一种耐磨水性环氧道路标线漆的制备方法与流程

本发明属于道路标线漆领域，尤其涉及一种耐磨水性环氧道路标线漆的制备方法。

背景技术：

目前，高速公路、高级公路和城市道路路面使用的道路交通标线漆多为常温溶剂型、加热溶剂型和热溶剂型三种。近年来，由于国家立法对有机溶剂挥发的限制，水性漆成为道路标线漆的一支新秀。由于水性丙烯酸树脂具有有良好的耐磨、耐候及耐酸碱性，使其颇受欢迎。但其仍然存在附着力差、抗水性差、抗回粘性差等缺点对于应用在道路标线漆上是致命的缺陷。相较于水性丙烯酸树脂，水性环氧树脂不但具备了附着力好、粘接性能强等优点，而且还具有良好的稳定性、固化收缩率小、施工方便等优点，使其替代水性丙烯酸树脂成为水性道路标线漆基体。但是，由于水性环氧存在韧性差、耐磨性差、易脱落和固化时间长等缺陷使其在实际应用受限。因此，现有的水性环氧漆难以应用到道路标线当中，亟需开发一种耐磨的新型水性环氧道路标线漆。

多巴（DOPA）又称二羟笨丙氨酸，常用于药用领域，特别是作为抗震颠麻痹药，通过血脑屏障进入脑组织，经多巴脱羧酶脱羧而转变成多巴胺，发挥作用。

多巴同时具有氨基和羧基，可聚合成大分子而具有大量的氨基，并且多巴还含有儿茶酚基使其具有较好的粘结性。目前，将多巴应用于道路标线漆领域还未见报道。

技术实现要素：

本发明目的在于提供一种水性环氧道路标线漆的制备方法，能有效的改善水性环氧漆的韧性、耐磨性、粘结性，提高水性环氧道路标线漆的使用性能。

为实现本发明的上述目的，本发明提供一种水性道路标线漆的制备方法，包括以下步骤：

a. 取以下质量份数的原料：水性环氧树脂200～300份、蒸馏水30～80份、玻璃珠15～30份、纳米二氧化钛15～30份，球磨分散30～60min后加入5～10消泡剂份混合均匀，制得水性环氧道路标线漆母液；

b. 取1～4份固化剂均匀分散于30～80份蒸馏水中，机械搅拌10～20min制成均匀稳定的混合液，即得到水性环氧道路标线漆的固化剂混合液；

c. 将水性环氧道路标线漆的母液与固化剂混合液按质量比5～10:1的比例混合，机械搅拌10～20min，再超声震荡30～60min，既得到水性环氧道路标线漆。

所述的一种水性环氧道路标线漆的制备方法，所述的水性环氧树脂为Ar555环氧树脂、H228A环氧树脂、E44环氧环氧乳液、E44水性丙烯酸树脂、E51环氧乳液、E20环氧树脂中的一种或几种。

优选的，所述的纳米二氧化钛为金红石型纳米二氧化钛。

优选的，所述的玻璃珠粒度为200～1000微米。

优选的，所述的消泡剂为 SD998型消泡剂或GPES型消泡剂。

优选的，所述的固化剂为多巴（DOPA），多巴固化环氧树脂，形成超支化结构。

本发明的优点与效果。

1、本发明提供了一种水性环氧道路标线漆的制备方法，采用多巴固化环氧树脂，由于其同时具有氨基和羧基，在水的活化下可以发生反应形成酰胺键聚合成较大的分子，使其分子含有大量的氨基去与环氧基团反应，多巴大分子上的氨基与高分子环氧树脂上的环氧基团结合后形成的高度支化结构为超支化结构。超支化结构赋予环氧树脂大分子立体三维结构从而增强水性环氧树脂的韧性、耐磨性并且多巴侧基中的儿茶酚基具有粘性，可以稳定的粘接在沥青基体表面，增加了沥青基体与道路标线漆的粘接性。

2、本发明采用水性环氧树脂为基体作为道路标线漆，相比于其他水性树脂，水性环氧树脂提供给道路标线漆更好的附着力、粘结性和稳定性。

3 、本发明采用多巴固化水性环氧树脂，由于多巴在水的活化下可在聚合成大分子，使多巴分子链上含大量的氨基，增加了环氧基团与氨基接触的面积和概率，使氨基与环氧基的结合更为快速，相比于传统的胺类固化剂效果，明显的缩短了固化时间，为施工带来巨大的便利。

4 、本发明的道路标线漆基体为水性环氧树脂，相比于其他树脂，环氧树脂具备较好的粘接性，稳定性、固化收缩率小等优点。

附图说明：

图1为多巴固化水性环氧树脂机理示意图。

图2为多巴固化水性环氧树脂机理示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例进一步说明本发明。

实施例1

步骤1、取Ar555环氧树脂200份、蒸馏水50份、玻璃珠20份、金红石型纳米二氧化钛30份，球磨分散30min后加入 SD998型消泡剂10份混合均匀，制得水性环氧道路标线漆母液；

步骤2、取4份多巴固化剂均匀分散于30份蒸馏水中，机械搅拌10min制成均匀稳定的混合液，即得到水性环氧道路标线漆的固化剂混合液；

步骤3、将水性环氧道路标线漆的母液与固化剂混合液按质量比8:1的比例混合，机械搅拌10min，再超声震荡30min，既得到水性环氧道路标线漆。

实施例2

步骤1、取H228A水性环氧树脂300份、蒸馏水30份、玻璃珠15份、纳米金红石型二氧化钛30份，球磨分散30min后加入10份GPES型消泡剂混合均匀，制得水性环氧道路标线漆母液；

步骤2、取4份多巴均匀分散于50份蒸馏水中，机械搅拌15min制成均匀稳定的混合液，即得到水性环氧道路标线漆的固化剂混合液；

步骤3、将水性环氧道路标线漆的母液与固化剂混合液按质量比10:1的比例混合，机械搅拌10min，再超声震荡30min，即得到水性环氧道路标线漆。

实施例3

步骤1、取E44水性丙烯酸树脂250份、蒸馏水80份、玻璃珠30份、金红石型纳米二氧化钛15份，球磨分散30min后加入10消泡剂份混合均匀，制得水性丙烯酸道路标线漆母液；

步骤2、取4份多巴均匀分散于80份蒸馏水中机械搅拌10min制成均匀稳定的混合液，即得到水性丙烯酸道路标线漆的固化剂混合液；

步骤3、将水性丙烯酸道路标线漆的母液与固化剂混合液按质量比5:1的比例混合，机械搅拌10min，再超声震荡30min，既得到水性丙烯酸道路标线漆。

对比例1

步骤1、取Ar555环氧树脂200份、蒸馏水50份、玻璃珠20份、金红石型纳米二氧化钛30份，球磨分散30min后加入 SD998型消泡剂10份混合均匀，制得水性环氧道路标线漆母液；

步骤2、取4份Aq419固化剂均匀分散于30份蒸馏水中，机械搅拌10min制成均匀稳定的混合液，即得到水性环氧道路标线漆的固化剂混合液；

步骤3、将水性环氧道路标线漆的母液与固化剂混合液按质量比8:1的比例混合，机械搅拌10min，再超声震荡30min，既得到水性环氧道路标线漆。

对比例2

步骤1、取Ar555环氧树脂200份、蒸馏水50份、玻璃珠20份、金红石型纳米二氧化钛30份，球磨分散30min后加入 SD998型消泡剂10份混合均匀，制得水性环氧道路标线漆母液；

步骤2、取4份W651固化剂均匀分散于30份蒸馏水中，机械搅拌10min制成均匀稳定的混合液，即得到水性环氧道路标线漆的固化剂混合液；

步骤3、将水性环氧道路标线漆的母液与固化剂混合液按质量比8:1的比例混合，机械搅拌10min，再超声震荡30min，既得到水性环氧道路标线漆。

对比例3

步骤1、取H228A水性环氧树脂300份、蒸馏水30份、玻璃珠15份、纳米锐钛型（Anatase）二氧化钛30份，球磨分散30min后加入10份GPES型消泡剂混合均匀，制得水性环氧道路标线漆母液；

步骤2、取4份多巴均匀分散于50份蒸馏水中，机械搅拌15min制成均匀稳定的混合液，即得到水性环氧道路标线漆的固化剂混合液；

步骤3、将水性环氧道路标线漆的母液与固化剂混合液按质量比10:1的比例混合，机械搅拌10min，再超声震荡30min，即得到水性环氧道路标线漆。

实施例4 本发明性能指标检测试验。

1、试验方法：

不粘胎干燥时间：采用不粘胎时间测定仪测试，将试样涂布于玻璃片（200mm×150mm×5mm）上，涂成与玻璃片的短边平行在长边中心处成一条80mm宽的带状，湿漆膜厚度为200um±20um；涂后，立刻按下秒表，10分钟后，两手持测定仪手柄将测定仪自试板的短边一端中心处匀速向另一端滚动1s，立刻用肉眼观察测定仪的轮胎有无粘漆，若有粘漆，立刻用丙酮或甲乙酮湿润过的棉布擦净轮胎，此后每30s重复一次试验，直至轮胎不粘漆时，停止秒表计时，该时间即为该试样的“不粘胎时间”。

覆盖率（白色）：采用反射率对比法，利用反射率仪对标线漆的覆盖率进行测试，利用反射率的多少来反应标线漆的覆盖率。

耐磨性：采用旋转橡胶砂轮法，选取100号砂轮，荷载1000g，旋转200转后侧量失去的重量。

附着性：采用PositestAT-A拉拔式全自动附着力检测仪进行测量。测试方法为：将涂层样片表面及锭子进行粗略打磨，采用胶粘剂将涂层表面及锭子(直径20mm)进行粘接。待粘接剂固化完全后，按ASTM D4541-02标准进行测量。

2、分别检测实施例1、2和3性能指标，结果如表1所示。

结果表明：实施例1、2和3，利用多巴作为固化剂，多巴同时含有氨基和羧基，羧基和氨基可发生聚合反应使多巴分子链变长，从而使多巴具备大量的氨基去使环氧开环，多巴大分子上的氨基与高分子环氧树脂上的环氧基团结合后形成的高度支化结构为超支化结构，可达到增强水性环氧漆韧性的效果(机理如图1、2所示)，改善耐磨性的同时缩短了固化时间，为施工带来便利，而且多巴上的儿茶酚基具备粘接的性能，可提高水性环氧漆与沥青基体的粘接作用。将多巴作为固化剂固化水性环氧树脂应用到道路标线漆中，明显改善了道路标线漆的使用性能。

实施例5 不同固化剂筛选试验。

分别检测实施例1、对比例1和对比例2性能指标，结果如表2所示。

结果表明：四项性能检测当中，采用多巴为固化剂的实施例1的各项性能均为最佳，而采用普通固化剂的对比例1、2虽性能相比存在缺陷，但彼此差距不大，因此，采用多巴作为固化剂来固化水性道路标线漆具有很大的实际应用价值，正是因为多巴大分子上的氨基与高分子环氧树脂上的环氧基团结合后形成的高度支化结构为超支化结构，可达到增强水性环氧漆韧性的效果，而且多巴上的儿茶酚基具备粘接的性能，所以其性能远远超出普通固化剂所带来的效果。

实施例6 不同类型二氧化钛筛选试验。

别检测实施例2和对比例3性能指标，结果如表3所示。

结果表明：采用金红石型二氧化钛的实施例2比采用锐钛型二氧化钛的对比例3的覆盖率、耐磨性和附着性均有提升，正是由于金红石型二氧化钛的力学性能强于锐钛型二氧化钛，使金红石型二氧化钛对涂层的耐磨性和附着性能有所改善，而且金红石型二氧化钛的晶型与锐钛型二氧化钛的晶型不同，导致金红石型二氧化钛反光能力更强，间接提升涂层的覆盖略，但是二者对于涂层的粘结性能的影响差别不大，因此不粘胎干燥时间无差别。