CN114806320A - 高海拔地区降温型高性能道路标线热熔涂料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种高海拔地区降温型高性能道路标线热熔涂料及其制备方法，涉及道路标线材料技术领域。本发明的高海拔地区降温型高性能道路标线热熔涂料，按质量百分数计，包括以下组分：胶结料10～18％，填料40～60％，颜料3～8％，反光材料15～23％，增塑剂0.5～3％，增弹剂4～12％，流变剂1～4％，温拌剂0.5～3％，光屏蔽剂0.5～2％。本发明所得高海拔地区降温型高性能道路标线涂料，能够在保持并有效提升道路标线涂料良好路用性能的前提下，显著提高抗紫外线和低温抗开裂能力，在高海拔地区具有重要的应用推广意义。
Description
技术领域
本发明涉及道路标线材料技术领域，特别涉及一种高海拔地区降温型高性能道路标线热熔涂料及其制备方法。
背景技术
道路标线涂料的作用在于引导道路上机动车及非机动车的行驶。热熔型标线造价低、耐磨性好、施工便捷是我国占据主导地位的道路标线涂料，热熔型涂料中最主要的成分是热塑性树脂(石油树脂等)，其特点是具有粘结性、速干性。合成树脂可以将着色颜料、体质颜料、反光材料等结合在一起，与路面附着，热熔粘合，熔融时使涂料具有适宜的粘度，冷却后自干成膜。其生产周期短，生产成本相对较低，生产过程无污染，并且具有良好附着力，涂敷后对环境无污染、干燥时间短等特点。
然而，热熔型道路标线涂料作为一种有机与无机的复合材料，在服役过程中受到温度、氧气、紫外线和水等环境因素的影响，极易发生老化，导致标线涂料性能劣化。尤其在特殊地区(如西藏、新疆等高海拔地区)，服役环境更为严苛，恶劣的环境导致标线开裂，剥离，失去其功能特性，不仅影响了沥青路面的使用，也危害了交通运输的畅通和行车安全。
目前道路标线涂料优化的主要包括优选原材料、改性胶结料、优化配合比。公告号为CN113355001A的中国发明专利公开了一种道路标线涂料，采用优选原材料，解决传统水性涂料韧性较差容易受地面型变影响发送断裂的问题。公告号为CN112521824A的中国发明专利公开了一种热熔道路标线涂料及其制备方法，其采用引入活泼羧基改性修饰石油树脂，在道路标线涂料施工加热阶段的高温下发生原位反应，生成牢固的共价交联热熔道路标线涂料，使热熔道路标线涂料具有良好的韧性及抗开裂能力。公告号为CN113 527979A的中国发明专利公开了一种抗裂耐久型热熔道路标线涂料，采用优化配合比并引入高弹抗裂粒子，提高标线的耐久性与抗裂性。道路标线涂料性能优化有众多学者展开了研究，但基于高海拔区大温差、强紫外辐射等恶劣环境，对道路标线涂料进行优化设计几乎没有。并且对于热熔涂料降温施工方面鲜有研究。
针对目前高海拔地区道路标线出现的一系列开裂剥落问题，本发明提供一种能降低40～60℃熔融施工温度，具有抗紫外老化、高韧性、高耐久性、低温抗开裂性能强的降温型高性能道路标线涂料配方及制备方法。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种高海拔地区降温型高性能道路标线热熔涂料，该标线涂料具有能降低40～60℃熔融施工温度，抗紫外老化、高韧性、高耐久性、低温抗开裂性能强等优点，可有效解决高海拔地区恶劣环境下道路标线易开裂剥落等问题。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种高海拔地区降温型高性能道路标线热熔涂料，按质量百分数计，包括以下组分：胶结料10～18％，填料40～60％，颜料3～8％，反光材料15～23％，增塑剂0.5～3％，增弹剂4～12％，流变剂1～4％，温拌剂0.5～3％，光屏蔽剂0.5～2％。
可选地，所述胶结料为石油树脂、松香树脂中的至少一种，上述树脂优选采用加氢树脂。
可选地，所述填料为重质碳酸钙粉、滑石粉、石英砂中的至少一种，且在粒径为300-600目之间复配应用。
可选地，所述颜料为白色颜料和黄色颜料中一种；所述白色颜料为二氧化钛、氧化锌、锌锑中的至少一种；所述黄色颜料为耐热黄铅、有机黄颜料、氧化铁、钛黄中的至少一种。
可选地，所述反光材料为玻璃微珠，优选采用经特殊表面处理的中空玻璃微珠。
可选地，所述增塑剂为丁腈橡胶、丁苯橡胶、异戊橡胶、邻苯二甲酸二酯(DEHP)、邻苯二甲酸二丁酯(DBP)和邻苯二甲酸二乙酯(DEP)中的至少一种，其可优化涂料的软化点和流动度，提升涂料的韧性。
可选地，所述增弹剂为乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)、聚乙烯(PE)和聚氯乙烯(PVC)中的至少一种，其可提升涂料的耐摩擦性。
可选地，所述流变剂为蓖麻油、水溶环氧树脂、水溶醇酸树脂和邻苯二甲酸二辛酯(DOP)中的至少一种，其可降低涂料的流动度。
可选地，所述温拌剂为Sasobit、Rediset、SEAM温拌剂和Asphaltan-B温拌剂中的至少一种，其可降低拌合温度；所述光屏蔽剂为双羟基复合金属氢氧化物(LDHs)、TiO2、ZnO和SiO2中的至少一种，其能够反射、阻挡和吸收紫外光，提高涂料的抗老化性能。
本发明的第二目的在于提供一种制备上述高海拔地区降温型高性能道路标线热熔涂料的方法，该制备方法，包括以下步骤：
将所述胶结料、所述填料、所述颜料、所述反光材料、所述增塑剂、所述增弹剂、所述温拌剂和所述光屏蔽剂干拌混合均匀，在160℃加热15min，涂料初步熔融时，加入所述流变剂快速拌和均匀，调节涂料熔融流动度为小于45s，得到高海拔地区降温型高性能道路标线热熔涂料。
相对于现有技术，本发明所述的高海拔地区降温型高性能道路标线热熔涂料具有以下优势：
1、本发明所得高海拔地区降温型高性能道路标线涂料，能够在保持并有效提升道路标线涂料良好路用性能的前提下，显著提高抗紫外线和低温抗开裂能力，在高海拔地区具有重要的应用推广意义。
2、本发明所述高海拔地区降温型高性能道路标线涂料软化点低于一般道路标线涂料，降低了燃料消耗和有害气体的排放，更有利于施工操作，具有较好的经济和环境效益。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
下面将结合实施例来详细说明本发明。
以下实施例中，胶结料为C5石油树脂，型号为RKA1100，软化点为103℃；填料为重质碳酸钙粉与滑石粉按照3∶1的质量比复配，目数为300～600目；颜料为二氧化钛粉末；反光材料为玻璃微珠，比重为2.51g/cm3；增塑剂为丁腈橡胶，为白色粉末，粒径40目；增弹剂为乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)，白色颗粒，密度0.97g/cm3；流变剂为蓖麻油，浅黄色油状液体，密度为0.954g/cm3；温拌剂为Sasobit，白色颗粒；光屏蔽剂为双羟基复合金属氢氧化物(LDHs)，比表面积12m2/g。
制备方法，包括以下步骤：
将所述胶结料、所述填料、所述颜料、所述反光材料、所述增塑剂、所述增弹剂、所述温拌剂和所述光屏蔽剂干拌混合均匀，在160℃加热15min，涂料初步熔融时，加入所述流变剂快速拌和均匀，调节涂料熔融流动度为小于45s，得到高海拔地区降温型高性能道路标线热熔涂料。
实施例1
一种高海拔地区降温型高性能道路热熔标线涂料的制备方法，具体步骤如下：
1)按下述比例称取各原料：胶结料14％，填料45％，颜料8％，反光材料玻璃微珠23％，增塑剂1％(编号1-1)、2％(编号1-2)、3％(编号1-3)，增弹剂8％，流变剂2％，温拌剂2％，光屏蔽剂1％；
2)将胶结料、填料、颜料、反光材料、增塑剂、增弹剂、温拌剂和光屏蔽剂干拌混合均匀，在160℃加热15min，涂料初步熔融时，加入流变剂快速拌和均匀，调节涂料熔融流动度为小于45s(拌和时间约5min)，得到高海拔地区降温型高性能道路热熔标线涂料，其可直接涂设于道路上。
本实施例所得高海拔地区降温型高性能道路热熔标线涂料的性能测试结果见表1和老化后的道路标涂料性能测试结果见表2。
表1实施例1所得道路标线涂料的性能测试结果
表2实施例1所得道路标线涂料老化后的性能测试结果
由表1和表2可见，随着增塑剂丁腈橡胶的增加，该道路热熔标线涂料的抗压强度相应提高。
实施例2
一种高海拔地区降温型高性能道路热熔标线涂料的制备方法，具体步骤如下：
1)按比例称取各原料：胶结料14％，填料45％，颜料8％，反光材料23％，增塑剂2％，增弹剂6％(编号2-1)、8％(编号2-2)、10％(编号2-3)，流变剂2％，温拌剂2％，光屏蔽剂1％；
2)将胶结料、填料、颜料、反光材料、增塑剂、增弹剂、温拌剂和光屏蔽剂干拌混合均匀，在160℃加热15min，涂料初步熔融时，加入流变剂快速拌和均匀，调节涂料熔融流动度为小于45s，得到高海拔地区降温型高性能道路热熔标线涂料，其可直接涂设于道路上。
本施例所得高海拔地区降温型高性能道路热熔标线涂料的性能测试结果见表3和老化后的道路标涂料性能测试结果见表4。
表3实施例2所得道路标线涂料的性能测试结果
表4实施例2所得道路标线涂料老化后的性能测试结果
由表3和表4可见，随着增弹剂乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)的增加，该道路热熔标线涂料的最大弯拉应变提高，弯曲劲度模量降低，即该道路热熔标线涂料低温性能相应提高。
实施例3
一种高海拔地区降温型高性能道路热熔标线涂料的制备方法，具体步骤如下：
1)按比例称取各原料：胶结料14％，填料45％，颜料8％，反光材料23％，增塑剂2％，增弹剂8％，流变剂1％(编号3-1)、2％(编号3-2)、3％(编号3-3)，温拌剂2％，光屏蔽剂1％；
2)将胶结料、填料、颜料、反光材料、增塑剂、增弹剂、温拌剂和光屏蔽剂干拌混合均匀，在160℃加热15min，涂料初步熔融时，加入流变剂快速拌和均匀，调节涂料熔融流动度为小于45s，得到高海拔地区降温型高性能道路热熔标线涂料，其可直接涂设于道路上。
本施例所得高海拔地区降温型高性能道路热熔标线涂料的性能测试结果见表5和老化后的道路标涂料性能测试结果见表6。
表5实施例3所得道路标线涂料的性能测试结果
表6实施例3所得道路标线涂料老化后的性能测试结果
由表5和表6可见，随着流变剂蓖麻油的增加，该道路热熔标线涂料的流动性、低温性能相应提高，软化点下降。
实施例4
一种高海拔地区降温型高性能道路热熔标线涂料的制备方法，具体步骤如下：
1)按比例称取各原料：胶结料14％，填料45％，颜料8％，反光材料23％，增塑剂2％，增弹剂8％，流变剂2％，温拌剂1％(编号4-1)、2％(编号4-2)、3％(编号4-3)，光屏蔽剂1％。
2)将胶结料、填料、颜料、反光材料、增塑剂、增弹剂、温拌剂和光屏蔽剂干拌混合均匀，在160℃加热15min，涂料初步熔融时，加入流变剂快速拌和均匀，调节涂料熔融流动度为小于45s，得到高海拔地区降温型高性能道路热熔标线涂料，其可直接涂设于道路上。
本施例所得高海拔地区降温型高性能道路热熔标线涂料的性能测试结果见表7和老化后的道路标涂料性能测试结果见表8。
表7实施例4所得道路标线涂料的性能测试结果
表8实施例4所得道路标线涂料老化后的性能测试结果
由表7和表8可见，随着温拌剂Sasobit的增加，该道路热熔标线涂料的流动性提高，软化点下降。
实施例5
一种高海拔地区降温型高性能道路热熔标线涂料的制备方法，具体步骤如下：
1)按比例称取各原料：胶结料14％，填料45％，颜料8％，反光材料23％，增塑剂2％，增弹剂8％，流变剂2％、，温拌剂2％，光屏蔽剂0.5％(编号5-1)、1％(编号5-1)、2％(编号5-1)。
2)将胶结料、填料、颜料、反光材料、增塑剂、增弹剂、温拌剂和光屏蔽剂干拌混合均匀，在160℃加热15min，涂料初步熔融时，加入流变剂快速拌和均匀，调节涂料熔融流动度为小于45s，得到高海拔地区降温型高性能道路热熔标线涂料，其可直接涂设于道路上。
本施例所得高海拔地区降温型高性能道路热熔标线涂料的性能测试结果见表9和老化后的道路标涂料性能测试结果见表10。
表9实施例5所得道路标线涂料的性能测试结果
表10实施例5所得道路标线涂料老化后的性能测试结果
由表9和表10可见，随着光屏蔽剂双羟基复合金属氢氧化物(LDHs)的增加，该道路热熔标线涂料的老化后的性能显著提高。
对比例
采用市售常用的道路标线涂料，其制备方法与实施例1大致相同，编号(6-1)；
采用实施例1(编号1-2)配方，不加增弹剂，其制备方法与实施例1大致相同，编号(6-2)；
采用实施例1(编号1-2)配方，不加流变剂，其制备方法与实施例1大致相同，编号(6-3)；
采用实施例1(编号1-2)配方，不加温拌剂，其制备方法与实施例1大致相同，编号(6-4)；
采用实施例1(编号1-2)配方，不加光屏蔽剂，其制备方法与实施例1大致相同，编号(6-5)。
所得道路标涂料的性能测试结果见表11，老化后的道路标涂料的性能测试结果见表12。
表11对比例所得道路标线涂料的性能测试结果
表12对比例所得道路标线涂料老化后的性能测试结果
由对比例6-1与实施例1-2(实施例1中编号1-2)对比可见，本发明所述方案制备的高海拔地区降温型高性能道路标线热熔涂料，可显著提升所得道路标线涂料的抗紫外线老化能力、力学性能、低温性能和耐久性并降低拌合温度。
由对比例6-2与实施例1-2(实施例1中编号1-2)对比可见，增塑剂丁腈橡胶可提高道路标线热熔涂料的抗压强度。
由对比例6-3与实施例1-2(实施例1中编号1-2)对比可见，增弹剂乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)可提高道路标线热熔涂料的低温性能。
由对比例6-4与实施例1-2(实施例1中编号1-2)对比可见，流变剂蓖麻油可提高道路标线热熔涂料的流动度、低温性能且降低软化点。
由对比例6-5与实施例1-2(实施例1中编号1-2)对比可见，温拌剂Sasobit可提高道路标线热熔涂料的流动性且降低软化点。
由对比例6-6与实施例1-2(实施例1中编号1-2)对比可见，光屏蔽剂双羟基复合金属氢氧化物(LDHs)可提高道路标线热熔涂料的抗紫外线老化性能。
本发明所述的高海拔地区降温型高性能道路标线热熔涂料，该标线涂料具有能降低40～60℃熔融施工温度，抗紫外老化、高韧性、高耐久性、低温抗开裂性能强等优点，可有效解决高海拔地区恶劣环境下道路标线易开裂剥落等问题。
以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种高海拔地区降温型高性能道路标线热熔涂料，其特征在于，按质量百分数计，包括以下组分：胶结料10～18％，填料40～60％，颜料3～8％，反光材料15～23％，增塑剂0.5～3％，增弹剂4～12％，流变剂1～4％，温拌剂0.5～3％，光屏蔽剂0.5～2％。
2.根据权利要求1所述的高海拔地区降温型高性能道路标线热熔涂料，其特征在于，所述胶结料为石油树脂、松香树脂中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的高海拔地区降温型高性能道路标线热熔涂料，其特征在于，所述填料为重质碳酸钙粉、滑石粉、石英砂中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的高海拔地区降温型高性能道路标线热熔涂料，其特征在于，所述颜料为白色颜料和黄色颜料中一种；所述白色颜料为二氧化钛、氧化锌、锌锑中的至少一种；所述黄色颜料为耐热黄铅、有机黄颜料、氧化铁、钛黄中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的高海拔地区降温型高性能道路标线热熔涂料，其特征在于，所述反光材料为玻璃微珠。
6.根据权利要求1所述的高海拔地区降温型高性能道路标线热熔涂料，其特征在于，所述增塑剂为丁腈橡胶、丁苯橡胶、异戊橡胶、邻苯二甲酸二酯、邻苯二甲酸二丁酯和邻苯二甲酸二乙酯中的至少一种。
7.根据权利要求1所述的高海拔地区降温型高性能道路标线热熔涂料，其特征在于，所述增弹剂为乙烯-醋酸乙烯共聚物、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、聚乙烯和聚氯乙烯中的至少一种。
8.根据权利要求1所述的高海拔地区降温型高性能道路标线热熔涂料，其特征在于，所述流变剂为蓖麻油、水溶环氧树脂、水溶醇酸树脂和邻苯二甲酸二辛酯中的至少一种。
9.根据权利要求1所述的高海拔地区降温型高性能道路标线热熔涂料，其特征在于，所述温拌剂为Sasobit、Rediset、SEAM温拌剂和Asphaltan-B温拌剂中的至少一种；所述光屏蔽剂为双羟基复合金属氢氧化物、TiO2、ZnO和SiO2中的至少一种。
10.制备权利要求1-9任一项所述的高海拔地区降温型高性能道路标线热熔涂料的方法，其特征在于，包括以下步骤：
将所述胶结料、所述填料、所述颜料、所述反光材料、所述增塑剂、所述增弹剂、所述温拌剂和所述光屏蔽剂干拌混合均匀，在160℃加热15min，涂料初步熔融时，加入所述流变剂快速拌和均匀，并调节涂料熔融流动度小于45s，得到高海拔地区降温型高性能道路标线热熔涂料。
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