一种无气味不易燃反应型双组分标线涂料及其制备方法与流程

1.本发明涉及防护涂料技术领域，特别涉及一种无气味不易燃反应型双组分标线涂料及其制备方法。


背景技术：

2.道路标线主要有热熔型与双组分反应型两大种。热熔型标线夏季高温，表面易软化发粘发污，颜色变黑，轮胎印明显，冬季比较脆，非常容易开裂，耐水性差，容易脱落。双组分反应型标线涂料主要是甲基丙烯酸甲酯类反应型树脂标线涂料，因含有甲基丙烯酸甲酯(mma)和甲基丙烯酸正丁酯单体，喷涂时有很重刺激性的气味，对环境有很大影响，尤其在城市中心区域施工很受影响，同时mma单体极易燃烧，生产、储存、使用都存在很大的安全隐患。因此，现有技术存在缺陷，需要改进。


技术实现要素：

3.本发明的主要目的是提出一种无气味不易燃反应型双组分标线涂料及其制备方法，旨在改善现有涂料的组分，实现涂料的无气味、不易燃、高柔韧性、高延伸率。
4.为实现上述目的，本发明提出的一种无气味不易燃反应型双组分标线涂料，包括混合使用的a组分和b组分，a组分和b组分的重量比为100:100；
5.所述a组分包括以下重量份的原料：
[0006][0007][0008]
所述b组分包括以下重量份的原料：
[0009][0010]
优选地，所述聚氨酯二甲基丙烯酸酯由异佛尔酮二异氰酸酯与甲基丙烯酸羟乙酯反应制得，其反应重量份配比为：异佛尔酮二异氰酸酯30～60份，甲基丙烯酸羟乙酯：80～100份。
[0011]
优选地，所述脂肪族柔性聚氨酯由氢化苯基甲烷二异氰酸酯、甲基丙烯酸羟乙酯、二聚酸聚酯二元醇、聚天门冬氨酸酯、甲基丙烯酸甘油缩甲醛酯反应制得，其反应重量份配比为：氢化苯基甲烷二异氰酸酯40～60份，甲基丙烯酸羟乙酯1～5份，二聚酸聚酯二元醇80～120份，聚天门冬氨酸酯55～75 份，甲基丙烯酸甘油缩甲醛酯80～120份。
[0012]
优选地，所述颜料包括金红石型钛白粉，所述填料包括重质碳酸钙，所述防沉淀剂包括气相法二氧化硅。
[0013]
优选地，所述促进剂包括n，n
‑
二羟乙基对甲苯胺，所述固化剂包括过氧化苯甲酰。
[0014]
为实现上述目的，本发明还提出一种无气味不易燃反应型双组分标线涂料的制备方法，包括以下步骤：
[0015]
步骤1，a组分的制备：
[0016]
将30～50份甲基丙烯酸甘油缩甲醛酯、3～10份聚氨酯二甲基丙烯酸酯、40～50份脂肪族柔性聚氨酯加入到高速分散器，搅拌10～15分钟，搅拌速度 80～90转/分钟；
[0017]
将1～3份防沉淀剂加入到高速分散器中，保持搅拌的同时开启高速分散机，分散机转速为800～1000转/分钟，分散搅拌15～20分钟：
[0018]
将10～20份颜料加入到高速分散器中，保持搅拌的同时开启高速分散机，分散机转速为800～1000转/分钟，分散搅拌15～20分钟；
[0019]
将0.5～1份润湿分散剂、0.5～1份消泡剂、0.5～1份光稳定剂、30～50份填料加入到高速分散器中，保持搅拌的同时开启高速分散机，分散机转速为 800～1000转/分钟，分散搅拌30～60分钟；
[0020]
将0.5～1份促进剂加入到高速分散器中，保持搅拌的同时开启高速分散机，分散机转速为800～1000转/分钟，分散搅拌10～15分钟；
[0021]
将搅拌均匀的物料经研磨机研磨至细度小于80微米后出料包装；
[0022]
步骤2，b组分的制备：
[0023]
(1)将30～50份甲基丙烯酸甘油缩甲醛酯、3～10份聚氨酯二甲基丙烯酸酯、40～50份脂肪族柔性聚氨酯加入到高速分散器，搅拌10～15分钟，搅拌速度80～90转/分钟；
[0024]
将1～3份防沉淀剂加入到高速分散器中，保持搅拌的同时开启高速分散机，分散机转速为800～1000转/分钟，分散搅拌15～20分钟：
[0025]
将10～20份颜料加入到高速分散器中，保持搅拌的同时开启高速分散机，分散机转速为800～1000转/分钟，分散搅拌15～20分钟；
[0026]
将0.5～1份润湿分散剂、0.5～1份消泡剂、0.5～1份光稳定剂、30～50份填料加入到高速分散器中，保持搅拌的同时开启高速分散机，分散机转速为 800～1000转/分钟，分散搅拌30～60分钟；
[0027]
将搅拌均匀的物料经研磨机研磨至细度小于80微米后出料包装；
[0028]
(2)将1～3份固化剂单独包装，并且，在与a组分进行混合时，先将单独包装的1～3份固化剂加入到上述步骤(1)的物料中，搅拌3～5分钟，搅拌速度50～100转/分钟，得到b组分；
[0029]
步骤3，a组分和b组分的混合：
[0030]
将搅拌好的b组分和上述a组分分别倒入双组分标线喷涂机的两个料筒中，调节喷涂机的进料量，保持a组分和b组分1：1，进行混合进料喷涂。
[0031]
优选地，所述聚氨酯二甲基丙烯酸酯的合成包括如下步骤：将30～60份异佛尔酮二异氰酸酯和80～100份甲基丙烯酸羟乙酯加入到反应器中，85～90℃搅拌反应2h，转速60～70转/分钟，降温至50℃以下出料。
[0032]
优选地，所述脂肪族柔性聚氨酯的合成包括如下步骤：将40～60份氢化苯基甲烷二异氰酸酯和1～5份甲基丙烯酸羟乙酯加入到反应器中，85～90℃恒温搅拌反应1h，转速60～70转/分钟；
[0033]
然后向反应器中加入80～120份已经脱水处理的二聚酸聚酯二元醇，85～90℃恒温搅拌反应2h，转速60～70转/分钟；
[0034]
然后向反应器中加入80～120份甲基丙烯酸甘油缩甲醛酯，85～90℃恒温搅拌反应30min，转速60～70转/分钟；
[0035]
然后向反应器中加入55～75份聚天门冬氨酸酯，85～90℃恒温搅拌反应2h，转速60～70转/分钟；
[0036]
测试体系nco含量低于0.5％后，降温至50℃以下出料。
[0037]
优选地，所述颜料包括金红石型钛白粉，所述填料包括重质碳酸钙，所述防沉淀剂包括气相法二氧化硅。
[0038]
优选地，所述促进剂包括n，n
‑
二羟乙基对甲苯胺，所述固化剂包括过氧化苯甲酰。
[0039]
与现有技术相比，本发明的有益效果是：改善现有涂料的组分，本发明的涂料基本上没有气味，在易燃性上，本涂料闪点较高，已经超过了定为易燃品(60℃以下)的界限，可以定位不易燃，并且，由于a组分中有促进剂， b组分中有固化剂，当促进剂与固化剂混合后立即引发自由基聚合，使得涂料在柔韧性上，本发明较同类产品更加柔韧；在延伸率上，本涂料是同类产品的10倍以上，更加能够适应路面的变形而不会开裂，在低温柔性上，本涂料在
‑
35℃下弯曲180度仍然不断裂，更加适合我国北方使用，尤其是寒冷的东北地区。
具体实施方式
[0040]
本实施例提出的一种无气味不易燃反应型双组分标线涂料，包括混合使用的a组分和b组分，a组分和b组分的重量比为100:100；
[0041]
所述a组分包括以下重量份的原料：
[0042][0043]
所述b组分包括以下重量份的原料：
[0044][0045]
应当说明的是，甲基丙烯酸甘油缩甲醛酯作为成膜单体，这种单体基本无气味，不易燃，所形成的聚合物具有较高的强度，玻璃化温度(tg)为80～95℃，耐有机溶剂性好，耐腐蚀性好，耐老化性好。
[0046]
聚氨酯二甲基丙烯酸酯作为交联单体，能提高体系的交联密度，进而提高涂膜的耐磨性和耐热性。
[0047]
脂肪族柔性聚氨酯作为增韧改性聚合物，可以改善涂膜的弯曲性和延伸性，提高涂膜柔韧性和弯折性，改善低温脆性，适合我国北方寒冷冬季使用。
[0048]
所述润湿分散剂可以增加液体树脂成分与粉料的侵润程度，提高分散均匀性；所
述消泡剂可以消除涂料在生产搅拌过程中产生的起泡；所述光稳定剂包括苯并三唑类和受阻胺类复配，提高涂膜的耐老化性。
[0049]
进一步地，所述颜料包括金红石型钛白粉，用于提高涂膜耐老化性，耐黄变形；所述填料包括重质碳酸钙，600～800目，增加涂料粘度，降低成本，提高涂膜耐老化性；所述防沉淀剂包括气相法二氧化硅，增加涂料粘度，防止填料沉淀。
[0050]
进一步地，所述促进剂包括n，n
‑
二羟乙基对甲苯胺，与过氧化苯甲酰形成氧化还原引发体系，引发甲基丙烯酸甘油缩甲醛酯单体与聚氨酯二甲基丙烯酸酯及脂肪族柔性聚氨酯直接的聚合交联反应；所述固化剂包括过氧化苯甲酰，采用阿克苏诺贝尔公司的perkadox ch
‑
50(50％含量)，与促进剂形成还原引发体系，引发甲基丙烯酸甘油缩甲醛酯单体与聚氨酯二甲基丙烯酸酯及脂肪族柔性聚氨酯直接的聚合交联反应。
[0051]
进一步地，所述聚氨酯二甲基丙烯酸酯由异佛尔酮二异氰酸酯与甲基丙烯酸羟乙酯反应制得，这个特殊的含有两个甲基丙烯酸酯官能基团的聚氨酯具有很好的反应活性，固化后形成的聚合物具有很好的硬度和交联密度，耐酸碱腐蚀性非常好，耐高温性好，其反应重量份配比为：异佛尔酮二异氰酸酯30～60份，甲基丙烯酸羟乙酯：80～100份。
[0052]
进一步地，所述脂肪族柔性聚氨酯由氢化苯基甲烷二异氰酸酯、甲基丙烯酸羟乙酯、二聚酸聚酯二元醇、聚天门冬氨酸酯、甲基丙烯酸甘油缩甲醛酯反应制得，其中，甲基丙烯酸甘油缩甲醛酯作为稀释单体，这种脂肪族柔性聚氨酯具有很好的耐老化性，同时在化学结构上接入甲基丙烯酸酯基团，使得这种聚氨酯具有一定的反应活性，能参与到甲基丙烯酸甘油缩甲醛酯和聚氨酯二甲基丙烯酸酯之间的聚合交联反应而形成一个整体结构，进而提高涂膜延伸率和柔韧性，进而改善涂膜的低温脆性。
[0053]
本实施例中，二聚酸聚酯二元醇，采用佰源化工公司的商业化产品 by3026，羟值35～55mgkoh/g；聚天门冬氨酸酯，胺值为190～210mgkoh/g，采用科思创公司牌号为nh1420的商业化产品。
[0054]
其反应重量份配比为：氢化苯基甲烷二异氰酸酯40～60份，甲基丙烯酸羟乙酯1～5份，二聚酸聚酯二元醇80～120份，聚天门冬氨酸酯55～75份，甲基丙烯酸甘油缩甲醛酯80～120份。
[0055]
本实施例还提出一种无气味不易燃反应型双组分标线涂料的制备方法，包括以下步骤：
[0056]
步骤1，a组分的制备：
[0057]
将30～50份甲基丙烯酸甘油缩甲醛酯、3～10份聚氨酯二甲基丙烯酸酯、 40～50份脂肪族柔性聚氨酯加入到高速分散器，搅拌10～15分钟，搅拌速度 80～90转/分钟；
[0058]
将1～3份防沉淀剂加入到高速分散器中，保持搅拌的同时开启高速分散机，分散机转速为800～1000转/分钟，分散搅拌15～20分钟：
[0059]
将10～20份颜料加入到高速分散器中，保持搅拌的同时开启高速分散机，分散机转速为800～1000转/分钟，分散搅拌15～20分钟；
[0060]
将0.5～1份润湿分散剂、0.5～1份消泡剂、0.5～1份光稳定剂、30～50份填料加入到高速分散器中，保持搅拌的同时开启高速分散机，分散机转速为 800～1000转/分钟，分散搅拌30～60分钟；
[0061]
将0.5～1份促进剂加入到高速分散器中，保持搅拌的同时开启高速分散机，分散
机转速为800～1000转/分钟，分散搅拌10～15分钟；
[0062]
将搅拌均匀的物料经研磨机研磨至细度小于80微米后出料包装；
[0063]
步骤2，b组分的制备：
[0064]
(1)将30～50份甲基丙烯酸甘油缩甲醛酯、3～10份聚氨酯二甲基丙烯酸酯、40～50份脂肪族柔性聚氨酯加入到高速分散器，搅拌10～15分钟，搅拌速度80～90转/分钟；
[0065]
将1～3份防沉淀剂加入到高速分散器中，保持搅拌的同时开启高速分散机，分散机转速为800～1000转/分钟，分散搅拌15～20分钟：
[0066]
将10～20份颜料加入到高速分散器中，保持搅拌的同时开启高速分散机，分散机转速为800～1000转/分钟，分散搅拌15～20分钟；
[0067]
将0.5～1份润湿分散剂、0.5～1份消泡剂、0.5～1份光稳定剂、30～50份填料加入到高速分散器中，保持搅拌的同时开启高速分散机，分散机转速为 800～1000转/分钟，分散搅拌30～60分钟；
[0068]
将搅拌均匀的物料经研磨机研磨至细度小于80微米后出料包装；
[0069]
2)将1～3份固化剂单独包装，并且，在与a组分进行混合时，先将单独包装的1～3份固化剂加入到上述步骤(1)的物料中，搅拌3～5分钟，搅拌速度50～100转/分钟，得到b组分；
[0070]
步骤3，a组分和b组分的混合：
[0071]
将搅拌好的b组分和上述a组分分别倒入双组分标线喷涂机的两个料筒中，调节喷涂机的进料量，保持a组分和b组分1：1，进行混合进料喷涂。
[0072]
应当说明的是，甲基丙烯酸甘油缩甲醛酯作为成膜单体，这种单体基本无气味，不易燃，所形成的聚合物具有较高的强度，玻璃化温度(tg)为80～95℃，耐有机溶剂性好，耐腐蚀性好，耐老化性好。
[0073]
聚氨酯二甲基丙烯酸酯作为交联单体，能提高体系的交联密度，进而提高涂膜的耐磨性和耐热性。
[0074]
脂肪族柔性聚氨酯作为增韧改性聚合物，可以改善涂膜的弯曲性和延伸性，提高涂膜柔韧性和弯折性，改善低温脆性，适合我国北方寒冷冬季使用。
[0075]
所述润湿分散剂可以增加液体树脂成分与粉料的侵润程度，提高分散均匀性；所述消泡剂可以消除涂料在生产搅拌过程中产生的起泡；所述光稳定剂包括苯并三唑类和受阻胺类复配，提高涂膜的耐老化性。
[0076]
进一步地，所述颜料包括金红石型钛白粉，用于提高涂膜耐老化性，耐黄变形；所述填料包括重质碳酸钙，600～800目，增加涂料粘度，降低成本，提高涂膜耐老化性；所述防沉淀剂包括气相法二氧化硅，增加涂料粘度，防止填料沉淀。
[0077]
进一步地，所述促进剂包括n，n
‑
二羟乙基对甲苯胺，与过氧化苯甲酰形成氧化还原引发体系，引发甲基丙烯酸甘油缩甲醛酯单体与聚氨酯二甲基丙烯酸酯及脂肪族柔性聚氨酯直接的聚合交联反应；所述固化剂包括过氧化苯甲酰，采用阿克苏诺贝尔公司的perkadox ch
‑
50(50％含量)，与促进剂形成还原引发体系，引发甲基丙烯酸甘油缩甲醛酯单体与聚氨酯二甲基丙烯酸酯及脂肪族柔性聚氨酯直接的聚合交联反应。
[0078]
进一步地，所述聚氨酯二甲基丙烯酸酯的合成包括如下步骤：将30～60 份异佛尔酮二异氰酸酯和80～100份甲基丙烯酸羟乙酯加入到反应器中，85～90℃搅拌反应2h，转速
60～70转/分钟，降温至50℃以下出料。
[0079]
进一步地，所述脂肪族柔性聚氨酯的合成包括如下步骤：将40～60份氢化苯基甲烷二异氰酸酯和1～5份甲基丙烯酸羟乙酯加入到反应器中，85～90℃恒温搅拌反应1h，转速60～70转/分钟；
[0080]
然后向反应器中加入80～120份已经脱水处理的二聚酸聚酯二元醇，85～90℃恒温搅拌反应2h，转速60～70转/分钟；
[0081]
然后向反应器中加入80～120份甲基丙烯酸甘油缩甲醛酯，85～90℃恒温搅拌反应30min，转速60～70转/分钟；
[0082]
然后向反应器中加入55～75份聚天门冬氨酸酯，85～90℃恒温搅拌反应2h，转速60～70转/分钟；
[0083]
测试体系nco含量低于0.5％后，降温至50℃以下出料。
[0084]
本实施例中，二聚酸聚酯二元醇，采用佰源化工公司的商业化产品 by3026，羟值35～55mgkoh/g；聚天门冬氨酸酯，胺值为190～210mgkoh/g，采用科思创公司牌号为nh1420的商业化产品。
[0085]
进一步地，通过具体实施例及数据测试，对本发明进行说明：
[0086]
一、聚氨酯二甲基丙烯酸酯合成
[0087]
将40份异佛尔酮二异氰酸酯和100份甲基丙烯酸羟乙酯加入到反应器中，85～90℃搅拌反应2h，转速60～70转/分钟，降温至50℃以下出料。
[0088]
二、脂肪族柔性聚氨酯合成
[0089]
将45份氢化苯基甲烷二异氰酸酯和3份甲基丙烯酸羟乙酯加入到反应器中，85～90℃恒温搅拌反应1h(转速60～70转/分钟)，然后向反应器中加入 100份已经脱水处理的二聚酸聚酯二元醇，85～90℃恒温搅拌反应2h(转速 60～70转/分钟)，然后向反应器中加入100份甲基丙烯酸甘油缩甲醛酯，85～90℃恒温搅拌反应30min(转速60～70转/分钟)，然后向反应器中加入60份聚天门冬氨酸酯，85～90℃恒温搅拌反应2h(转速60～70转/分钟)，测试体系nco 含量低于0.5％后，降温至50℃以下出料。
[0090]
三、标线涂料制备
[0091]
a组分的制备：
[0092]
将40份甲基丙烯酸甘油缩甲醛酯、10份聚氨酯二甲基丙烯酸酯、40份脂肪族柔性聚氨酯加入到高速分散器(釜)，搅拌10～15分钟，搅拌速度80～90 转/分钟；
[0093]
将2份气相法二氧化硅加入到高速分散器中，保持搅拌的同时开启高速分散机，分散机转速为800～1000转/分钟，分散搅拌15～20分钟；
[0094]
将15份钛白粉加入到高速分散器中，保持搅拌的同时开启高速分散机，分散机转速为800～1000转/分钟，分散搅拌15～20分钟；
[0095]
将0.5份润湿分散剂、0.5份消泡剂、0.5份光稳定剂、40份碳酸钙加入到高速分散器中，保持搅拌的同时开启高速分散机，分散机转速为800～1000 转/分钟，分散搅拌30～60分钟；
[0096]
将1份n，n－二羟乙基对甲苯胺加入到高速分散器中，保持搅拌的同时开启高速分散机，分散机转速为800～1000转/分钟，分散搅拌10～15分钟；
[0097]
将搅拌均匀的物料经研磨机研磨至细度小于80微米后出料包装。
[0098]
b组分的制备：
[0099]
将40份甲基丙烯酸甘油缩甲醛酯、10份聚氨酯二甲基丙烯酸酯、40份脂肪族柔性聚氨酯加入到高速分散器(釜)，搅拌10～15分钟，搅拌速度80～90 转/分钟；
[0100]
将2份气相法二氧化硅加入到高速分散器中，保持搅拌的同时开启高速分散机，分散机转速为800～1000转/分钟，分散搅拌15～20分钟；
[0101]
将15份钛白粉加入到高速分散器中，保持搅拌的同时开启高速分散机，分散机转速为800～1000转/分钟，分散搅拌15～20分钟；
[0102]
将0.5份润湿分散剂、0.5份消泡剂、0.5份光稳定剂、40份碳酸钙加入到高速分散器中，保持搅拌的同时开启高速分散机，分散机转速为800～1000 转/分钟，分散搅拌30～60分钟；
[0103]
将搅拌均匀的物料经研磨机研磨至细度小于80微米后出料包装；
[0104]
过氧化苯甲酰单独包装，使用前将其加入到b组分钟搅拌3～5分钟即可，如果提前将bpo加入到b组分中，储存稳定性差(48h后会产生凝胶)。
[0105]
a组分和b组分的混合：
[0106]
a组分：b组分：过氧化苯甲酰＝100：98：2(重量份比)，先将过氧化苯甲酰粉末加入到b组分中，搅拌3～5分钟(搅拌速度50～100转/分钟)，再将a 组分和b组分混合。
[0107]
四、性能测试
[0108]
将实施例三中制备的涂料各组分混合均匀后固化成膜，经养护后测试其各项性能数据。
[0109]
按照实施例三中的配比要求称取各个组分，将过氧化苯甲酰粉末加入到b 组分中搅拌3～5分钟，然后再将a组分和b组分混合，搅拌3～5分钟，然后刮涂在聚四氟乙烯板上，湿膜厚度在0.8～1.2mm，涂膜固化后在标准条件下养护168h，然后进行物理力学性能测试。并与国内某知名企业的同类产品进行了性能对比，结果如下：
[0110]
[0111][0112]
以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。