合成生产的路面防滑涂料,本发明的生产方法更简便安全,且生产过程不产生污染排放。
8.优选的,所述a组分中-oh与b组分中-nco的摩尔比为1:1。
9.优选的,所述a组分中-oh与b组分中-nco的摩尔比为1:1.15~1.2。因在现场施工过程,环境中的空气和路面中的水分也要与-nco基团进行反应,消耗-nco基团,增加-nco摩尔比保证与-oh的反应形成固化后的防滑涂料效果。
10.优选的,本涂料的a组分包括以下质量百分比含量的制备原料:400 g/mol分子量聚醚多元醇20.5%、1000 g/mol分子量聚醚多元醇19.5%、分子筛2%、908膨润土0.15%、碳酸钙填料57.65%、颜料2.2%;所述b组分包括以下质量百分比含量的制备原料:多亚甲基多苯基多异氰酸酯 99%、月桂酸二丁基锡1%;所述a组分与b组分质量比为5:1。
11.优选的,所述a组分中的分子筛为经过280℃烘烤3小时后制得的分子筛。干燥后的分子筛用于吸收涂料中粉体材料中的水分,维持固化体系的稳定性能,可有效避免涂料原料中的水分和固化剂中的-nco基团发生反应,并消除固化反应产生大量二氧化碳气泡,有效避免对防滑涂层的力学性能的不利影响。
12.进一步,本涂料的制备方法为,将a组分和b组分的各组分原料分别直接物理搅拌均匀后,分装为a组分和b组分。制备工艺各组分采用常温物理混合,无化学反应。生产操作安全,成品为无溶剂涂料,无污染、对工人无化学伤害,不采用加温和化学反应合成;相对其他需要通过高温反应及化学合成生产的路面防滑涂料,本涂料的生产工艺简便安全,且在生产过程不产生污染排放。
13.进一步,所述涂料的使用方法为,将所述a组分和b组分按质量比5:1混合均匀后涂敷于路面。本涂料的a组分和b组分生产过程采用常温物理混合,生产操作安全,成品为无溶剂涂料,对工人无化学伤害,现场使用时,a组分和b组分混合均匀后在常温下涂敷于路面,即完成路面防滑涂料层施工。
14.优选的,所述路面防滑涂料在常温下涂敷于路面3.5小时后投入交通使用。在b组分中的采用月桂酸二丁基锡在聚醚多元醇与多亚甲基多苯基多异氰酸酯反应中产生催化作用,可大大加快防滑涂料固化完成时间,并可仍保持涂层良好柔韧性,尤其是在高海拔高寒冷地区,采用月桂酸二丁基锡可催化涂料层的快速固化,并还可发挥稳定剂作用,且不会对涂层的柔韧性产生不利影响。
15.本发明的路面防滑涂料采用聚醚多元醇与多亚甲基多苯基多异氰酸酯反应形成固化体系,其固化反应后生成大量的—nhcoo—化学键,该化学键由于键较长,可以大幅度旋转,大大提高了防滑涂料层柔韧性,主体树脂采用聚醚多元醇,固化后的涂料中除了含有大量—nhcoo—键,还含有大量的醚键,该醚键也可大幅度旋转,其耐水性能也大大高于一般聚酯类聚氨酯,本防滑涂料层具有了良好的柔韧性,有效避免了路面防滑涂料层在路面上发生开裂状况,同时也保持了适当硬度,避免涂层表面作为防滑骨料的陶瓷颗粒易脱落情况。
16.其反应式如下:rnco + ror

oh
→ꢀ
rnhcoor

or本发明a组份中采用400分子量和1000分子量聚醚多元醇混合,实现防滑涂料层兼具有柔韧性和硬度的平衡。
17.本发明的有益效果是:本发明采用聚醚多元醇配合多亚甲基多苯基多异氰酸酯反应形成固化体系,其固化反应后生成大量的—nhcoo—化学键,该化学键的键较长,并可以大幅度旋转,大大提高了涂料层柔韧性并可保持适当硬度,有效避免了路面防滑涂料层在路面开裂和的情况。
18.本发明a组份中采用400分子量和1000分子量聚醚多元醇混合,采用两者不同高低羟值的聚醚多元醇混合,同时保持防滑涂料层适当的硬度和柔韧性,实现防滑涂料层的柔
韧性和硬度的平衡。有效避免了路面防滑涂料层在路面上发生开裂状况,同时也保持了适当硬度,避免涂层表面陶瓷颗粒易脱落情况。
19.本涂料的a组分和b组分的双组分生产过程采用常温物理混合,生产操作安全,成品为无溶剂涂料,对人员不会产生化学伤害,现场使用时,a组分和b组分混合均匀后在常温下涂敷于路面,即完成路面防滑涂料层施工。
20.在b组分中的采用月桂酸二丁基锡可加快防滑涂料固化完成时间并仍保持良好柔韧性,路面防滑涂料涂敷于路面3.5小时后投入交通使用,特别是在高海拔高寒冷地区,采用月桂酸二丁基锡可催化涂料层的快速固化,并同时可发挥稳定剂作用,提高涂料层的耐候性能。
具体实施方式
21.以下实施例用于详细说明本发明。
22.实施例1组份a质量百分比含量配方:聚醚多元醇400g/mol分子量、平均羟值为280(山东东大蓝星有限公司)16%聚醚多元醇1000g/mol分子量、平均羟值为112(山东东大蓝星有限公司)24%分子筛(江西美丰化工)2%908膨润土(海明斯)0.15%碳酸钙填料(四川利群粉体)57.65%颜料(江苏双乐颜料)2.2% 组份b质量百分比含量配方:多亚甲基多苯基多异氰酸酯(巴斯夫)99%月桂酸二丁基锡(上海德音化学)1%其中,本实施例a组分中混合的聚醚多元醇后的经计算得出平均羟值为179.2。计算式:280*16/40+112*24/40=179.2。
23.制备工艺:将组分a和组分b的各组分原料分别直接物理搅拌均匀后,分装为a组分和b组分,其中a组分中的分子筛经过280℃烘烤3小时后使用。
24.路面施工:将a组分和b组分按质量比为5:1混合均匀后涂敷于路面。涂覆完成后,再面撒布作为骨料的陶瓷颗粒,在常温下涂敷于路面4小时后固化投入交通使用。
25.理化性能附着力(画圈法)0级柔韧性能,mm1固含量100%凝胶时间min40不粘胎时间h4粘结强度mpa3断裂伸长率%180涂层外观(三个月使用) 无开裂、骨料微量脱落实施例2
组份a质量百分比含量配方:聚醚多元醇400g/mol分子量、平均羟值为280(山东东大蓝星有限公司)18%聚醚多元醇1000g/mol分子量、平均羟值为112(山东东大蓝星有限公司)22%分子筛(江西美丰化工)2%908膨润土(海明斯)0.15%碳酸钙填料(四川利群粉体)57.65%颜料(江苏双乐颜料)2.2% 组份b质量百分比含量配方:多亚甲基多苯基多异氰酸酯(巴斯夫)99%月桂酸二丁基锡(上海德音化学)1%其中,本实施例a组分中混合的聚醚多元醇后的经计算得出平均羟值为187.6。计算式:280*18/40+112*22/40=187.6。
26.制备工艺:将组分a和组分b的各组分原料分别直接物理搅拌均匀后,分装为a组分和b组分,其中a组分中的分子筛经过280℃烘烤3小时后使用。
27.路面施工:将a组分和b组分按质量比为5:1混合均匀后涂敷于路面。涂覆完成后,再面撒布作为骨料的陶瓷颗粒,在常温下涂敷于路面3.5小时后固化投入交通使用。
28.理化性能:附着力(画圈法)0级柔韧性能,mm1固含量100%凝胶时间min35不粘胎时间h3.5粘结强度mpa3断裂伸长率%170涂层外观(三个月使用) 无开裂、骨料无脱落实施例3组份a质量百分比含量配方:聚醚多元醇400g/mol分子量、平均羟值为280(山东东大蓝星有限公司)20.5%;聚醚多元醇1000g/mol分子量、平均羟值为112(山东东大蓝星有限公司)19.5%;分子筛(江西美丰化工)2%908膨润土(海明斯)0.15%碳酸钙填料(四川利群粉体)57.65%颜料(江苏双乐颜料)2.2% 组份b质量百分比含量配方:多亚甲基多苯基多异氰酸酯(巴斯夫)99%月桂酸二丁基锡(上海德音化学)1%其中,本实施例a组分中混合的聚醚多元醇后的经计算得出平均羟值为198.1。计算式:280*20.5/40+112*19.5/40=198.1。
29.制备工艺:将组分a和组分b的各组分原料分别直接物理搅拌均匀后,分装为a组分
和b组分,其中a组分中的分子筛经过280℃烘烤3小时后使用。
30.路面施工:将a组分和b组分按质量比为5:1混合均匀后涂敷于路面。涂覆完成后,再面撒布作为骨料的陶瓷颗粒,在常温下涂敷于路面3.5小时后固化投入交通使用。
31.理化性能附着力(画圈法)0级柔韧性能,mm1固含量100%凝胶时间min30不粘胎时间h3.5粘结强度mpa2.5断裂伸长率%160涂层外观(三个月使用)无开裂、骨料无脱落实施例4组份a质量百分比含量配方:聚醚多元醇400g/mol分子量、平均羟值为280(山东东大蓝星有限公司)40%分子筛(江西美丰化工)2%908膨润土(海明斯)0.15%碳酸钙填料(四川利群粉体)57.65%颜料(江苏双乐颜料)2.2% 组份b质量百分比含量配方:多亚甲基多苯基多异氰酸酯(巴斯夫)99%月桂酸二丁基锡(上海德音化学)1%其中,本实施例a组分中混合的聚醚多元醇后的经计算得出平均羟值为280。
32.制备工艺:将组分a和组分b的各组分原料分别直接物理搅拌均匀后,分装为a组分和b组分,其中a组分中的分子筛经过280℃烘烤3小时后使用。
33.路面施工:将a组分和b组分按质量比为5:1混合均匀后涂敷于路面。涂覆完成后,再面撒布作为骨料的陶瓷颗粒,在常温下涂敷于路面3.5小时后固化投入交通使用。
34.理化性能附着力(画圈法)0级柔韧性能,mm1固含量100%凝胶时间min20不粘胎时间h3粘结强度mpa2断裂伸长率%130涂层外观(三个月使用) 部分开裂、骨料无脱落本实施例聚醚多元醇后的经计算得出平均羟值较高,涂层硬度过高,出现部分开裂。
35.实施例5
组份a质量百分比含量配方:聚醚多元醇1000g/mol分子量、平均羟值为112(山东东大蓝星有限公司)40%分子筛(江西美丰化工)2%908膨润土(海明斯)0.15%碳酸钙填料(四川利群粉体)57.65%颜料(江苏双乐颜料)2.2% 组份b质量百分比含量配方:多亚甲基多苯基多异氰酸酯(巴斯夫)99%月桂酸二丁基锡(上海德音化学)1%其中,本实施例a组分中混合的聚醚多元醇后的经计算得出平均羟值为112。
36.制备工艺:将组分a和组分b的各组分原料分别直接物理搅拌均匀后,分装为a组分和b组分,其中a组分中的分子筛经过280℃烘烤3小时后使用。
37.路面施工:将a组分和b组分按质量比为5:1混合均匀后涂敷于路面。涂覆完成后,再面撒布作为骨料的陶瓷颗粒,在常温下涂敷于路面5小时后固化投入交通使用。
38.理化性能附着力(画圈法)0级柔韧性能,mm1固含量100%凝胶时间min50不粘胎时间h5粘结强度mpa1.2断裂伸长率%200涂层外观(三个月使用) 无开裂、骨料部分脱落本实施例聚醚多元醇后的经计算得出平均羟值较低,涂层硬度较低,粘接牢度低,出现骨料部分脱落,不粘胎时间较长。
39.实施例6组份a质量百分比含量配方:聚醚多元醇400g/mol分子量、平均羟值为280(山东东大蓝星有限公司)18%聚醚多元醇1000g/mol分子量、平均羟值为112(山东东大蓝星有限公司)22%分子筛(江西美丰化工)2%908膨润土(海明斯)0.15%碳酸钙填料(四川利群粉体)57.65%颜料(江苏双乐颜料)2.2% 组份b质量百分比含量配方:多亚甲基多苯基多异氰酸酯(巴斯夫)99%月桂酸二丁基锡(上海德音化学)1%其中,本实施例a组分中混合的聚醚多元醇后的经计算得出平均羟值为187.6。计算式:280*18/40+112*22/40=187.6。
40.制备工艺:将组分a和组分b的各组分原料分别直接物理搅拌均匀后,分装为a组分
和b组分,其中a组分中的分子筛不经过280℃烘烤。
41.路面施工:将a组分和b组分按质量比为5:1混合均匀后涂敷于路面。涂覆完成后,再面撒布作为骨料的陶瓷颗粒,在常温下涂敷于路面3.5小时后固化投入交通使用。
42.理化性能附着力(画圈法)2级柔韧性能,mm2固含量100%凝胶时间min30不粘胎时间h3.5粘结强度mpa2.5断裂伸长率%170涂层外观(三个月使用) 无开裂、骨料微量脱落本实施例使用未经过280℃烘烤分子筛,导致分子筛内部孔洞结构无法打开,无法吸收涂料中的水分,无法消除反应过程中产生的气泡,对防滑涂层的力学性能的不利影响。
43.实施例7组份a质量百分比含量配方:聚醚多元醇400g/mol分子量、平均羟值为280(山东东大蓝星有限公司)20.5%聚醚多元醇1000g/mol分子量、平均羟值为112(山东东大蓝星有限公司)19.5%分子筛(江西美丰化工)2%908膨润土(海明斯)0.15%碳酸钙填料(四川利群粉体)57.65%颜料(江苏双乐颜料)2.2% 组份b质量百分比含量配方:多亚甲基多苯基多异氰酸酯(巴斯夫)100%其中,本实施例a组分中混合的聚醚多元醇后的经计算得出平均羟值为198.1。计算式:280*20.5/40+112*19.5/40=198.1。
44.制备工艺:将组分a和组分b的各组分原料分别直接物理搅拌均匀后,分装为a组分和b组分,其中a组分中的分子筛经过280℃烘烤3小时后使用。
45.路面施工:将a组分和b组分按质量比为5:1混合均匀后涂敷于路面。涂覆完成后,再面撒布作为骨料的陶瓷颗粒,在常温下涂敷于路面5小时后固化投入交通使用。
46.理化性能:附着力(画圈法)1级柔韧性能,mm1固含量100%凝胶时间min45不粘胎时间h4粘结强度mpa2.5断裂伸长率%160涂层外观(三个月使用) 无开裂、骨料微量脱落
本实施例未添加月桂酸二丁基锡催化剂,导致涂层固化时间较长,骨料出现微量脱落。
47.对比实施例采常规环氧树脂路面防滑涂料,以e51环氧树脂为主要成分,在松潘县沥青公路路面敷设,使用两个月后出现较多开裂现象,因环氧树脂与环氧固化剂反映后本身脆性过大,不适合用于沥青基材的路面,因为沥青基材的热胀冷缩系数大于固化后的环氧体系,造成两者形成应力集中,固化后环氧反映完后就开始出现开裂。
48.理化性能:附着力(画圈法)0级柔韧性能,mm3固含量100%凝胶时间min15不粘胎时间h5粘结强度mpa1.5断裂伸长率%110涂层外观(三个月使用) 开裂、骨料无脱落在此说明书中,本发明已参照其特定的实施例做了描述,但是,很显然仍可以做出各种修改而不背离本发明的范围。因此,说明书应被认为是说明性的而非限制性的。
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