一种用于彩色路面的无溶剂聚氨酯粘结剂及其制备方法与流程

本技术涉及聚氨酯粘结剂领域，更具体地说，它涉及一种用于彩色路面的无溶剂聚氨酯粘结剂及其制备方法。

背景技术：

1、目前除了常见的黑色沥青路面、灰色的水泥混凝土路面，彩色路面也是很常见的路面。彩色路面的设置可以起到增强路面行车安全、警示过往车辆、规范道路类别等作用。同时还可以使用在诸如运动场所，步行街，停车场，环行自行车道等区域带来良好的装饰效果，亦可用于如十字路口，公路紧急停车带，高速隧桥匝道接口等交通高危险区域，起到交通安全标志及提高道路可视性的作用。

2、无溶剂粘结剂材料具有强度高、耐候性强、低voc排放、绿色环保等性能，受到市场的青睐，近年来得到了越来越多的应用，也逐渐被应用到彩色路面领域。

3、无溶剂粘结剂中可以应用于彩色路面的有：双组份无溶剂环氧树脂粘结剂，双组份无溶剂聚氨酯粘结剂，双组份聚甲基丙烯酸甲酯粘结剂。

4、由于彩色路面是在现有的路面上铺设一层材料(如无溶剂聚氨酯粘结剂)以形成彩色路面层，在长期的风吹雨打、来往车辆碾压等因素影响下，彩色路面层容易磨损，使得路面上的色彩变得斑驳。因此，还有待改善。

技术实现思路

1、为了提高无溶剂聚氨酯粘结剂的耐磨性，本技术提供一种用于彩色路面的无溶剂聚氨酯粘结剂及其制备方法。

2、第一方面，本技术提供一种用于彩色路面的无溶剂聚氨酯粘结剂，采用如下的技术方案：

3、一种用于彩色路面的无溶剂聚氨酯粘结剂，包括a组分和b组分，a组分与b组分的质量比为1：(0.7-1.0)；

4、按照质量份数，a组分包括以下原料：

5、40-60份聚己二酸乙二醇酯、5-10份大豆油、4-9份石油树脂增韧剂、1-5份扩链剂、0.01-1份催化剂、0.1-1份颜料、15-25份碳酸钙；

6、碳酸钙的改性处理包括以下步骤：

7、将硬脂酸、碳酸钙与氯仿混合；

8、过滤、干燥，得到改性碳酸钙；

9、b组分包括异氰酸酯固化剂。

10、将碳酸钙与聚己二酸乙二醇酯、大豆油共同混合，可以在所形成的粘结剂内部形成应力集中点，从而改善粘结剂的强度，提高冲击强度、耐磨性。

11、但是，由于碳酸钙具有天然的亲水性，所以在聚己二酸乙二醇酯、大豆油共同混合的时候，容易发生团聚、与基体的相容性不好，导致粘结剂的性能改善不稳定，对耐磨性的提高有较大影响。

12、基于此，进一步限定了基体为大豆油、聚己二酸乙二醇酯，在该体系中，碳酸钙的分散性较其他基体有一定的提升效果。在该体系下，颜料也能够均匀分散，表现出良好色泽。

13、并且，还使用特定的手段对碳酸钙进行改性。硬脂酸在氯仿中朝碳酸钙表面进行迅速扩散，形成与碳酸钙配合的新的离子键。在该反应下，碳酸钙的表面形成一层牢固的硬脂酸分子包覆层，得到改性碳酸钙。改性碳酸钙相较碳酸钙具有更强的疏水性、更好的相容性，在与大豆油、聚己二酸乙二醇酯的混合过程中，在体系中均匀分散，进一步提高了粘结剂的耐磨性，使得彩色路面更加持久。

14、优选的，按照质量份数，所述a组分包括以下原料：48-55份聚1己二酸乙二醇酯、6-8份大豆油、6-8份石油树脂增韧剂、2-3.5份扩链剂、0.1-0.6份催化剂、0.1-0.6份颜料、18-23份碳酸钙。

15、扩链剂可以是乙二醇、二甘醇、1,4-丁二醇、三羟甲基丙烷中的一种或多种混合。

16、催化剂可以是三乙胺、二月桂酸二丁基锡、n,n-二甲基环己胺中的一种或多种。

17、通过采用上述技术方案，进一步限定聚己二酸乙二醇酯、大豆油的使用量，为颜料、改性碳酸钙提供一个更加合适的体系，有利于提高相容性，使得颜料、改性碳酸钙在体系中更加快速均匀分散，从而提高耐磨性、色彩持久性。

18、优选的，所述碳酸钙的改性处理中，碳酸钙、硬脂酸、氯仿的质量比为1：(0.01-0.1)：(10-25)。

19、通过采用上述技术方案，进一步限定碳酸钙、硬脂酸和氯仿之间的使用比例。在该用量限定下，碳酸钙、硬脂酸具有良好的混合效果，加速硬脂酸在碳酸钙表面覆盖，也有利于提高硬脂酸附着的稳定性。

20、优选的，所述碳酸钙的改性处理中，先将硬脂酸与氯仿混合，然后再加入碳酸钙共同混合5-20min。

21、通过采用上述技术方案，进一步限定碳酸钙在氯仿中的混合时间，减少了覆盖在碳酸钙表面的硬脂酸被洗脱的情况。

22、优选的，所述颜料为氧化铁红、氧化铁绿、氧化铁黄中的一种或多种混合。

23、上述颜料原料来源广泛，色泽好，适合应用于彩色路面中。

24、优选的，所述碳酸钙的改性处理中，硬脂酸、碳酸钙与氯仿混合前，还包括以下步骤：

25、将15-50％的颜料、碳酸钙、分散剂和水进行球磨研磨，然后过滤、干燥、粉碎，得到预处理碳酸钙；

26、预处理碳酸钙再与硬脂酸、氯仿混合。

27、分散剂可以是聚丙稀酸钠、聚乙二醇、十二烷基硫酸钠中的一种或多种混合。

28、水的使用量为碳酸钙的2-5倍；以水为基准，分散剂的使用量为水使用量的2-5％。

29、颜料在与碳酸钙进行特殊的预处理时，产生了某些特殊配合，赋予了预处理碳酸钙空间位隔作用，有效减少团聚；且该部分颜料粒子牢固附着在碳酸钙表面，不易脱落。

30、通过采用上述技术方案，将一部分的颜料与碳酸钙混合以进行预处理，所得到的预处理碳酸钙被赋予颜色，相当于粘结剂中提供颜色的来源有双重，第一重是带有颜色的改性碳酸钙，第二重是颜料本身。两重颜色来源共同配合，即有助于发挥出颜料本身的色彩，又有利于增强颜料在体系中的牢固性，不容易脱色。

31、带有颜色的改性碳酸钙在体系中有良好的相容性，又因空间位隔作用，进一步提高了改性碳酸钙的分散效果，进而使得粘结剂的颜色更加均匀，色彩更好；同时，也提高了粘结剂本身耐磨性。

32、第二方面，本技术提供一种用于彩色路面的无溶剂聚氨酯粘结剂的制备方法，采用如下的技术方案：

33、一种用于彩色路面的无溶剂聚氨酯粘结剂的制备方法，包括以下步骤：

34、制备a组分：

35、将聚己二酸乙二醇酯、大豆油、改性碳酸钙、扩链剂混合，加热到120-150℃；

36、降温到85-100℃，加入催化剂、石油树脂增韧剂共同混合；

37、继续加入颜料混合，得到a组分；

38、使用时，将a组分与b组分混合，得到无溶剂聚氨酯粘结剂。

39、通过采用上述技术方案，将各种原料按照特定顺序投入混合，具有更好的混合效果，有利于提高粘结剂的耐磨性和彩色效果。

40、优选的，制备所述a组分中，聚己二酸乙二醇酯、大豆油、改性碳酸钙、扩链剂混合时，在500-600r/min的转速下混合15-25min；

41、加入催化剂、石油树脂增韧剂共同混合时，保持转速混合5-8min；

42、加入颜料混合时，在1000-1500r/min的转速下分散15-25min。

43、通过采用上述技术方案，进一步限定混合各原料时的转速及时长，既不浪费资源，又能充分打散、混合，更适合在工业上进行推广。

44、综上所述，本技术具有以下有益效果：

45、1、基体为大豆油、聚己二酸乙二醇酯的混合，在该体系中，碳酸钙、颜料的分散性具有更好的分散性，表现出良好耐磨性和色泽。

46、2、利用硬脂酸、氯仿对碳酸钙进行特殊改性，改性碳酸钙相较碳酸钙具有更强的疏水性、更好的相容性，在与大豆油、聚己二酸乙二醇酯的混合过程中，在体系中均匀分散，进一步提高了粘结剂的耐磨性，使得彩色路面更加持久。

47、3、将颜料与碳酸钙进行特殊的预处理，产生特殊配合，赋予了预处理碳酸钙空间位隔作用，有效减少团聚；且该部分颜料粒子牢固附着在碳酸钙表面，不易脱落，进一步提高耐磨性和色彩牢固效果。