紫外光快速固化白色交通标线涂料 所属技术领域：本发明涉及一种环保涂料，特别是关于一种紫外光固化白色交通标线涂料。
背景技术：光固化涂料是一种全新的绿色环保固化涂料技术，与热固化及溶剂挥发型固化的涂料相比较，光固化涂料具有固化速度快、能耗少、污染小、设备投资和生产场地占用少的优点。近几年来发展十分迅速，出现了多种多样的产品，如木地板罩光涂料、纸张上光涂料、以及各种光固化油墨涂料等。但是这些光固化涂料要么是不含有颜料和填料的光固化清漆、要么就是固化深度极小＜5μm的带色涂料，所以这两种涂料不能满足其作为可代替普通有色涂料的新型绿色涂料使用。交通标线漆作为现代化交通标志之一，它在欧洲和美洲等经济发达地域发展非常迅速，而我国的交通标线漆发展较为落后，国内大多数高等级公路所使用的交通标线涂料均为进口产品。目前国际上常用的交通标线涂料有热熔型和溶剂型两种。但这两种涂料都有着各自的缺点，热熔型交通标线涂料成本高，施工时靠加热粉体成膜物质至熔融态后喷涂，其加热温度高，一般200℃左右，而且喷涂压力较大；而溶剂型交通标线涂料是依靠溶剂的挥发成膜，其施工虽然相对简单，但成膜厚度小，耐磨性差，而且施工时有大量溶剂挥发，造成环境污染严重。
发明内容：本发明的目的就是提供一种紫外光快速固化白色交通标线涂料，它可以在常温下“瞬间”快速固化，同时具有高光泽、高附着力、高耐磨性和高耐水性，它成本低是无污染是绿色环保涂料。
本发明的技术方案是：设计一种紫外光快速固化白色交通标线涂料，其特征是：它包括光敏预聚物、光敏稀释活性单体、光引发剂、光增感剂、白色颜料、填料和流平剂、防沉剂组成；其中光敏预聚物含5份-120份；光敏稀释活性单体5份-100份；光引发剂1份-5份；光增感剂0份-5份；白色颜料5份--20份；填料5份--70份；流平剂0份--1份；防沉剂0份--1份。
所述的光敏预聚物包括双酚A型环氧丙烯酸酯、脂肪族聚氨酯改性丙烯酸酯、饱和聚酯改性丙烯酸酯，它们在涂料中所占的重量分数分别为5-40份、10-45份、5-30份。
所述的光敏稀释活性单体包括三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、己二醇二丙烯酸酯、二缩三乙二醇二丙烯酸酯、丙烯酸羟乙酯，它们在涂料中所占重量分数分别是5-30份、0-20份、10-30份、0-20份。
所述的光引发剂包括安息香醚及衍生物，它所占重量分数为1-5份；光敏剂包括苯酰基氧化磷及衍生物0-5份。
所述的白色颜料包括钛白粉TiO2，它的重量为5-20份。
所述的填料包括耐磨性硅石粉、轻质碳酸钙、滑石粉，它的重量份数为5-20份、5-20份、5-30份。
所述地紫外光快速固化白色交通标线涂料使用时用紫外线照射。
由于光固化树脂是决定紫外光固化涂料物理机械性能的主要组份，对涂料的许多重要性能，如刚度、粘度、固化速度、附着力、柔韧性、抗水性、耐老化性能等有很大的影响。双酚A型环氧丙烯酸酯分子中含有环氧基、羟基，这些极性基团对基材有很好的附着力，同时其分子结构中含有苯环结构，因此其成膜物质具有大的刚度和硬度，同时具有好的耐化学性和抗老化性，但对成膜物质的韧性不利。而脂肪族聚氨酯改性丙烯酸酯分子中含有氨酯基团，它可以在高分子链间形成多种氢键，赋于材料很好的耐磨性和柔韧性，同时也具有很好的抗老化性。饱和聚酯改性丙烯酸酯具有很好的柔韧性，同时具有较低的粘度和对颜料、填料较好的润湿性。综合以上三种光敏预聚物的性能，本发明采用了以上三种光敏预聚物共同作为成膜物质，克服了单一组份的缺点，可以赋于涂料膜很好的综合性能。
光敏预聚物一般都具有比较高的粘度，给正常的施工造成极大的不便，所以在光固化涂料配方中常常需要添加稀释性光活性单体，以降低其整体粘度，同时该活性单体还必须能够参与光化学的交联过程，因而又对所成漆膜的性能有调节作用。本发明中采用的三羟甲基丙烷三丙烯酸酯分子中含有三个活性官能团双键，这三个活性双键在光引发剂、光敏剂和紫外光的作用下会发生化学交联反应，形成体形网络结构，增加涂料的刚度和耐老化、耐热性、抗水性能。它在本发明涂料体系中起到交联剂的作用。1，6-己二醇二丙烯酸酯和二缩三丙二醇二丙烯酸酯分子中分别含有二个活性双键，这两个活性双键在光引发剂、光敏剂和紫外光的作用下会发生链增长反应，从而形成线型结构，增加了涂料的柔性，所以这两个活性稀释性单体在体系中起到增柔剂的作用。丙烯酸羟乙酯分子中含有一个活性双键，这个活性双键光引发剂、光敏剂和紫外光的作用下可以和正在进行链增长的活性双键发生反应，从而终止链增长过程，所以这个单官能团的活性稀释剂起到链终止剂的作用，同时由于其分子中含有羟基基团，因此可以同时增加涂料体系对极性基材的附着力。
光敏剂在光固化涂料配方中用量小，但对涂料的聚合速度、储存稳定性等有很大的影响。本发明采用安息香醚化合物和苯酰基氧化膦化合物来作为复合引发剂来引发涂料体系的固化反应，这两种引发剂之间存在着一定的协同效应，相互促进分解引发过程，增加了涂料的表面及深层固化速度与程度。
白色颜料在交通标线漆中主要起着染色作用，它对标线漆的颜色起着决定作用，同时又由于白色颜料对紫外光具有反射和散射作用，它对涂料的深层固化有很大的影响，颜料过多使得涂料底层难以固化，造成附着力差而不能正常使用。颜料过少使得涂料的颜色浅，起不到交通标示的作用，会影响到公路的正常使用，造成交通秩序的混乱。本发明中的白色颜料选用钛白粉作白色颜料，一是其上色性好，二是其耐候性好，稳定而不易黄变。
填料在光固化白色交通标线漆中主要作用是增加涂料的耐磨性，同时可以降低涂料的成本。本发明采用轻质碳酸钙、滑石粉和硅石粉作为光固化白色交通标线漆的填料。
本发明特点是：这种紫外光快速固化白色交通标线涂料，与传统的热固性交通标线漆相比较，具有无污染、固化速度快、高光泽、高附着力、高韧性、高抗水性、施工简单、可以瞬间投入使用，是一种优良的、环保的绿色新型交通标线涂料。该涂料的使用可以大大缓解和减少普通热固性涂料施工时带来的交通拥挤和杜塞，维护正常的交通秩序。
使用时，将上述光固化涂料均匀刷涂和喷涂在交通路面，使用功率为1KW或更大功率紫外波长的高压汞灯，根据涂覆的涂料厚度照射1-10秒即可固化成膜后直接使用。
下面结合实施例对本发明做进一步说明。
实例1的配比是：取双酚A型环氧丙烯酸酯45份；脂肪族聚氨酯丙烯酸酯30份；聚酯丙烯酸酯20份；6-己二醇二丙烯酸酯10份；二缩三丙二醇二丙烯酸酯45份；三羟甲基丙烷三丙烯酸酯30份；酸羟乙酯18份；钛白粉31份；硅石粉15份；超细轻质碳酸钙35份；超细滑石粉40份；安息香醚类光引发剂7份；苯酰基氧化膦化合物光敏剂5份；流平剂1份；防沉淀剂0.4份。
实例2的配比是：取双酚A型环氧丙烯酸酯66份；脂肪族聚氨酯丙烯酸酯58份；聚酯丙烯酸酯26份；1，6-己二醇二丙烯酸酯30份；二缩三丙二醇二丙烯酸酯20份；三羟甲基丙烷三丙烯酸酯25份；丙烯酸羟乙酯20份；钛白粉38份；硅石粉19份；超细轻质碳酸钙41份；超细滑石粉45份；安息香醚类光引发剂8份；苯酰基氧化膦化合物光敏剂 6份；流平剂1份；防沉淀剂0.5份。
实例3的配比是：取双酚A型环氧丙烯酸酯45份；脂肪族聚氨酯丙烯酸酯60份；聚酯丙烯酸酯15份；1，6-己二醇二丙烯酸酯10份；二缩三丙二醇二丙烯酸酯40份；三羟甲基丙烷三丙烯酸酯30份；丙烯酸羟乙酯15份；钛白粉28份；硅石粉23份；超细轻质碳酸钙35份；超细滑石粉42份；安息香醚类光引发剂6份；苯酰基氧化膦化合物光敏剂5份；流平剂1份；防沉淀剂0.4份。
对上述三种光固化白色交通标线涂料的制作工艺是，首先将安息香醚化合物与苯酰基氧化磷合物在60-80℃下用1，6-己二醇二丙烯酸酯溶解，形成均匀溶液A；将钛白粉加入三羟甲基丙烷三丙烯酸酯中，在砂磨机上砂磨2小时，使其生成均匀溶液B；将轻质碳酸钙、滑石粉和硅石粉加入二缩三丙二醇二丙烯酸酯中于砂磨机上砂磨2-3小时，得到均匀溶液C；然后将溶液A、B、C混合后搅拌2小时后，加入双酚A型环氧丙烯酸酯，搅拌1小时后加入脂肪族聚氨酯改性丙烯酸酯，搅拌1小时后加入聚酯改性丙烯酸酯，搅拌1小时候升温至50-60℃，加入流平剂和防沉淀剂后搅拌3小时，即可出料得到交通标线涂料产品。
对上述三种光固化白色交通标线涂料进行各种性能测试，其结果见表1。测试项目技术要求 测试结果实例1#实例2#实例3#外观无结块及结皮，易于搅匀无结块及结皮，易于搅匀无结块及结皮，易于搅匀无结块及结皮，易于搅匀细度(μm)≤60505050粘度(S)≥80柔韧性(mm)5555漆膜外观平整光滑，无起泡及开裂、发粘现象符合要求符合要求符合要求抗冲击性(Kg·cm)505050固含量(％)≥60≥98≥98≥98干燥时间≤15min5S5S5S光泽(％)无要求附着力(级)2111耐磨性(毫克)200转/1000g减重≤50403328耐水性常温24小时96小时无变化96小时无变化96小时无变化耐碱性饱和氢氧化钙溶液中24小时无变化96小时无变化96小时无变化96小时无变化