一种耐寒高韧性热熔型标线涂料
文献发布时间:2023-06-19 16:12:48
技术领域
本发明属于道路标线涂料技术领域,涉及热熔型标线涂料,特别是涉及一种适合于寒冷或高温等严苛环境中使用的耐久性热熔型标线涂料。
背景技术
道路标线属于道路附属交通安全设施。道路标线是车辆驾乘人员的指示信号,是交通管理部门和公路管理部门的管理依据,清晰、完整的标线给人以舒适感和安全感,尤其是在夜间照明条件差的道路中,还可以给驾驶人员明确的指示并能有效降低交通事故发生的概率。
道路标线的类型主要包括热熔型标线、双组份型标线、水性标线、溶剂型标线、标线带、道钉等,我国道路尤其是高速公路标线主要是以热熔型道路标线为主。
热熔型标线涂料是我国使用量最大的标线产品,但是基于其主体粘结材料的本身特有性质,使得热熔型标线容易在低温环境下收缩开裂,而开裂后的裂缝中积攒灰尘并继续受雨雪冻融破坏,加剧裂缝发展,标线逐步破坏直至脱落。在我国北方区域,经常可以看到道路标线龟裂脱落的现象,在东北和西北地区,由于冬季大型清雪车的冲击磨损,更是导致了热熔型标线有效寿命的严重下降。我国西北和东北地区地域辽阔,公路里程长、人口分布相对分散,道路标线养护成本高,正常使用环境条件下,热熔型标线2年左右就需要进行养护,而开裂导致标线养护更加频繁,造成人力物资的极大浪费,也给道路安全造成了隐患。
CN 113025152A公开了一种采用石油树脂、2号玻璃微珠、EVA热熔胶、己二酸二辛酯、邻苯二甲酸二辛酯、聚乙烯蜡、碳酸钙粉和颜料制备的抗裂热熔反光型标线涂料,其主要抗裂技术在于添加了EVA热熔胶和二辛酯类增塑剂,这些是热熔标线涂料生产中常用的抗裂助剂,国内关于这方面的文献报道相对较多。
CN 113527979A公开了一种抗裂耐久型热熔道路标线涂料及其制备方法,其原料组分包括聚异丁烯改性C5石油树脂10~30质量份,EVA热熔胶1~3质量份,PE蜡1~5质量份,钛白粉3~8质量份,碳酸钙20~40质量份,玻璃珠18~25质量份,增塑剂1~8质量份,石英砂10~30质量份和ZTA~VE高弹抗裂粒子2~8质量份。其主要抗裂技术是添加了聚异丁烯改性C5石油树脂、EVA热熔胶、增塑剂和ZTA~VE高弹抗裂粒子,聚异丁烯具有优良的粘接性能和低温韧性,以其对石油树脂改性,可以改善石油树脂的韧性,但是,聚异丁烯会降低石油树脂的抗压强度,尤其是高温抗压强度,会造成标线涂料在夏季高温时发软、沾污。
杜海等(纤维的种类和添加量对振荡标线涂料性能改善的研究[J]. 涂料技术与文摘, 2011, 32(06): 33-35.)研究了玻璃纤维和高分子纤维对振荡标线涂料的性能影响,但由于其的玻璃纤维和高分子纤维都是直接添加在涂料中,没有做任何处理,因此玻璃纤维的添加量有限,且很难分散均匀。另外,由于玻璃纤维属于无机类,与有机类粘接树脂的粘接力相对较差,在应力作用下容易剥离粘接树脂而失去抗裂性能。
因此,开发一种既可以在寒冷环境中拥有高韧性和优异的抗裂性能,同时还兼顾夏季高温环境下标线涂料抗车辙、耐沾污性能的耐久性热熔型标线涂料,以满足市场需求,对于促进热熔型标线的应用具有非常重要的意义。
发明内容
本发明的目的是提供一种综合性能优异、性能稳定的耐寒高韧性热熔型标线涂料,不仅耐寒抗裂效果显著,同时在夏季高温环境下能保持良好的抗车辙和耐沾污性能。
本发明所述的耐寒高韧性热熔型标线涂料中包括常规组分填料、颜料、成膜助剂、增塑剂和流平剂,以及功能组分粘结材料,并添加有膨胀剂。
其中,所述的功能组份粘结材料是在粘结树脂中加入热塑性弹性体材料和/或纤维性材料,进行混炼改性后得到的粘结材料。
具体地,是将粘结树脂与热塑性弹性体材料和/或纤维性材料混合后,加入双螺杆挤出机中,经混炼后挤出造粒,制备得到粒径不超过5mm的颗粒状粘结材料。
更具体地,所述的混炼是在长径比为32∶1、螺杆转速为50~300rpm的双螺杆挤出机中进行的。
更进一步地,优选是将混合物料以5~20kg/h的进料速率加入双螺杆挤出机中,并设置双螺杆挤出机的进料口温度不高于50℃,熔化段温度120~200℃,混炼段温度120~160℃,均化段温度100~160℃。
混炼改性能够使所述粘结材料的韧性和强度得到提高。所述混炼改性后得到的粘结材料的200℃熔融粘度为200~500mpa∙s。
所述粘结树脂是用于在涂料加热熔化后,提供涂料内部各组分之间、涂料与路面基材之间以及涂料与面撒反光介质之间的粘接力。具体地,所述的粘结树脂包括但不限于是聚酰胺树脂、石油树脂、聚乙烯树脂、聚酯树脂、聚苯乙烯树脂、松香及改性松香树脂等各种热塑性树脂中的任意一种,或几种的任意比例混合物。
所述的热塑性弹性体材料包括但不限于是聚异丁烯、乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)、苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SIS)等各种热塑性弹性体中的任意一种,或几种的任意比例混合物,其作用是提高粘接材料的韧性,减少由于粘结树脂固化收缩造成的开裂。
所述的纤维性材料包括但不限于是硅烷偶联剂改性玻璃纤维、硅酸铝纤维、聚丙烯纤维中的任意一种或几种。
在本发明耐寒高韧性热熔型标线涂料中添加的膨胀剂为微米级的发泡材料。所述膨胀剂可以包括但不限于是磷酸铵、聚磷酸铵、甘氨酸、双氰胺、尿素中的任意一种,或几种的任意比例混合物。
除此之外,也可以选择其他的膨胀剂,但要求所选择膨胀剂的最低分解温度应不高于涂料施工的最高温度。一般地,涂料施工温度是以220℃为上限。
涂料开裂的原因很大一部分是由于树脂收缩,内部集聚应力而产生的收缩裂缝,尤其是在环境气温较低时,收缩应力更大。
本发明中添加膨胀剂的主要作用是在涂料受热熔化后,膨胀剂同时受热分解产生气体,在涂料内部形成均匀分布的微小气孔,造成一定的微膨胀效应,本发明利用这种微膨胀效应产生的膨胀力,用于抵消涂料涂覆在地面时,由于树脂冷却凝固时收缩产生的收缩应力,从而减少涂料的收缩开裂。
进而,本发明对于耐寒高韧性热熔型标线涂料中添加的常规组分填料、颜料、成膜助剂、增塑剂和流平剂并没有特殊的限定,可以是在各种热熔型标线涂料中使用,起到相应作用的各种常规组分。
更具体地,其中的增塑剂可以是邻苯二甲酸二辛脂、癸二酸二辛脂、矿物油、环烷油中的一种或几种,其目的是降低涂料中树脂的玻璃化温度,增加涂料的韧性,减少涂料的低温开裂现象。
更具体地,所述的流平剂为纯丙烯酸类流平剂或改性丙烯酸类流平剂,其目的是用于降低涂料粘度,改善涂料的施工性能,保证涂料的流平性。
公知的,纯丙烯酸类流平剂可以包含非反应型的丙烯酸流平剂和含有新型官能团的反应型丙烯酸流平剂;改性丙烯酸类流平剂包含氟改性丙烯酸流平剂、磷酸酯改性丙烯酸流平剂等等。优选地,本发明通常采用非反应型的丙烯酸流平剂。
进一步地,在本发明所述的耐寒高韧性热熔型标线涂料中还可以包括有消泡剂。
所述消泡剂可以是有机硅消泡剂或聚醚改性硅消泡剂,其目的是用于消除涂料中由填料裹挟的空气以及由于机械搅拌导致的大孔气泡。
更进一步地,在本发明所述的耐寒高韧性热熔型标线涂料中还可以包括有反光材料。
本发明耐寒高韧性热熔型标线涂料的关键技术之一是用于制备热熔型标线涂料的粘结材料为以热塑性弹性体材料和/或纤维性材料混炼改性的粘结树脂。其中的纤维性材料既可以是无机类的硅烷偶联剂改性玻璃纤维等,也可以是有机类的聚丙烯纤维。
热塑性弹性体材料与纤维性材料对于涂料的抗裂改性机理有所区别。热塑性弹性体材料与粘结树脂混炼后会降低树脂的玻璃化温度,使涂料在低温下不会变得那么脆。而纤维性材料,尤其是无机类的纤维性材料对粘结树脂的改性更多是提高其的抗拉裂强度,粘结树脂可能依然很脆,但是基于纤维在其内部的均匀分散,使得树脂不容易断裂,整体性能更好,类似于混凝土内部的钢筋。
其中,热塑性弹性体材料作为一种增韧改性剂,由于某些热塑性弹性体材料的玻璃化温度很低,添加量过高时会使涂料呈现出柔软强度下降的问题,此时配合添加适量的纤维性材料,可以提高涂料的强度,使涂料呈现韧而不软的状态。例如对于增韧效果非常好的聚异丁烯,由于其本身强度低,耐高温性能差,直接添加在涂料中改性会造成标线涂料强度下降,抗污性能差,复合添加纤维性材料混炼改性后,涂料的强度和耐沾污性能够得到明显提升。而对于某些玻璃化温度相对较高的热塑性弹性体材料,则可以单独添加,不需要复配纤维性材料也可以达到高温不发粘的性能。
进而,纤维性材料特别是无机类的纤维性材料可以提高粘接树脂的韧性和强度,硅烷偶联剂改性玻璃纤维与树脂体系的粘接更加牢固,抵抗收缩应力能力更强。
特别地,本发明通过采用混炼的处理方式,有效解决了将增韧材料单独添加在热熔涂料中效果差、分散不匀的问题。纤维类材料大多存在难分散的问题,常规热熔标线涂料生产的强制性搅拌并不能使其均匀分散,而与粘结树脂混炼可以明显提高其的分散效果;此外,对于熔点高于粘结树脂以及与粘结树脂相容性差的热塑性弹性体材料,常规的强制搅拌和加热熔融也不能使其均匀分散,但是经过预先与粘结树脂混炼后,可以达到分散均匀的效果。
本发明通过混炼的方式,将增韧效果较好,能够提高内聚力、改善粘结树脂玻璃化温度,从而提高粘结材料在低温环境中抗裂性能的热塑性弹性体材料和纤维性材料更好地分散在粘结树脂中,改善粘结树脂的耐寒性能,充分发挥其的增韧抗裂效果。
此外,本发明耐寒高韧性热熔型标线涂料的关键技术还在于膨胀剂的使用。本发明中的膨胀剂为粒径一致的微米级颗粒,将其均匀分散在涂料中,在加热到一定的温度后,膨胀剂受热分解产生粒径一致的微小气孔,这些气孔被均匀地分布在熔化的热熔涂料体系内部,气泡稳定不易团聚,一方面提高了涂料的内部孔隙率,另一方面,这些大小规则并可控的气孔在热熔涂料被涂敷在路面上时会造成一定的微膨胀效应,抵消一部分由于粘结树脂冷却收缩造成的应力,从而减少了涂料在施工过程中温度由200℃左右骤降至环境温度时引起的收缩应力。
此外,在涂料中添加的消泡剂还帮助去除了涂料中由于搅拌产生的气泡、粉末填料堆积中空隙间的气泡以及材料中水分蒸发产生的较大的气泡,从而使得添加的膨胀剂只能引入规则的小孔隙,保证了涂料体系的密度不会发生明显的变化。而本发明中添加的膨胀剂是粒径均匀的微米级颗粒,其均匀分散在涂料中,产生的气泡很小,稳定性好,基本不受消泡剂的影响。
本发明针对现有热熔型标线涂料不耐低温,容易开裂、脱落导致标线寿命严重衰减的问题,提供了一种耐寒高韧性热熔型标线涂料,主要通过以下方式实现热熔型标线涂料的耐寒增韧效果:1、通过混炼的方式添加增韧效果优异的热塑性弹性体材料,降低粘结树脂的玻璃化温度,改善涂料的低温弹性;2、同时或单独添加纤维性材料改善粘结材料的抗拉裂强度,通过提高涂料的内部粘聚力增加涂料的抗压强度;3、通过添加膨胀剂,产生一定的微膨胀效应,缓解涂料在施工时由于树脂材料冷却收缩产生的收缩应力,减少热熔型标线涂料在施工初期,尤其是低温环境条件下施工时的涂料收缩开裂;4、通过添加消泡剂改善涂料内部的孔隙结构,消除影响涂料强度的中大气泡。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明的具体实施方式作进一步的详细描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案,从而使本领域技术人员能很好地理解和利用本发明,而不是限制本发明的保护范围。
本发明实施例和对比例中涉及到的实验方法、生产工艺、仪器以及设备,其名称和简称均属于本领域内常规的名称,在相关用途领域内均非常清楚明确,本领域内技术人员能够根据该名称理解常规工艺步骤并应用相应的设备,按照常规条件或制造商建议的条件进行实施。
本发明实施例和对比例中使用的各种原料或试剂,并没有来源上的特殊限制,均为可以通过市售购买获得的常规产品。也可以按照本领域技术人员熟知的常规方法进行制备。
实施例1。
取80质量份C5石油树脂,与20质量份硅酸铝纤维混合均匀,加入到长径比为32∶1的双螺杆挤出机料斗中,设置双螺杆挤出机进料口温度45℃,进料速度10kg/h,熔化段温度160℃,混炼段温度140℃,均化段温度130℃,螺杆转速80rpm,挤出制备得到粒径不超过5mm的颗粒状粘结材料。所制备粘结材料的200℃熔融粘度425mpa∙s。
称取165质量份上述颗粒状粘结材料,与452.7质量份填料重钙粉、100质量份颜料钛白粉、250质量份反光材料玻璃微珠、12质量份增塑剂邻苯二甲酸二辛脂、10质量份成膜助剂PE蜡、1质量份丙烯酸类流平剂、3.5质量份有机硅消泡剂、5.8质量份膨胀剂聚磷酸铵混合制备得到涂料。
经测试,所制备涂料的软化点为115℃,普通材料色亮度因素0.85,流动度40s。
实施例2。
取20质量份C5石油树脂、60质量份聚酰胺树脂、15质量份聚异丁烯,与5质量份硅烷偶联剂改性玻璃纤维混合均匀,加入到长径比为32∶1的双螺杆挤出机料斗中,设置双螺杆挤出机进料口温度45℃,进料速度8kg/h,熔化段温度180℃,混炼段温度160℃,均化段温度140℃,螺杆转速100rpm,挤出制备得到粒径不超过5mm的颗粒状粘结材料。所制备粘结材料的200℃熔融粘度350mpa∙s。
称取150质量份上述颗粒状粘结材料,与442.6质量份填料重钙粉、75质量份颜料钛白粉、300质量份反光材料陶瓷珠、15质量份增塑剂癸二酸二辛脂、6质量份成膜助剂PE蜡、0.5质量份改性丙烯酸类流平剂、0.9质量份聚醚改性硅消泡剂、10质量份膨胀剂甘氨酸混合制备得到涂料。
经测试,所制备涂料的软化点为112℃,普通材料色亮度因素0.82,流动度35s。
实施例3。
取40质量份C5石油树脂、10质量份聚异丁烯、15质量份聚乙烯树脂、20质量份苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物,与15质量份聚丙烯纤维混合均匀,加入到长径比为32∶1的双螺杆挤出机料斗中,设置双螺杆挤出机进料口温度45℃,进料速度15kg/h,熔化段温度180℃,混炼段温度140℃,均化段温度130℃,螺杆转速160rpm,挤出制备得到粒径不超过5mm的颗粒状粘结材料。所制备粘结材料的200℃熔融粘度290mpa∙s。
称取175质量份上述颗粒状粘结材料,与460.6质量份填料重钙粉、50质量份颜料钛白粉、275质量份反光材料玻璃珠、10质量份增塑剂白油、12质量份成膜助剂PE蜡、0.6质量份改性丙烯酸类流平剂、1.8质量份有机硅消泡剂、15质量份膨胀剂双氰胺混合制备得到涂料。
经测试,所制备涂料的软化点为116℃,普通材料色亮度因素0.81,流动度33s。
实施例4。
取90质量份聚酰胺树脂,与10质量份聚丙烯纤维混合均匀,加入到长径比为32∶1的双螺杆挤出机料斗中,设置双螺杆挤出机进料口温度45℃,进料速度15kg/h,熔化段温度180℃,混炼段温度160℃,均化段温度140℃,螺杆转速200rpm,挤出制备得到粒径不超过5mm的颗粒状粘结材料。所制备粘结材料的200℃熔融粘度300mpa∙s。
称取160质量份上述颗粒状粘结材料,与476.2质量份填料重钙粉、30质量份颜料钛白粉、300质量份反光材料陶瓷珠、6质量份增塑剂环烷油、15质量份成膜助剂PE蜡、0.8质量份改性丙烯酸类流平剂、2质量份有机硅消泡剂、10质量份膨胀剂磷酸铵混合制备得到涂料。
经测试,所制备涂料的软化点为105℃,普通材料色亮度因素0.78,流动度30s。
实施例5。
取80质量份聚酰胺树脂、20质量份苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物混合均匀,加入到长径比为32∶1的双螺杆挤出机料斗中,设置双螺杆挤出机进料口温度30℃,进料速度18kg/h,熔化段温度200℃,混炼段温度160℃,均化段温度140℃,螺杆转速220rpm,挤出制备得到粒径不超过5mm的颗粒状粘结材料。所制备粘结材料的200℃熔融粘度360mpa∙s。
称取180质量份上述颗粒状粘结材料,与425质量份填料重钙粉、50质量份颜料钛白粉、325质量份反光材料玻璃微珠、8质量份增塑剂邻苯二甲酸二辛脂、4质量份成膜助剂PE蜡、2.2质量份改性丙烯酸类流平剂、0.8质量份有机硅消泡剂、5质量份膨胀剂聚磷酸铵混合制备得到涂料。
经测试,所制备涂料的软化点为117℃,普通材料色亮度因素0.82,流动度38s。
实施例6。
取30质量份苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、40质量份C5石油树脂,与30质量份聚丙烯纤维混合均匀,加入到长径比为32∶1的双螺杆挤出机料斗中,设置双螺杆挤出机进料口温度30℃,进料速度10kg/h,熔化段温度160℃,混炼段温度140℃,均化段温度120℃,螺杆转速180rpm,挤出制备得到粒径不超过5mm的颗粒状粘结材料。所制备粘结材料的200℃熔融粘度300mpa∙s。
称取190质量份上述颗粒状粘结材料,与702.9质量份填料重钙粉、80质量份颜料钛白粉、20质量份增塑剂癸二酸二辛脂、6质量份成膜助剂PE蜡、0.2质量份丙烯酸类流平剂、0.9质量份膨胀剂尿素混合制备得到涂料。
经测试,所制备涂料的软化点为102℃,普通材料色亮度因素0.85,流动度26s。
实施例7。
取20质量份乙烯-醋酸乙烯共聚物、60质量份聚酰胺树脂,与5质量份硅烷偶联剂改性玻璃纤维、5质量份硅酸铝纤维、10质量份聚丙烯纤维混合均匀,加入到长径比为32∶1的双螺杆挤出机料斗中,设置双螺杆挤出机进料口温度30℃,进料速度8kg/h,熔化段温度200℃,混炼段温度160℃,均化段温度140℃,螺杆转速100rpm,挤出制备得到粒径不超过5mm的颗粒状粘结材料。所制备粘结材料的200℃熔融粘度325mpa∙s。
称取130质量份上述颗粒状粘结材料,与439.1质量份填料重钙粉、60质量份颜料钛白粉、350质量份反光材料玻璃微珠、12质量份增塑剂白油、3质量份成膜助剂PE蜡、0.9质量份聚醚改性硅消泡剂、5质量份膨胀剂聚磷酸铵混合制备得到涂料。
经测试,所制备涂料的软化点为109℃,普通材料色亮度因素0.84,流动度30s。
实施例8。
取80质量份C5石油树脂,与10质量份硅酸铝纤维、10质量份聚丙烯纤维混合均匀,加入到长径比为32∶1的双螺杆挤出机料斗中,设置双螺杆挤出机进料口温度30℃,进料速度15kg/h,熔化段温度180℃,混炼段温度160℃,均化段温度140℃,螺杆转速160rpm,挤出制备得到粒径不超过5mm的颗粒状粘结材料。所制备粘结材料的200℃熔融粘度260mpa∙s。
称取125质量份上述颗粒状粘结材料,与383.5质量份填料重钙粉、50质量份颜料钛白粉、400质量份反光材料玻璃微珠、20质量份增塑剂环烷油、15质量份成膜助剂PE蜡、3质量份丙烯酸类流平剂、0.5质量份聚醚改性硅消泡剂、3质量份膨胀剂聚磷酸铵混合制备得到涂料。
经测试,所制备涂料的软化点为105℃,普通材料色亮度因素0.82,流动度27s。
对比例1。
称取150质量份C5石油树脂,与477质量份填料重钙粉、100质量份颜料钛白粉、250质量份反光材料玻璃微珠、12质量份增塑剂邻苯二甲酸二辛脂、10质量份成膜助剂PE蜡、1质量份丙烯酸类流平剂混合制备得到涂料。
对比例2。
称取150质量份C5石油树脂、15质量份乙烯-醋酸乙烯共聚物,与462质量份填料重钙粉、100质量份颜料钛白粉、250质量份反光材料玻璃微珠、12质量份增塑剂邻苯二甲酸二辛脂、10质量份成膜助剂PE蜡、1质量份丙烯酸类流平剂混合制备得到涂料。
对比例3。
称取175质量份实施例3制备的粘结材料,与475.6质量份填料重钙粉、50质量份颜料钛白粉、275质量份反光材料玻璃粉、10质量份增塑剂白油、12质量份成膜助剂PE蜡、0.6质量份改性丙烯酸类流平剂、1.8质量份有机硅消泡剂混合制备得到涂料。
对比例4。
取20质量份乙烯-醋酸乙烯共聚物、60质量份聚酰胺树脂,与5质量份硅烷偶联剂改性玻璃纤维、5质量份硅酸铝纤维、10质量份聚丙烯纤维直接混合均匀,不做混炼造粒处理,得到200℃熔融粘度285mpa∙s的粘结材料。
称取130质量份上述粘结材料,与439.1质量份填料重钙粉、60质量份颜料钛白粉、350质量份反光材料玻璃微珠、12质量份增塑剂白油、3质量份成膜助剂PE蜡、0.9质量份聚醚改性硅消泡剂、5质量份膨胀剂聚磷酸铵混合制备得到涂料。
对比例4。
取20质量份C5石油树脂、60质量份聚酰胺树脂、15质量份聚异丁烯,与5质量份硅烷偶联剂改性玻璃纤维混合均匀,不做混炼处理,直接得到200℃熔融粘度285mpa∙s的粘结材料。
称取150质量份上述粘结材料,与442.6质量份填料重钙粉、75质量份颜料钛白粉、300质量份反光材料陶瓷珠、15质量份增塑剂癸二酸二辛脂、6质量份成膜助剂PE蜡、0.5质量份改性丙烯酸类流平剂、0.9质量份聚醚改性硅消泡剂、10质量份膨胀剂甘氨酸混合制备得到涂料。
应用例。
采用上述各实施例和对比例制备的涂料进行受热—冷冻循环测试。
每种涂料取1kg,加热至220℃熔化,取一部分涂料,浇注规格20mm×20mm×20mm的试样块,待试样块冷却后,分别测试其抗压强度和密度。
再将熔化的涂料采用铁质钢斗均匀刮涂在铁板上,形成100mm×500mm×2mm的涂料样条,待涂料样条及铁板自然冷却至室温后,按照下述方式进行受热—冷冻循环试验。
将涂覆涂料样条的铁板放入100℃的烘箱中静置8h,立即取出,放入-20℃冰箱中,静置8h,取出放至室温为一个循环。所述循环重复进行,每一次循环后,观测涂料样条的横向、纵向及其他不规则裂缝的数量,方向一致且不交叉连续的裂纹计为一条裂缝。
具体测试结果如表1所示。
表1中,由于实施例1~8都采用了复合混炼树脂作为粘结材料,因此涂料的抗裂性能很好,在经过连续3个受热—冷冻循环测试后,裂缝数量不超过3条。同时,实施例1~8涂料的密度均在1.8~2.3g/cm
对比例1为常规的热熔型标线涂料,其中C5石油树脂光泽度好,粘结性能好,但由于没有对粘结树脂进行任何处理,单纯采用C5石油树脂作为粘结材料时涂料的抗裂性能非常差,冬季开裂严重。
对比例2根据行业中的常规处理方式,在热熔型标线涂料中直接添加EVA作为增韧助剂。可以看出,添加EVA后虽然具有一定的抗裂效果,但相对于实施例而言,其抗裂性能相差很多。为了追求更好的抗裂效果,可以提高EVA的掺量,但是这样又会明显降低涂料的抗压性能,甚至导致强度性能不合格。将对比例2与对比例1进行比较,虽然抗裂性能有少许改善,但是强度却下降了31.8%,这就使得涂料标线在夏季高温环境下会发粘,影响标线表面清洁度以及玻璃珠的反光性能。但是,如果按照本发明思路,通过混炼方式复配纤维性材料,则可以改善其强度的不足。实施例2验证了这一点,聚异丁烯是一种玻璃化温度低,抗裂性能好的热塑性弹性体材料,单独添加会导致涂料的强度降低,在实施例2中通过混炼复配纤维性材料则很好地弥补了这一缺陷。
对比例3采用了与实施例3同样的混炼粘结材料,但没有添加膨胀剂。对比测试结果显示,对比例3在第一次受热—冷冻循环后的开裂树脂明显多于实施例3,这主要是由于对比例3中没有添加膨胀剂,当涂料加热融化后涂覆在与环境温度一致的基材上时,温度骤降导致粘结材料收缩积攒应力,逐渐产生裂缝,在后期的受热—冷冻循环中有少量的开裂。而实施例3中通过添加膨胀剂,虽然涂料性能中的密度略小,抗压强度稍微降低,但影响不大,而抗裂性能尤其是初期抗裂性能却得到了明显提高。
对比例4中的各类粘接材料没有经过混炼造粒处理,只是简单地物理混合分散,特别是玻璃纤维束没有分散开,因此没有发挥出其的抗裂作用,相对于实施例7而言,抗裂性能要差很多,在第一次受热—冷冻循环后就出现了相对较多的裂缝。但由于其添加了增韧助剂,抗裂效果较对比例2而言还是有了一定的改善。
但是,对比例4的明显不足是强度性能很差,这主要是由于其硅烷偶联剂改性玻璃纤维没有经过混炼分散,纤维没有发挥提高涂料内聚力的作用,导致了涂料的强度不足。
进而,对比例4加热后的涂料表面有不规则的突起玻璃纤维束,不仅外观不能满足标准要求,还影响涂料的正常施工使用。束状的玻璃纤维没有均匀分散在涂料体系中,在后期标线使用过程中会出现玻璃纤维束被车轮碾压等外力破坏后分散脱离标线,弥散在空中危害行人呼吸系统,影响空气质量的问题,而经过混炼挤出再造粒的玻璃纤维均匀分散在涂料体系中,磨损也只是形成粉尘,且粘接牢固不会大面积脱落,可以有效降低玻璃纤维对人体和环境的危害。
本发明以上实施例并没有详尽叙述所有的细节,也不限制本发明仅为以上所述实施例。本领域普通技术人员在不脱离本发明原理和宗旨的情况下,针对这些实施例进行的各种变化、修改、替换和变型,均应包含在本发明的保护范围之内。
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