一种冷涂型改性环氧路面防滑涂料及制备方法与流程

[0001]
本发明涉及涂料技术领域，具体的，涉及一种冷涂型改性环氧路面防滑涂料及制备方法。


背景技术：

[0002]
桥梁、公路由于交通环境的错综复杂，气候的变化无常，地形、地貌的变化难以预测，所以路面的防滑、耐磨处理，不管对交通安全还是运输效益都显得异常重要，特别是在上、下坡道，曲折、转变化复杂的路面。防滑、醒目的高分子撒砂路面已在世界各国交通流量大、等级高的桥梁、公路的路面上广泛应用，经济越发达、越先进的国家、城市应用得越多、越普及。随着近年我国交通基础设施的大力建设，以及提高城市形象，提高人民群众生活品质，对路面防滑涂料的环境友好性，耐磨损性能要求逐渐提高。
[0003]
环氧树脂涂料相比于聚氨酯涂料、丙烯酸涂料在我国的发展相对发展较晚，它耐化学品性优良，尤其是耐碱性，漆膜附着力强，具有较好的耐热性和电绝缘性。但是双酚a型环氧树脂涂料的耐候性差，在户外易粉化失光又欠丰满，撞击性能、耐磨损性能等方面，尚不能满足高强度的使用要求，存在易碎裂、脱落和使用寿命短等缺陷。


技术实现要素：

[0004]
本发明提出一种冷涂型改性环氧路面防滑涂料及制备方法，解决了相关技术中涂料强度较低，耐磨损性能较差的问题。
[0005]
本发明的技术方案如下：
[0006]
一种冷涂型改性环氧路面防滑涂料，包括a组分环氧树脂改性物和b组分胺类复配固化剂，
[0007]
其中，按照质量份，
[0008]
a组分环氧树脂改性物由以下组分组成，双酚a型环氧树脂30～40份，端羟基长链聚合物3～5份，缩水甘油醚5～10份，防沉剂1～3份，紫外线吸收剂0.3～0.5份，消泡剂0.1～0.3份，流平剂0.1～0.3份，硫酸钙晶须5～10份，活性微硅粉40～50份，改性钛酸钾5～10份，纳米凹凸棒土5～10份，碳化钛硅粉1～2份，硅烷偶联剂0.2～0.8份；
[0009]
b组分胺类复配固化剂由以下组分组成，曼尼斯胺5～10份，聚酰胺40～60份，芳香胺30～50份。
[0010]
作为进一步的技术方案，所述改性钛酸钾为十六烷基季铵盐插层改性钛酸钾。
[0011]
作为进一步的技术方案，所述的一种冷涂型改性环氧路面防滑涂料，a组分环氧树脂改性物由以下组分组成，双酚a型环氧树脂45份，端羟基长链聚合物4份，缩水甘油醚7份，防沉剂2份，紫外线吸收剂0.4份，消泡剂0.2份，流平剂0.2份，硫酸钙晶须7份，活性微硅粉45份，改性钛酸钾7份，纳米凹凸棒土7份，碳化钛硅粉1.5份，硅烷偶联剂0.5份。
[0012]
作为进一步的技术方案，所述的一种冷涂型改性环氧路面防滑涂料，b组分胺类复配固化剂由以下组分组成，曼尼斯胺7份，聚酰胺45份，芳香胺40份。
[0013]
作为进一步的技术方案，所述的一种冷涂型改性环氧路面防滑涂料，按照重量比，a组分、b组分为100：40。
[0014]
本发明还提出一种冷涂型改性环氧路面防滑涂料的制备方法，包括以下步骤：
[0015]
s1、按照上述的一种冷涂型改性环氧路面防滑涂料的配方，称取各个组分备用；
[0016]
s2、将双酚a型环氧树脂，端羟基长链聚合物，缩水甘油醚，防沉剂，紫外线吸收剂，消泡剂，流平剂依次加入到搅拌罐中低速搅拌30分钟，低速搅拌转速为70转每分钟，然后加入硅烷偶联剂，碳化钛硅粉，活性微硅粉，硫酸钙晶须，改性钛酸钾，纳米凹凸棒土，再高速搅拌90分钟后，高速搅拌转速为1200转每分钟，出料得到a组分；
[0017]
s3、将曼尼斯胺，聚酰胺，改性复合胺依次加入到搅拌罐中搅拌60分钟，搅拌采用低速搅拌为70转每分钟，得到b组分；
[0018]
s4、将a组分、b组分按照重量比100：40的配合比混合均匀后得到一种冷涂型改性环氧路面防滑涂料。
[0019]
本发明还提出一种冷涂型改性环氧路面防滑涂料的应用，涂刷于道路基面，根据设计要求涂刷不同的遍数，涂刷完毕后自然凝固成型。
[0020]
本发明的工作原理及有益效果为：
[0021]
1.本发明为无溶剂双组分环氧涂料，不含有机溶剂，具有耐高低温性能，优异的附着力和耐腐蚀性能，优异的耐水性，以及优异的耐磨性和抗机械损伤能力。a组分为环氧树脂改性物，b组分为胺类复配固化剂，a、b组分混合后形成的涂料柔韧性好，强度高，表面光滑，耐水及耐酸碱化学介质优异，并且与陶瓷颗粒或其他耐磨防滑骨料如石英砂，碳化硅等有非常好的粘结性，即使在涂料不可能完全包裹耐磨防滑颗粒的情况下亦能满足性能要求。
[0022]
2.本发明中，双酚a型环氧树脂具有良好的粘结性能、耐磨性和化学稳定性，但双酚a型环氧树脂的分子链难以滑动，故而双酚a型环氧树脂的耐疲劳性和抗冲击韧性较差；端羟基长链聚合物d-411是遥爪聚合物，其分子链两端的活性羧基官能团可与双酚a型环氧树脂的环氧基反应，并在反应过程中离析出橡胶相，当由双酚a型环氧树脂和端羟基长链聚合物d-411合成的涂料受到破坏时，分散相粒子使得裂纹的扩展分叉、转向(消散了大量能量)，从而达到了增韧和耐疲劳的目的，与陶瓷颗粒形成的铺筑路面各方面性能优良。
[0023]
3.本发明中，活性微硅粉是一种无毒、无味、无污染的憎水亲油性的高纯白色微粉，具备耐温性好、耐酸碱腐蚀、导热性差、高绝缘、低膨胀、化学性能稳定、硬度大等优良的性能。在硅烷偶联剂的作用下，对活性微硅粉表面进行改性处理，从而改变表面原来的物性，有效的提高环氧树脂与活性微硅粉的表面粘结力和界面憎水性，改善涂料的机械性能和耐候性。
[0024]
4.本发明中，纳米凹凸棒、碳化钛硅粉的加入显著提高了防滑涂料的抗腐蚀性和耐磨损性能，纳米凹凸棒是一种层链状结构的含水富镁铝硅酸盐黏土矿物，两层硅氧四面体夹一层镁(铝)氧八面体，纳米凹凸棒改性引入聚合物中，有效地把纳米凹凸棒的抗腐蚀性、耐热性、耐磨性、自洁性好等优点和聚合物分散性好、溶解性好、易于成膜等特点结合起来，碳化钛硅是m
n+1
ax
n
(n1,2,3)族的一种三元层状化合物，综合了金属和陶瓷的优异性能，耐磨损性能优异，有较高的强度，与纳米凹凸棒土复配，与其它组分协同作用，使得涂料的耐磨损性、耐腐蚀性提高，并且抗压强度更高。
[0025]
5.本发明中，钛酸钾晶须是一种性能优异的无机合成纤维，强度超过常用的玻璃纤维，碳纤维，具有传统纤维不可代替的优点，十六烷基季铵盐改性后，钛酸钾晶须与树脂的界面的结合力提高，有效的分散材料的应力，避免应力集中导致的材料的破坏，这在摩擦状态下有明显的优势，同时改性钛酸钾的加入，增大了涂料的强度。
[0026]
6.本发明中，添加紫外线吸收剂，避免了太阳光紫外线照射使得道路老化，提高了铺装路面的耐候性和使用寿命。
具体实施方式
[0027]
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都涉及本发明保护的范围。
[0028]
实施例1：
[0029]
一种冷涂型改性环氧路面防滑涂料，包括a组分环氧树脂改性物和b组分胺类复配固化剂，
[0030]
其中，按照质量份，
[0031]
a组分环氧树脂改性物由以下组分组成，双酚a型环氧树脂e51为30份，端羟基长链聚合物d-411为3份，缩水甘油醚5份，改性蓖麻油118为1份，紫外线吸收剂uv-0为0.3份，有机硅消泡剂0.1份，聚二甲基硅氧烷0.1份，硫酸钙晶须5份，活性微硅粉40份，改性钛酸钾5份，纳米凹凸棒土5份，碳化钛硅粉1份，硅烷偶联剂wd60为0.2份；
[0032]
b组分胺类复配固化剂由以下组分组成，曼尼斯胺5份，聚酰胺40份，芳香胺30份。
[0033]
其制备方法，包括以下步骤：
[0034]
s1、按照上述的配方，称取各个组分备用；
[0035]
s2、将双酚a型环氧树脂e51，端羟基长链聚合物，缩水甘油醚，改性蓖麻油118，紫外线吸收剂uv-0，有机硅消泡剂，聚二甲基硅氧烷依次加入到搅拌罐中低速搅拌30分钟，低速搅拌转速为70转每分钟，然后加入硅烷偶联剂wd60，碳化钛硅粉，活性微硅粉，硫酸钙晶须，改性钛酸钾，纳米凹凸棒土，再高速搅拌90分钟后，高速搅拌转速为1200转每分钟，出料得到a组分；
[0036]
s3、将曼尼斯胺，聚酰胺，改性复合胺依次加入到搅拌罐中搅拌60分钟，搅拌采用低速搅拌为70转每分钟，得到b组分；
[0037]
s4、将a组分、b组分按照重量比100：40的配合比混合均匀后得到一种冷涂型改性环氧路面防滑涂料。
[0038]
实施例2：
[0039]
一种冷涂型改性环氧路面防滑涂料，包括a组分环氧树脂改性物和b组分胺类复配固化剂，
[0040]
其中，按照质量份，
[0041]
a组分环氧树脂改性物由以下组分组成，双酚a型环氧树脂e51为35份，端羟基长链聚合物d-411为4份，缩水甘油醚7份，改性蓖麻油118为2份，紫外线吸收剂uv-0为0.4份，有机硅消泡剂0.2份，聚二甲基硅氧烷0.2份，硫酸钙晶须7份，活性微硅粉45份，改性钛酸钾7
份，纳米凹凸棒土7份，碳化钛硅粉1.5份，硅烷偶联剂wd60为0.5份；
[0042]
b组分胺类复配固化剂由以下组分组成，曼尼斯胺7份，聚酰胺50份，芳香胺40份。
[0043]
其制备方法与实施例1制备方法相同。
[0044]
实施例3：
[0045]
一种冷涂型改性环氧路面防滑涂料，包括a组分环氧树脂改性物和b组分胺类复配固化剂，
[0046]
其中，按照质量份，
[0047]
a组分环氧树脂改性物由以下组分组成，双酚a型环氧树脂e51为40份，端羟基长链聚合物d-411为5份，缩水甘油醚10份，改性蓖麻油118为3份，紫外线吸收剂uv-0为0.5份，有机硅消泡剂0.3份，聚二甲基硅氧烷0.3份，硫酸钙晶须10份，活性微硅粉50份，改性钛酸钾10份，纳米凹凸棒土10份，碳化钛硅粉2份，硅烷偶联剂wd60为0.8份；
[0048]
b组分胺类复配固化剂由以下组分组成，曼尼斯胺10份，聚酰胺60份，芳香胺50份。
[0049]
其制备方法与实施例1制备方法相同。
[0050]
对比例1：
[0051]
其他组分和组分含量均与实施例2相同，其与实施例2的区别技术特征在于未添加端羟基长链聚合物d-411。
[0052]
对比例2：
[0053]
其他组分和组分含量均与实施例2相同，其与实施例2的区别技术特征在于未添加活性微硅粉。
[0054]
对比例3：
[0055]
其他组分和组分含量均与实施例2相同，其与实施例2的区别技术特征在于未添加纳米凹凸棒土，碳化钛硅粉。
[0056]
对比例4:
[0057]
其他组分和组分含量均与实施例2相同，其与实施例2的区别技术特征在于未添加改性钛酸钾。
[0058]
对比例5:
[0059]
其他组分和组分含量均与实施例2相同，其与实施例2的区别技术特征在于未添加紫外线吸收剂uv-0。
[0060]
对比例6：
[0061]
其他组分和组分含量均与实施例2相同，其与实施例2的区别技术特征在于未添加碳化钛硅粉。
[0062]
实验数据如表1所示：
[0063]
表1实施例1～3以及对比例1～6各组分重量份数
[0064][0065][0066]
注：—为无此项
[0067]
对上述实施例1～3及对比例1～6中的冷涂型改性环氧路面防滑涂料按照jt/t-712—2008进行性能测试，测试结果如下表所示：
[0068]
表2实施例1～3及对比例1～6中的冷涂型改性环氧路面防滑涂料性能测试结果
[0069][0070][0071]
从表中数据可以看出，本发明实施例1～3制备的路面防滑涂料符合路面防滑涂料要求，且性能优良，同时，在防滑性、强度、耐水性、耐碱性、耐沾污性、耐人工气候老化性等方面有了显著提高，因此延长了涂料的使用寿命，解决了现有技术中涂料易脱落、开裂、强度不高、耐用性差的问题。其中，实施例2采用的原料配比和制备方法是本发明相对更优的技术方案，制得的路面防滑涂料性能最佳。
[0072]
对比例1和本发明的实施例2相比，实施例2制备的路面防滑涂料的低温抗裂性、耐候性、bpn值由72提高到85、抗压强度由8.6mpa提高到9.5mpa等性能显著提高，说明本发明中加入端羟基长链聚合物d-411，与其它组分相互协同作用，显著提高了涂料的低温抗裂性、耐候性，同时防滑性和抗压强度也有所增强。
[0073]
对比例2和本发明的实施例2相比，实施例2制备的路面防滑涂料的低温抗裂性、人工加速耐候性、bpn值由55提高到85，同时抗压强度由6.9mpa提高到9.5mpa，说明本发明中加入活性硅微粉，与其它组分相互协同作用，显著提高了涂料的低温抗裂性、耐候性,防滑性能，同时提高了涂料的抗压强度。
[0074]
对比例3和本发明的实施例2相比，实施例2制备的路面防滑涂料的bpn值由76提高到85、抗压强度由8.3mpa提高到9.5mpa，说明本发明中加入纳米凹凸棒土、碳化钛硅粉，与其它组分相互协同作用，显著提高了涂料的耐磨损性能以及强度。
[0075]
对比例4和本发明的实施例2相比，实施例2制备的路面防滑涂料的bpn值由75提高到85、抗压强度由8.4mpa提高到9.5mpa，说明本发明中加入改性钛酸钾，与其它组分相互协同作用，显著提高了涂料的防滑耐磨性以及抗压强度。
[0076]
对比例5和本发明的实施例2相比，实施例2制备的路面防滑涂料的耐候性显著提高，说明本发明中加入紫外光吸收剂，与其它组分相互协同作用，显著提高了涂料的耐候性，延长使用寿命。
[0077]
对比例6和本发明的实施例2相比，实施例2制备的路面防滑涂料的bpn值由72提高到85、抗压强度由8.6mpa提高到9.5mpa，与对比例3相比，对比例6制备的路面防滑涂料的bpn值由76增大到78，抗压强度由8.3mpa提高到9.6mpa，说明本发明中加入,碳化钛硅粉，与纳米凹凸棒土复配，提高了涂料的耐磨损性能以及强度。
[0078]
综上所述，本发明能够解决现有技术中双酚a型环氧树脂涂料的耐候性差，在户外易粉化失光又欠丰满，撞击性能、耐磨损性能差的技术问题，而且同现有技术相比具有如下突出的实质性特点和显著的进步：
[0079]
1.本发明为无溶剂双组分环氧涂料，不含有机溶剂，具有耐高低温性能，优异的附着力和耐腐蚀性能，优异的耐水性，以及优异的耐磨性和抗机械损伤能力。a组分为环氧树脂改性物，b组分为胺类复配固化剂，a、b组分混合后形成的涂料柔韧性好，强度高，表面光滑，耐水及耐酸碱化学介质优异，并且与陶瓷颗粒或其他耐磨防滑骨料如石英砂，碳化硅等有非常好的粘结性，即使在涂料不可能完全包裹耐磨防滑颗粒的情况下亦能满足性能要求。
[0080]
2.本发明中，双酚a型环氧树脂e51具有良好的粘结性能、耐磨性和化学稳定性，但双酚a型环氧树脂e51的分子链难以滑动，故而双酚a型环氧树脂e51的耐疲劳性和抗冲击韧性较差；端羟基长链聚合物d-411是遥爪聚合物，其分子链两端的活性羧基官能团可与双酚a型环氧树脂的环氧基反应，并在反应过程中离析出橡胶相，当由双酚a型环氧树脂e51和端羟基长链聚合物d-411合成的涂料受到破坏时，分散相粒子使得裂纹的扩展分叉、转向(消散了大量能量)，从而达到了增韧和耐疲劳的目的，与陶瓷颗粒形成的铺筑路面各方面性能优良。
[0081]
3.本发明中，活性微硅粉是一种无毒、无味、无污染的憎水性(亲油性)高纯白色微粉，具备耐温性好、耐酸碱腐蚀、导热性差、高绝缘、低膨胀、化学性能稳定、硬度大等优良的性能。在硅烷偶联剂的作用下，对活性微硅粉表面进行改性处理，从而改变表面原来的物性，有效的提高环氧树脂与活性微硅粉的表面粘结力和界面憎水性，改善涂料的机械性能和耐候性。
[0082]
4.本发明中，纳米凹凸棒、碳化钛硅粉的加入显著提高了防滑涂料的抗腐蚀性和耐磨损性能，纳米凹凸棒是一种层链状结构的含水富镁铝硅酸盐黏土矿物，两层硅氧四面体夹一层镁(铝)氧八面体，纳米凹凸棒改性引入聚合物中，有效地把纳米凹凸棒的抗腐蚀性、耐热性、耐磨性、自洁性好等优点和聚合物分散性好、溶解性好、易于成膜等特点结合起来，碳化钛硅是m
n+1
ax
n
(n＝1,2,3)族的一种三元层状化合物，综合了金属和陶瓷的优异性
能，耐磨损性能优异，有较高的强度，与纳米凹凸棒土复配，与其它组分协同作用，使得涂料的耐磨损性、耐腐蚀性提高，并且抗压强度更高。
[0083]
5.本发明中，钛酸钾晶须是一种性能优异的无机合成纤维，强度超过常用的玻璃纤维，碳纤维，具有传统纤维不可代替的优点，在硅烷偶联剂进行表面改性后，钛酸钾晶须与树脂的界面的结合力提高，有效的分散材料的应力，避免应力集中导致的材料的破坏，这在摩擦状态下有明显的优势，同时钛酸钾晶须的加入，增大了涂料的强度。
[0084]
6.本发明中，添加紫外线吸收剂uv-0，避免了太阳光紫外线照射使得道路老化，提高了铺装路面的耐候性和使用寿命。
[0085]
以上所述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。

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