技术领域
本发明属于市政及公路建设技术领域，具体涉及一种彩色抗滑薄层及其制备方法。
背景技术
随着我国城市建设及道路建设的快速发展，数量上已经有了飞跃性提升，但在满足人们对公路交通与市政交通的安全及质量的需求也在提升。尤其在安全方面，随着立交桥及隧道的增加，坡度较大的道路数量也随之增加。近年来，为降污减霾，人们更多的乘坐公共汽车或骑自行车出行。在公共车站、坡道、自行车道等路面铺设彩色抗滑薄层，可显著提高公共汽车或自行车行驶及停止过程的安全性。目前我国抗滑薄层路面仍存在以下问题：抗压、抗拉及抗剪切强度不足，防滑颗粒易脱落及清洗不便抗污能力弱等。
发明内容
针对现有技术中的缺陷和不足，本发明提供了一种彩色抗滑薄层及其方法，克服现有抗滑薄层路面抗压、抗拉及抗剪切强度不足的缺陷。
为达到上述目的，本发明采取如下的技术方案：
一种彩色抗滑薄层，按重量份数计，由以下原料制成：胶粘剂1～2.5份，骨料7～9份和保护层涂料0.1～0.5份。
可选地，所述胶粘剂按重量份数计，由以下原料组成：环氧树脂100份，固化剂20～50份，颜料1～8份。
可选地，所述保护层涂料按重量份数计，由以下原料组成：环氧树脂100份，活性稀释剂20～50份，消泡剂0.5～1.2份，填料10～50份，颜料1～8份，固化剂20～50份。
可选地，所述固化剂按重量份数计，由以下原料组成：乙二胺0～18份，二乙烯三胺0～14份，三乙烯四胺0～28份，四乙烯五胺0～8.5份，N-胺乙基哌嗪0～17份，金刚烷胺1～5份。
可选地，所述环氧树脂为双酚A型环氧树脂；所述环氧树脂为NEPL-128型环氧树脂、E51型环氧树脂或E44型环氧树脂。
可选地，所述骨料为陶瓷颗粒、刚玉粒或金刚砂；所述骨料的粒径为1mm～4mm。
优选地，所述彩色抗滑薄层按重量份数计，由以下原料制成：胶粘剂1.5份，骨料8份和保护层涂料0.3份；所述胶粘剂按重量份数计，由以下原料组成：环氧树脂100份，固化剂25份，颜料5份；所述保护层涂料按重量份数计，由以下原料组成：环氧树脂100份，活性稀释剂42份，消泡剂1份，填料30份，颜料5份，固化剂25份；所述固化剂按重量份数计，由以下原料组成：二乙烯三胺14份，三乙烯四胺5份，N-胺乙基哌嗪3份，金刚烷胺3份；
所述环氧树脂为NEPL-128型环氧树脂；
所述骨料的粒径为2mm～3.5mm的陶瓷颗粒。
本发明还提供了所述彩色抗滑薄层的制备方法，该方法包括以下步骤：
步骤一，路面预处理：对路面基面进行打磨、干燥、除尘处理；
步骤二，涂覆胶粘剂：在步骤一处理后的路面涂覆胶粘剂；
步骤三，摊铺骨料：在1h内将骨料摊铺于步骤二处理好的胶粘剂薄层上面，室温固化6～24h后除去多余骨料；
步骤四，喷涂保护层涂料：在步骤三已固化后的骨料表面喷雾涂敷保护层涂料。
可选地，所述胶粘剂的制备方法为：将固化剂的原料加入搅拌釜中，搅拌溶解备用；将环氧树脂加入搅拌釜，搅拌下将已配制溶解好的固化剂按其质量份数加入至环氧树脂的搅拌釜中，再加入颜料，搅拌均匀得到胶粘剂；
所述保护层涂料的制备方法为：将环氧树脂、活性稀释剂、消泡剂、填料及颜料加入搅拌釜中，搅拌均匀后加入配制好的固化剂再次搅拌均匀得到保护层涂料。
具体的，所述金刚烷胺为具有立体笼型结构金刚烷取代基的伯胺，具体结构式为：
当金刚烷胺的伯胺基团与环氧树脂的环氧基团反应后形成末端为立体笼型结构的长分子链，具体的，金刚烷胺与双酚A型环氧树脂分子反应的产物结构：
本发明与现有技术相比，有益的技术效果是：
(Ⅰ)本发明所制备的彩色抗滑薄层抗压强度、抗拉强度及抗剪切强度均较高，防滑颗粒不易脱落、抗滑耐磨并易于清洗。
(Ⅱ)由于本发明采用多种结构胺类复配的固化剂，尤其是加入笼状结构的有机胺，使本发明制备的彩色抗滑薄层具有较高的抗压强度、抗拉强度及抗剪切强度。
(Ⅲ)本发明在防滑骨料表面喷涂抗滑防护层，使防滑颗粒不易脱落、耐磨性好及路面易于清洗的优点。
(Ⅳ)本发明提供了一种固化剂配方设计思路，从分子结构角度去优化抗滑薄层中高分子链组成的网状结构，进而提高其综合性能。本发明中金刚烷胺为具有立体笼型结构金刚烷取代基的伯胺。当伯胺基团与环氧基团反应后形成末端为立体笼型结构的长分子链。该结构具有以下几点优势：分子结构中存在的立体笼型的金刚烷基团具有较强的分子刚性，可增强粘结层的抗压强度；由于链端金刚烷基团的立体笼型基团具有较大的空间位阻，可提高网状结构的抗拉伸强度。
具体实施方式
为了使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案能予以实施，下面结合具体实施例对本发明作进一步说明，但所举实施例不作为对本发明的限定。
下述各实施例中所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法。
实施例1：
本实施例给出一种彩色抗滑薄层，按重量份数计，由以下原料制成：胶粘剂1.5份、骨料8份和保护层涂料0.3份。
其中，胶粘剂按重量份数计，由以下原料组成：环氧树脂100份，固化剂25份，颜料5份；固化剂按重量份数计，由以下原料组成：二乙烯三胺14份，三乙烯四胺5份，N-胺乙基哌嗪3份，金刚烷胺3份。
保护层涂料按重量份数计，由以下原料组成：环氧树脂100份，活性稀释剂42份，消泡剂1份，填料30份，颜料5份，固化剂25份；固化剂按重量份数计，由以下原料组成：二乙烯三胺14份，三乙烯四胺5份，N-胺乙基哌嗪3份，金刚烷胺3份。
本实施例中，环氧树脂为NEPL-128；骨料为陶瓷颗粒，骨料的粒径为2mm～3.5mm；活性稀释剂为烯丙基缩水甘油醚、消泡剂为HX-2013、填料为400目的二氧化硅、颜料为氧化铁。
本实施例的彩色抗滑薄层的制备方法，该方法包括以下步骤：
步骤一，路面预处理：对路面基面进行打磨、干燥、除尘处理；
步骤二，涂覆胶粘剂：在步骤一处理后的路面涂覆胶粘剂；所述胶粘剂的制备方法为：将固化剂的原料加入搅拌釜中，搅拌溶解备用；将环氧树脂加入搅拌釜，搅拌下将已配制溶解好的固化剂按其质量份数加入至环氧树脂的搅拌釜中，再加入颜料，搅拌均匀得到胶粘剂。胶粘剂用量为1.5kg/m2；
步骤三，摊铺骨料：在1h内将骨料摊铺于步骤二处理好的胶粘剂薄层上面，室温下固化8h，固化后除去多余骨料；
步骤四，喷涂保护层涂料：在步骤三已固化后的骨料表面喷雾涂敷保护层涂料，所述保护层涂料的制备方法为：将环氧树脂、活性稀释剂、消泡剂、填料及颜料加入搅拌釜中，搅拌均匀后加入配制好的固化剂再次搅拌均匀得到保护层涂料，保护层涂料用量为0.3kg/m2。
实施例2：
本实施例给出一种彩色抗滑薄层，按重量份数计，由以下原料制成：胶粘剂1份、骨料7份和保护层涂料0.1份。
其中，胶粘剂按重量份数计，由以下原料组成：环氧树脂100份，固化剂20份，颜料1份；固化剂按重量份数计，由以下原料组成：乙二胺18份，金刚烷胺2份。
保护层涂料按重量份数计，由以下原料组成：环氧树脂100份，活性稀释剂20份，消泡剂0.5份，填料10份，颜料1份，固化剂20份；固化剂按重量份数计，由以下原料组成：乙二胺18份，金刚烷胺2份。
本实施例中，环氧树脂为NEPL-128；骨料为刚玉粒，骨料的粒径为1mm～4mm；活性稀释剂为烯丙基缩水甘油醚、消泡剂为HX-2013、填料为400目的二氧化硅、颜料为氧化铁。
本实施例的彩色抗滑薄层的制备方法，该方法包括以下步骤：
步骤一，路面预处理：对路面基面进行打磨、干燥、除尘处理；
步骤二，涂覆胶粘剂：在步骤一处理后的路面涂覆胶粘剂；所述胶粘剂的制备方法为：将固化剂的原料加入搅拌釜中，搅拌溶解备用；将环氧树脂加入搅拌釜，搅拌下将已配制溶解好的固化剂按其质量份数加入至环氧树脂的搅拌釜中，再加入颜料，搅拌均匀得到胶粘剂。胶粘剂用量为1kg/m2；
步骤三，摊铺骨料：在1h内将骨料摊铺于步骤二处理好的胶粘剂薄层上面，室温下固化6h，固化后除去多余骨料；
步骤四，喷涂保护层涂料：在步骤三已固化后的骨料表面喷雾涂敷保护层涂料，所述保护层涂料的制备方法为：将环氧树脂、活性稀释剂、消泡剂、填料及颜料加入搅拌釜中，搅拌均匀后加入配制好的固化剂再次搅拌均匀得到保护层涂料，保护层涂料用量为0.1kg/m2。
实施例3：
本实施例给出一种彩色抗滑薄层，按重量份数计，由以下原料制成：胶粘剂2.5份、骨料9份和保护层涂料0.5份。
其中，胶粘剂按重量份数计，由以下原料组成：环氧树脂100份，固化剂50份，颜料8份；固化剂按重量份数计，由以下原料组成：二乙烯三胺4份，三乙烯四胺28份，N-胺乙基哌嗪17份，金刚烷胺1份。
保护层涂料按重量份数计，由以下原料组成：环氧树脂100份，活性稀释剂50份，消泡剂1.2份，填料50份，颜料8份，固化剂50份；固化剂按重量份数计，由以下原料组成：二乙烯三胺4份，三乙烯四胺28份，N-胺乙基哌嗪17份，金刚烷胺1份。
本实施例中，环氧树脂为NEPL-128；骨料为金刚砂，骨料的粒径为2mm～4mm；活性稀释剂为烯丙基缩水甘油醚、消泡剂为HX-2013、填料为400目的二氧化硅、颜料为氧化铁。
本实施例的彩色抗滑薄层的制备方法，该方法包括以下步骤：
步骤一，路面预处理：对路面基面进行打磨、干燥、除尘处理；
步骤二，涂覆胶粘剂：在步骤一处理后的路面涂覆胶粘剂；所述胶粘剂的制备方法为：将固化剂的原料加入搅拌釜中，搅拌溶解备用；将环氧树脂加入搅拌釜，搅拌下将已配制溶解好的固化剂按其质量份数加入至环氧树脂的搅拌釜中，再加入颜料，搅拌均匀得到胶粘剂。胶粘剂用量为2.5kg/m2；
步骤三，摊铺骨料：在1h内将骨料摊铺于步骤二处理好的胶粘剂薄层上面，室温下固化24h，固化后除去多余骨料；
步骤四，喷涂保护层涂料：在步骤三已固化后的骨料表面喷雾涂敷保护层涂料，所述保护层涂料的制备方法为：将环氧树脂、活性稀释剂、消泡剂、填料及颜料加入搅拌釜中，搅拌均匀后加入配制好的固化剂再次搅拌均匀得到保护层涂料，保护层涂料用量为0.5kg/m2。
实施例4：
本实施例给出一种彩色抗滑薄层，按重量份数计，由以下原料制成：胶粘剂1.5份、骨料8份和保护层涂料0.2份。
其中，胶粘剂按重量份数计，由以下原料组成：环氧树脂100份，固化剂30份，颜料4份；固化剂按重量份数计，由以下原料组成：二乙烯三胺11.5份，三乙烯四胺5份，四乙烯五胺8.5份，金刚烷胺5份。
保护层涂料按重量份数计，由以下原料组成：环氧树脂100份，活性稀释剂40份，消泡剂0.8份，填料35份，颜料4份，固化剂25份；固化剂按重量份数计，由以下原料组成：二乙烯三胺11.5份，四乙烯五胺8.5份，N-胺乙基哌嗪2.5份，金刚烷胺2.5份。
本实施例中，环氧树脂为E-51；骨料为陶瓷颗粒，骨料的粒径为2mm～3.5mm；活性稀释剂为烯丙基缩水甘油醚、消泡剂为HX-2013、填料为400目的二氧化硅、颜料为氧化铁。
本实施例的彩色抗滑薄层的制备方法，该方法包括以下步骤：
步骤一，路面预处理：对路面基面进行打磨、干燥、除尘处理；
步骤二，涂覆胶粘剂：在步骤一处理后的路面涂覆胶粘剂；所述胶粘剂的制备方法为：将固化剂的原料加入搅拌釜中，搅拌溶解备用；将环氧树脂加入搅拌釜，搅拌下将已配制溶解好的固化剂按其质量份数加入至环氧树脂的搅拌釜中，再加入颜料，搅拌均匀得到胶粘剂。胶粘剂用量为1.5kg/m2；
步骤三，摊铺骨料：在1h内将骨料摊铺于步骤二处理好的胶粘剂薄层上面，室温下固化8h，固化后除去多余骨料；
步骤四，喷涂保护层涂料：在步骤三已固化后的骨料表面喷雾涂敷保护层涂料，所述保护层涂料的制备方法为：将环氧树脂、活性稀释剂、消泡剂、填料及颜料加入搅拌釜中，搅拌均匀后加入配制好的固化剂再次搅拌均匀得到保护层涂料，保护层涂料用量为0.2kg/m2。
实施例5：
本实施例给出一种彩色抗滑薄层，按重量份数计，由以下原料制成：胶粘剂1.5份、骨料9份和保护层涂料0.2份。
其中，胶粘剂按重量份数计，由以下原料组成：环氧树脂100份，固化剂30份，颜料4份；固化剂按重量份数计，由以下原料组成：乙二胺8份，二乙烯三胺12份，N-胺乙基哌嗪5份，金刚烷胺5份。
保护层涂料按重量份数计，由以下原料组成：环氧树脂100份，活性稀释剂42份，消泡剂0.9份，填料25份，颜料4份，固化剂30份；固化剂按重量份数计，由以下原料组成：乙二胺8份，二乙烯三胺12份，N-胺乙基哌嗪5份，金刚烷胺5份。
本实施例中，环氧树脂为E-44；骨料为陶瓷颗粒，骨料的粒径为2mm～3.5mm；活性稀释剂为烯丙基缩水甘油醚、消泡剂为HX-2013、填料为400目的二氧化硅、颜料为氧化铁。
本实施例的彩色抗滑薄层的制备方法，该方法包括以下步骤：
步骤一，路面预处理：对路面基面进行打磨、干燥、除尘处理；
步骤二，涂覆胶粘剂：在步骤一处理后的路面涂覆胶粘剂；所述胶粘剂的制备方法为：将固化剂的原料加入搅拌釜中，搅拌溶解备用；将环氧树脂加入搅拌釜，搅拌下将已配制溶解好的固化剂按其质量份数加入至环氧树脂的搅拌釜中，再加入颜料，搅拌均匀得到胶粘剂。胶粘剂用量为1.5kg/m2；
步骤三，摊铺骨料：在1h内将骨料摊铺于步骤二处理好的胶粘剂薄层上面，室温下固化12h，固化后除去多余骨料；
步骤四，喷涂保护层涂料：在步骤三已固化后的骨料表面喷雾涂敷保护层涂料，所述保护层涂料的制备方法为：将环氧树脂、活性稀释剂、消泡剂、填料及颜料加入搅拌釜中，搅拌均匀后加入配制好的固化剂再次搅拌均匀得到保护层涂料，保护层涂料用量为0.2kg/m2。
对比例1：
本对比例和实施例1的不同之处为本对比例中的胶粘剂和保护层涂料中的固化剂采用市售的T31型固化剂，用量及制备方法与实施例1相同。
对比例2：
本对比例和实施例4的不同之处为本对比例中的胶粘剂和保护层涂料中的固化剂采用市售的593型固化剂，用量及制备方法与实施例4相同。
对比例3：
本对比例和实施例5的不同之处为本对比例中的胶粘剂和保护层涂料中的固化剂采用市售的T31型固化剂，用量及制备方法与实施例5相同。
采用JT/T 712-2008及HG/T3829-2006标准方法对制备的抗滑薄层材料进行检测，其中涂膜外观、耐水性、耐碱性、涂层低温抗裂性及人工加速耐候性等项目均符合标准要求。其它相关性能见表1。
表1本发明实施例及对比例的性能测试结果
结果表明，本发明的彩色抗滑薄层的性能指标达到了行业标准，部分指标如剪切强度、抗拉强度、断裂伸长率、摩擦系数、抗压强度及耐磨性等指标均较高。而对比例样品虽有部分性能达到标准，但仍有部分指标未达到标准要求。结果显示采用本发明方法制备的彩色抗滑薄层具有抗压强度、抗剪切强度高，防滑颗粒不易脱落、抗滑耐磨性好等优点。