低温快干水性道路标志涂料及其制备方法 【技术领域】
本发明属涂料及其方法，特别是涉及一种道路标志涂料及其制备方法。
背景技术
道路标志是当今世界规范交通法规保护人类安全的必要措施，随着社会的日益发展，其作用意义亦日显重要，作为标志涂料的使用，其需求量和性能质量要求，也日益高涨且越来越趋向于安全、环保和可靠的特点。
我国目前所使用的道路标志涂料，多为传统型溶剂漆和热熔漆两大类，具有含大量有害物质、伤害施工人员身体、环境后遗症大、能耗高、雨天易打滑不安全、不易重涂施工困难等一系列缺点，尤其是其高VOC(挥发性有机化合物)高达650g/L，有大量溶剂挥发，对环境造成不可估量的污染后果，仅以上海地区一年要耗用一千多吨溶剂型标志漆为例，那么至少每年有500吨以上有毒有害溶剂挥发于当地，推及全国更无以论算。另外，施工温度的限制也使水性涂料的使用受到极大的限制。
研究开发制备取代溶剂型的道路标志水基涂料，并且具有低温快干的性能和易施工性，已形成呼声日高刻不容缓的社会共同要求。
【发明内容】
本发明的目的是提供一种低温快干水性道路标志涂料及其制备方法，该涂料适用于低温施工，干燥速度快，而且具有环保、节能、安全可靠、易于重涂施工，而且制备工艺简单，耗时短，适用于工业生产。
本发明的低温快干水性道路标志涂料，其白色涂料组分的重量百分比配方为有机硅-丙烯酸聚合物乳液30～45％，分散剂0.5～2.5％，钛白粉5～10％，填料40～55％，成膜助剂2～6％，消泡剂0.2～1％，pH调节剂0.2～1％，余量的水；其白色涂料优选组分的重量百分比配方为有机硅-丙烯酸聚合物乳液30～40％，分散剂0.5～1.5％，钛白粉6.5～9.5％，填料45～55％，成膜助剂3.5～6.5％，消泡剂0.1～0.6％，pH调节剂0.2～1.5％，余量为水；其黄色涂料组分的重量百分比配方为有机硅-丙烯酸聚合物乳液30～45％，分散剂0.5～2.5％，钛白粉5～10％，黄颜料2.0～5.0％，填料40～55％，成膜助剂2～6％，消泡剂0.2～1％，pH调节剂0.2～1％，余量的水；其黄色涂料优选组分的重量百分比配方为有机硅-丙烯酸聚合物乳液30～40％，分散剂0.5～1.5％，钛白粉6.5～9.5％，黄颜料2.5～4.0％，填料45～55％，成膜助剂3.5～6％，消泡剂0.2～1％，pH调节剂0.2～1％，余量的水。
所述的有机硅-丙烯酸聚合物乳液为硅氧烷接技反应的改性丙烯酸自交联型聚合物乳液，其单体组成为硅氧烷、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸和正丙酯，重量比分别为5-8∶37-45∶40-50∶2-5∶1-5；
所述的分散剂包括烷基酚聚氧乙烯醚、阴离子脂肪酸盐、烷基酚类芳香酸盐、聚丙烯酸多醚羧酸酯或其混合物；
所述的填料为硅灰石或石英粉，优选硅灰石；
所述的成膜助剂包括多元醇多醚、丙二醇苯醚、丙二醇丙醚、丙二醇甲醚或其混合物，优选丙二醇丙醚；
所述的消泡剂包括非硅类消泡剂和有机硅类消泡剂的混合物DF500；
所述的pH调节剂包括三乙胺和醇胺类有机物二乙醇胺；
本发明的低温快干水性道路标志涂料制备方法，包括步骤：
(1)将分散剂加入有机硅-丙烯酸聚合物乳液；
(2)将填料和钛白粉加入乳液与分散剂的混合液中，同时高速剪切或砂磨；
(3)加入消泡剂，再加入成膜助剂，调节pH值，加入水，配平衡。
本发明的有益效果：
(1)本发明的涂料是一种水性的聚合物型的道路标志涂料，是易于使用的道路标志漆(白色和黄色)；
(2)施工涂布于路面，具有渗透润湿性佳、封闭性附着力强、快干耐磨、耐水浸日晒、不打滑、施工方便(可在较低的温度下施工，5℃)、成本低、易于重涂等综合优点，尤其是其低VOC值(≤150g/L)；
(3)本发明的涂料主体是水基，不燃不爆、无毒无害，故给予施工现场安全可靠性、施工人员的健康保障、施工后的环境保护，带来了肯定的结果。
【具体实施方式】
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
实施例1
低温快干水性道路标志涂料，其配方为(重量百分比％)：
有机硅-丙烯酸聚合物乳液(49％重量) 30.0
烷基酚聚氧乙烯醚(30％重量) 1.5
钛白粉 6.5
硅灰石 45.0
石英粉 10.0
丙二醇苯醚 2.0
丙二醇丙醚 1.5
消泡剂DF500 0.4
三乙胺 0.5
水 加至100％
其中，有机硅-丙烯酸聚合物乳液为硅氧烷接技反应的改性丙烯酸自交联型聚合物乳液，其单体组成为硅氧烷、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸和正丙酯，重量比分别为5-8∶37-45∶40-50∶2-5∶1-5。
实施例2
低温快干水性道路标志涂料，其配方为：
有机硅-丙烯酸聚合物乳液(49％重量) 40
阴离子脂肪酸盐(30％重量) 1.5
钛白粉 9.5
硅灰石 30.0
石英粉 10.0
丙二醇苯醚 2.0
丙二醇丙醚 2.0
消泡剂DF500 0.5
二乙醇胺 0.6
水 加到100％
其中，有机硅-丙烯酸聚合物乳液为硅氧烷接技反应的改性丙烯酸自交联型聚合物乳液，其单体组成为硅氧烷、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸和正丙酯，重量比分别为5-8∶37-45∶40-50∶2-5∶1-5。
实施例3
低温快干水性道路标志涂料，其配方为(重量百分比)：
有机硅-丙烯酸聚合物乳液(49％重量) 35.0
烷基酚类芳香酸盐(30％重量) 1.5
钛白粉 6.5
黄颜料 2.5
硅灰石 43.0
丙二醇丙醚 3.2
消泡剂DF500 0.6
三乙胺 0.5
水 加到100％
其中，有机硅-丙烯酸聚合物乳液为硅氧烷接技反应的改性丙烯酸自交联型聚合物乳液，其单体组成为硅氧烷、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸和正丙酯，重量比分别为5-8∶37-45∶40-50∶2-5∶1-5。
实施例4
实施例1-3中低温快干水性道路标志涂料的制备方法，包括：
(1)将分散剂加入有机硅-丙烯酸聚合物乳液；
(2)将填料和钛白粉加入乳液与分散剂的混合液中，同时高速剪切或砂磨；
(3)加入消泡剂，再加入成膜助剂，调节pH值，加入水，配平衡。
制得的涂料，参照交通行业标准JT/T 280-2004等标准进行对比测试，涂料VOC值参照GB 18582-2001标准，结果见表1。
表1低温快干水性道路标志涂料性能测试
不粘胎时间(23℃，60％湿度)min ≤15 6min 早期耐水性(23℃，90％湿度)min ≤120 35min 遮盖率≥95(白色) ≥80(黄色) 95.6(白色) 81.5(黄色) 附着力(划圈法)≤5 3 耐磨性(200转1000g，磨耗量)mg≤40 22 耐水性(24小时不起泡，不脱落) 合格
耐碱性[饱和Ca(OH)2溶液浸泡] 24小时无异常 合格 含固量≥70.0％ 75.0％ 冻融稳定性 合格 粘度(≥70KU) 105 密度≥1.4g/cm3 1.6g/cm3 色度≥0.75 白色0.76 黄色0.46 施工性 良好 外观 合格 VOC(g/L) ＜150
上述结果以及有关实地试用表明，本发明之道路标志水性涂料完全适合城市道路、高速公路、机场跑道等场合涂布施工标志漆线用，具有低温施工、快干耐磨、综合性能好、绿色环保、易于重涂、施工方便和综合成本低等优点。
本发明的低温水性道路标志涂料施工时地面宜干燥干净、无积水、无沙尘、无脂物，温度≥5℃，相对湿度≤70％，避免雨雪湿雾天气或路面潮湿冰冻状态作业，以利均匀连续成膜和快干。可视情况采用滚涂、刮涂、喷涂等方式作业；采用滚、刮涂，可以直接以涂料涂布，采用喷涂可用适量水稀释操作。建议漆膜厚度：干膜30～50μm，湿膜60～80μm，一般10分钟即可通车或人行，24小时后即可达最高强度，其间，如因需要反光效果，用通常方法喷洒玻璃微珠。