专利名称：粉状热熔型道路标志涂料及制作方法
技术领域：
本发明属于一种新型粉状热熔型道路标志涂料，特别是一种采用偶联剂以分子桥形式把涂料中的有机物与无机物结合起来，以吸附在涂料粉粒体表面的胶体二氧化硅为防粉体结块剂的粉状热熔型道路标志涂料及制作方法。
城市道路、机场、码头等路面的道路分界线、中间线、横道线及安全带及高速公路等标志线，是疏导交通，指导车辆运行及行人安全的重要标志。由于经济迅速发展的需要，道路铺设率急剧增加，对路面标志涂料也提出了更高的要求。例如，(1)要求涂料干燥速度快，以减少交通封禁时间;(2)要求涂层具有良好的耐磨性，以承受轮胎的不断摩擦，延长标志线的使用寿命;(3)要求涂层具有良好的防滑性，防止轮胎在标志线上打滑，保障交通安全;(4)要求具有憎水性，以防止标志线表面因积水而导致交通事故;(5)要求标志线对光具有反光性能，以增加夜间行车时的辨认性;(6)要求涂层具有良好的附着性、耐压缩性和耐候性，以延长标志线的使用寿命等。
在过去已有的技术中，虽然有所侧重的具备了上述诸性能中的某些性能，而同时要兼备上述性能的则是极为困难的。例如，涂层对路面的附着性优良，往往是涂料的软化点偏低。涂层的软化点偏低时，标志线易污。又如涂层的耐磨性和防滑性好时，往往带来涂层的脆性，缩短了标志线的使用寿命。再如兼顾上述的某些性能，又带来了涂料的熔融粘度过大，给施工划线应用造成困难，标志线的质量也达不到技术要求。还应该指出的是粉状热熔型道路标志涂料在贮存及运输过程中，由于涂料在包装物内的自重，致使涂料颗粒之间易于粘结成块，给施工操作造成不便。
本发明的突出的技术特征在于(1)在途料组成中，使用偶联剂对涂料组成中的有机物与无机物以分子桥的形式结合起来，降低了涂料熔融时的粘度，提高了涂料的熔融状态下的流动性，便于标志线的划线施工;(2)在涂料制备的最后过程中，加入微量胶体二氧化硅，使其吸附于涂料粉粒体的表面形成吸附保护层或称隔离层，有效地防止了涂料在贮存和运输过程中的粘结成块，以保持涂料的粉粒状态，有利于施工应用。
本发明的涂料中所用粘附剂，是构成热熔型道路标志涂料对路面的粘附组份。粘附剂的种类很多，本发明使用的粘附剂为顺丁烯二酸酐改性松香甘油酯、顺丁烯二酸酐改性松香季戊四醇酯及石油树脂。在本发明的涂料的重量组成中，上述树脂可任选一种，其用量为15-25%。
上述树脂的软化点均要求在100℃以上，但以120℃以上为佳。
本发明的涂料中所用的颜料为钛白粉，群青、铅铬黄、锌铬黄或锶铬黄。按道路标志线的要求分为白色涂料和黄色涂料。白色涂料使用钛白粉，并加入钛白粉重量的0.5-1%的群青为提白剂。钛白粉在涂料的重量组成中占10-25%。黄色涂料使用锌铬黄、铅铬黄或锶铬黄，以锶铬黄的耐热性最佳，其用量在涂料的重量组成中占10-20%。
本发明的涂料中所用填料为重质碳酸钙、硅石粉及滑石粉。填料在涂料中除提高涂层的耐压缩强度外、还可降低涂料的原料成本。上述填料在涂料中可任选一种或并用，其用量在涂料的重量组成中占15-25%。
本发明的涂料中所用增型剂为邻苯二甲酸酯类、如邻苯二甲酸二辛酯或邻苯二甲酸二环已酯和环氧化植物油类，如环氧大豆油或环氧化棉子油。其中以邻苯二甲酸二环已酯、环氧大豆油及环氧棉子油为最佳。使用增塑剂的品种要根据涂料的应用地区加以区别。例如，在温热地区、则使用邻苯二甲酸酯类，而在寒冷地区则使用环氧化植物油类。增塑剂的用量在本发明的涂料重量组成中占中1-5%。
本发明的涂料中所用耐磨剂为石英砂粉、炭化硅粉及结晶氧化铝粉。在涂料中加入耐磨剂的目的是为了增加涂层的耐磨擦性，在车流量较大的情况下，能经受住轮胎的摩擦，以延长标志线的使用寿命。耐磨剂的粒度要求为600μm-300μm，但以400μm-300μm的效果最佳。对上述耐磨剂可任选一种或并用，其用量在涂料的重量组成中占5-15%。
本发明的涂料中所用防沉降剂为氢化蓖麻油或有机膨润土。防沉降剂在涂料的熔融状态下具有防止颜料、填料、防滑剂及耐磨剂等无机物料的沉降作用。对上述防沉降剂可任选一种，其用量在涂料的重量组成中占0.2-2%。
本发明的涂料中所用的憎水剂为聚乙烯蜡、硬脂酸钙或硬脂酸镁等，其中以聚乙烯蜡的效果为最佳。对上述憎水剂可任选一种或并用，其用量在涂料的重量组成中占0.5-2%。
本发明的涂料中所用的防滑剂为石英砂粉、炭化硅粉及结晶氧化铝粉。防滑剂应使用粒度较大的效果最佳，其粒度要求为850μm-600μm。对上述防滑剂可任选一种或并用，其用量在涂料的重量组成中占5-15%。
本发明的涂料中所用偶联剂为钛酸酯偶联剂或有机硅偶联剂，但以钛酸酯偶联剂在涂料中产生的效果最佳。对上述偶联剂可任选一种，其用量在涂料中按颜料、填料、防滑剂、耐磨剂及防沉降剂的总重量计为0.5-1.5%。
本发明的涂料中所用的紫外线吸收剂为水杨酸酯类、二苯甲酮类及苯并三唑类。对上述紫外线吸收剂可任选一种或并用，其用量按涂料中的粘附剂重量计为0.1-1%。
本发明的涂料中所用抗氧剂为酚类或胺类抗氧剂。对上述抗氧剂可任选一种或并用，其用量按涂料中的粘附剂重量计为0.1-2%。
本发明的涂料中所用的对光产生反射作用反射材料为玻璃珠。玻璃珠的粒径及其质量按日本工业标准JISR3301的规定选用，其粒径为860μm-106μm、折光指数在1.5以上、比重为2.4-2.6范围。在涂料中加入玻璃珠，能使标志线在夜间对灯光产生反射作用，以提高驾驶人员对路面标志的辨认性，起到疏导交通和安全行车的作用。玻璃珠的用量在涂料的重量组成中占15-25%。
本发明的涂料中所用的防粉体结块剂为胶体二氧化硅。热熔型道路标志涂料多呈粉状或粉粒状，由于增塑剂对粘附剂的增塑作用和添加液态助剂等，致使粉状或粉粒状热熔型道路标志涂料在仓储或运输过程中，因其在包装物中的自身重力而粘结成块状，严重时粉体的整体成为块状，给施工应用带来困难。本发明鉴于粉体颗粒之间自相粘结的缺点，采用在粉状热熔型道路标志涂料制备完成后，加入胶体二氧化硅，使其吸附于涂料颗粒的表面，以形成吸附保护层或称隔离层，有效地防止了粉体物料的结块。对胶体二氧化硅选其粒径为10nm左右，比表面积大于200m2/g的为佳。胶体二氧化硅对热熔型道路标志涂料的质量及其施工性能不仅没有任何不良影响，而且还由于胶体二氧化硅的触变作用，提高涂料在熔融状态下，由于剪切作用而增加了熔融流动性，而且在失去剪切力作用后，使涂层保持住所规定的宽度和厚度。胶体二氧化硅在涂料的重量组成中占0.01-2%。
本发明的粉状热熔型道路标志涂料的组成中含有性能优良的粘附剂和增塑剂，使涂料对路面具有良好的附着性;含有防滑剂、耐磨剂、憎水剂和反射材料，从而使涂层具有防滑、耐磨、憎水和夜间辨认等性能。在本发明的技术特征中，由于采用偶联剂对涂料中的无机物进行表面处理，从而使有机物与无机物以分子桥的形式结合起来，增加了涂层对路面的附着性和涂层整体的机械性能。更为重要的是由于偶联剂的作用，显著地改善了涂料在熔融状态下的流动状况，降低了熔融粘度，并能在较低的温度下，实现熔融涂布划线，提高了施工效率和涂层的质量，本发明的另一技术特征还在于对涂料的粉体，采用胶体二氧化硅作表面处理，使其吸附于涂料粉体的表面，形成吸附保护层，有效地克服了粉体热熔涂料颗粒间粘结成块的缺点，并由于胶体二氧化硅的触变作用，提高了划线施工效率和标志线的质量。
本发明的热熔型道路标志涂料为粉状;在180±20℃的温度下，其熔融粘度为1500-6000mPa·s范围，且可根据施工划线机的不同，在较低的温度下，调整所需的熔融粘度来实现划线操作。
本发明的具有防滑，耐磨、憎水和反射性能的粉状热熔型道路标志涂料的制造方法，是在高速混合机中，首先将颜料、填料、耐磨剂、防滑剂及防沉降剂等无机粉体物料用偶联剂进行表面处理，约3-5分钟即可完成处理过程，然后加入增塑剂，约3-5分钟即可使其均匀地混合与分散于经过上述表面处理过的无机物粉体之中，最后将经过上述处理的物料移至螺旋式混合机中，在搅拌的情况下、加入粘附剂、紫外线吸收剂、抗氧剂及玻璃珠等物料，约需20-30分钟，即可完成混合过程而制成粉状热熔型道路标志涂料。最后加入胶体二氧化硅，搅拌20-30分钟，即可完成粉体物料的表面吸附，而得到粒子滑爽，且粉体流动性好的粉状热熔型道路标志涂料。
现以实施例与参照例的配方列于表-1来说明本发明的技术特征。配方中的物料数据均为重量百分数。
实施例-3按表1所列的配方，在常温下首先将钛白粉、重质碳酸钙、滑石粉、石英砂(或炭化硅)、群青加入高速混合机中，在搅拌的条件下，缓缓加入钛酸酯偶联剂，约3-5分钟，即完成对上述无机粉体物料的表面处理过程，然后缓缓地加入增塑剂，约3-5分钟，增塑剂即可均匀地混合分散于上述粉体物料中。再将上述物料移至螺旋式混合机中，在搅拌的条件下，加入粘附剂、聚乙烯蜡、UV-326、BAD、硬脂酸钙及玻璃珠等物料，搅拌20-30分钟即可完成粉体涂料的混合过程，最后加入胶体二氧化硅，约20-30分钟的搅拌混合，胶体二氧化硅即完成了对粉体涂料颗粒的表面吸附过程，而得到粉体滑爽的粉状热熔型道路标志涂料。
参照例-2在参照例中，采用公知技术制备粉状热熔型道路标志涂料，在配方中不使用偶联剂及胶体二氧化硅及其两段表面处理技术，其余混合制备条件与实施例相同。
实施例与参照例的技术性能，如表-2所示。从表-2可知，实施例产物的熔融粘度，在180±20℃的温度下为1500-1600mPa·s的范围。如将温度降至140-160℃时，可将熔融粘度调整至3000-6000mPa.s，有利于施工划线，而参照例的熔融粘度则高10.000mPa.s以上，对于施工应用极为不利。实施例中，由于胶体二氧化硅的表面吸附作用，使粉体在常温下的存放表现出良好的滑爽性和粉体流动性，而未经胶体二氧化硅作防粘块处理的参照例，其粉体产物经包装后在几分钟内，即出现粉体粘结现象，经24小时后，即成为较硬的块状物。
表-1实施例与参照例的配方
表-1实施例与参照例的配方
※1UV-326为商品名，其化学名称为2-(2′-羟基-3′叔丁基-5′-甲基苯基-)5-氯代苯并唑。
※2BAD为商品名，其化学名称为双水杨酸双酚A酯表-2技术性能
注憎水性将水滴滴于涂层表面，观察其接触角的大小，接触大者为优、小者为良、水滴能润湿展开者为差。
防滑性将带有涂层的试片倾斜面15°角，用包有薄橡胶的500克砝码，在静止极限角为15°时;滑动者为优，低于15°角滑动者为良;10°角滑动者为差。
耐磨性将带有涂层的试片，用包有0号砂纸的500克砝码在涂层表面往复摩擦100次，然后测定其减重。减重低于10%者为优;低于15%者为良;低于20%者为差。
权利要求
1.一种具有防滑性、耐磨性、憎水性和反射性的粉状热熔型道路标志涂料，是由粘附剂、颜料、填料、增塑剂、耐磨剂、防沉降剂、憎水剂、防滑剂、偶联剂、紫外线吸收剂、抗氧剂、反射材料及防粉体结块剂组成。
2.如权利要求1所述的偶联剂为钛酸酯偶联剂和有机硅偶联剂。对上述偶联剂任选一种对涂料中的无机物料进行表面处理，其用量按颜料、填料、防滑剂、耐磨剂及防沉降剂的总重量计的0.05-1.5%。
3.如权利要求1所述的防粉体结块剂为胶体二氧化硅，其用量为涂料总重量计的0.01-2%。
4.粉状热熔型道路标志涂料的制备方法是首先用偶联剂对颜料、填料、防滑剂、耐磨剂及防沉降剂进行表面处理，然后将增塑剂混合分散于经上述表面处理的物料中，再加入粘附剂，紫外线吸收剂、抗氧剂及玻璃珠等物料，经充分混合分散，最后加入胶体二氧化硅对粉体涂料进行表面处理形成吸附保护层，而制成粉状热熔型道路标志涂料。
全文摘要
本发明的道路标志涂料是一种粉体状热熔型涂料，具有防滑性、耐磨性、憎水性及反射性等综合性能，对路面具有良好的附着性和耐候性。在制备过程中，采用物料预处理和共混工艺。制成的涂料在熔融时，具有良好的流动性，有利于施工划线，而且对涂料的熔融粘度，还可根据道路划线机的不同作出相应地调整，增加了涂料的应用适应性。
文档编号C09D5/00GK1079487SQ9210622
公开日1993年12月15日 申请日期1992年6月3日 优先权日1992年6月3日
发明者黄志启 申请人:黄志启