© 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net以有机硅改性丙烯酸树脂为基料制备道路标线漆的研究董洪波,王海青,王胜利(山东东明石化集团有限公司,山东东明 274500)
摘要:以有机硅改性丙烯酸树脂为基料,选用耐磨颜填料,设计出适宜的颜基比和溶剂体系,研制出抗水、耐磨的道路标线漆,克服了常温溶剂型道路标线漆存在的弊病。关键词:改性丙烯酸树脂;道路标线漆;抗水性;耐磨性中图分类号:TQ631.8 文献标识码:A 文章编号:1008-021X(2003)04-0042-02
StudyonthePreparationofTrafficLanePaintbyUsingtheMaterialBasedonAcrylicResinfromtheOrganicSilicon
DONGHong-bo,WANGHai-qing,WANGSheng-li(ShandongDongmingPetrochemicalGroupCo.,Ltd.,Donging 274500,China)
Abstract:Thetrafficlanepaintpreparedbyusingthematerialbasedonacrylicresinfromtheorganicsilicon&wear-resistingfillingswithsuitableproportionofbasicmaterial&pigment&solventsystemhastheadvantageofantiwater&wear-resistingandcanimprovethecharactersofnormaltrafficlanepaint.Keywords:acrylicresinfromtheorganicsilicon;trafficlanepaint;antiwater;wear-resisting
1 前言常温溶剂型道路标线漆在应用中经常出现耐磨性差、寿命短的问题,并且雨后易出现块状甚至大面积脱落的现象。众所周知,涂膜的耐磨性是硬度、附着力、内聚力综合效应的体现。对硬度、附着力、内聚力相当的两种涂膜来说,其耐磨耐久性主要取决于涂膜的厚度。涂膜越厚,耐磨耐久性越好,使用寿命就越长。涂膜性能主要取决于基料树脂的性能,因此所选基料树脂的抗水性、湿态附着力的好坏直接影响路标漆的相应性能。有机硅具有较低的表面张力,
抗水性好,将含有活性官能团的有机硅氧烷与丙烯酸酯类单体接枝共聚制成的改性树脂,兼具有机硅和丙烯酸类二者的,因此本试验选用东明合成树脂厂研制的DS-HJ55有机硅改性丙烯酸树脂为基料来制备道路标线漆。该树脂是由含甲氧基的有机硅氧烷改性制成,改性后的树脂由于引入了可水解的反应活性较高的-Si(OCH3)3基团,具有潮气活化、室温固化的性质。-Si(OCH3)3遇潮气水解,释出醇,转变为硅烷醇,不仅分子间硅烷醇缩合,而且还可与颜填料以及道路表面(尤其水泥路面)天然存在的羟基进行缩合,相互之间形成化学键,从而大大提高了涂膜的内聚强度和对路面的附着力。并且改性后的树脂由于有较低的粘度,制漆时可获得较高的固体分,以保证施工的涂膜厚度,提高耐磨耐久性。2 实验部分2.1 道路标线漆用原料及配方 表1道路标线漆用原料及配方原料规格型号产地质量分数/%树脂DS-HJ55山东东明36钛白粉R930日本12锻烧高岭土细度38μm济南10硅灰石粉细度38μm济南15滑石粉细度38μm济南10云母粉细度38μm河北3
分散剂F108杭州临安0.4
抗沉剂BYK-410德国毕克公司0.05-0.1
稀释剂自制13.5
2.2 制备工艺将配方量溶剂、树脂、分散剂、防沉剂于搅拌下依次投入分散罐内。将它们分散均匀后,再依次投入颜填料,分散至无团块,打入砂磨机研磨,至细度≤
・24・SHANDONGCHEMICALINDUSTRY 2003年第32卷
山 东 化 工
收稿日期:2003-03-31 修回日期:2003-07-07© 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net
60μm。过滤,即制得抗水耐磨的道路标线漆(R-1)。
2.3 性能测试及结果性能测试按中华人民共和国交通行业标准JT/T280-1995进行,测试结果如表2。 R-1道路标线漆部分性能测试结果检测项目技术要求测试结果容器中状态应无结块、结皮现象,易于搅匀符合要求密度/(g・cm
-3)≥1.21.5
粘度/s≥80120
细度/μm≤6560
施工性能刷涂,空气或无空气喷涂施工性能良好符合要求涂膜外观应无发皱,泛花,起泡,开裂,发粘等现象,涂膜颜色和外观与标准板差异不大符合要求不粘胎干燥时间/min≤1510
耐磨性/mg200r/1000g后减重≤5040
耐水性在水中浸泡24h,应无异常现象符合要求耐碱性在饱和氢氧化钙溶液中浸泡24h应无异常现象符合要求柔韧性在直径为5mm的测试棒上弯曲后,试样应无开裂、剥离现象符合要求固含量/%≥6070
3 结果与讨论3.1 基料的选择涂层的吸水与树脂极性有关;当树脂制备时往往引入少量的极性基团,如羧基、酰胺基等,以增强树脂对基材的附着强度。干态时这些极性基团的存在不会对漆膜造成不良影响,但当涂膜遇雨经水浸泡时,这些极性基团由于有亲水性而吸水,水分子的渗入削弱了涂层与路面间的附着力。当涂膜因吸水膨胀产生的内应力积累至大于它与路面间的附着力时,涂膜便产生起泡,在车轮辗压等外力作用下脱落。本实验所选基料树脂不含上述亲水性基团,且由于有机硅的引入降低了树脂的表面张力,提高了憎水性,同时硅氧烷的水解缩合增强了树脂与颜填料、路面(尤其水泥路面)的粘接力,使涂膜湿态环境下还具有较强的附着力,从而减少了起泡现象的产生。按上述路标漆制备工艺,用未改性的丙烯酸树脂制得路标漆R-2,它与R-1性能对比如表3、表4所示。 表3耐水性比较检测项目R-1(改性)R-2(未改性)涂膜自干6h后测耐水性(6d)不起泡、不脱落严重起泡涂膜自干48h后测耐水性(28d)不起泡、不脱落轻微起泡 由表3可见,与R-2漆相比,R-1漆尤其在涂膜未完全干燥时浸水显示出良好的抗水性,因而对湿态环境的适应性较强。 由表4可见,R-1漆耐水试验后的各项性能基本无变化,说明其抗水性较好。而R-2漆的对应性能却明显下降,说明水分的渗入大大降低了涂膜
柔性,削弱了涂膜与路面间的附着强度。这就是普通的常温溶剂型路标漆雨后易脱落的原因。 表4改性前后性能比较(浸水7d
)
检测项目R-1(改性)R-2(未改性)浸水前浸水后浸水前浸水后附着力/级1～21～223
柔韧性/mm1113
抗冲击性/cm50505020
3.2 颜填料选择路标漆常选用的白色颜料有金红石型钛白粉,
锐钛型钛白粉两种。其中金红石型钛白粉耐光、耐候性好,较适用于道路标线涂料;而锐钛型钛白粉由于不耐紫外线照射,多用作室内用颜料[1]。用作填充料的粉料较多,有重质碳酰钙、轻质碳酸钙、滑石粉、锻烧高岭土、沉淀硫酸钡、硅灰石粉、石英粉、云母粉等。通常情况下含硅的填料具有较高的硬度,
可增强涂膜的耐磨性。再者,所选用的基料树脂由于甲氧基硅烷的引入,使基料对硅质材料具有较强的粘接力,因此,选用硅质耐磨的锻烧高岭土、硅灰石粉、滑石粉、云母粉为填充料,不仅可增强涂膜的耐磨性,而且还增强涂膜的湿态刚性,减少起泡现象发生。3.3 颜基比设计适宜的颜基比可以增强涂膜的耐磨性,改善溶剂的释放性,提高抗冲抗裂性等。但颜基比太大会影响涂膜的耐水性,使涂膜吸水率升高,加重起泡现象产生(如表5)。适宜的颜基比应控制在2.0～3.0
之间。(下转第57页)
・34・董洪波,等:以有机硅改性丙烯酸树脂为基料制备道路标线漆的研究 第4期© 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net在国内,东大与齐鲁石化等企业结成战略合作伙伴,使它们成为相对稳定的原料供应商。和距离较近的齐鲁石化、山东农药之间分别铺设了丙烯、氯气管道,所供原料质量免检,供货自动补充。一方面保证了原料的供应,另一方面也加强了双方之间的协作和联系。2.进入用户的经营过程,满足用户的个性化需求。建立战略合作网,加强与客户之间的关系,是适应客户的个性化需求变化,提高企业竞争力的重要环节。东大按照CRM(客户关系管理)的思想,以营销思维取代传统的推销思维,通过各种信息和手段,多方了解市场,建立起了综合销售数据库,自行开发了计算机管理系统,从每个用户单位所需数量、提货期、大修期、添补期、扩建工程、库存容量到客户主要负责人、财务人员及仓库保管员的家庭地址、成员状况、健康状况及性格脾气一一注册,系统通过互联网和电子报文交换(EDI)及时和客户联系,响应客户的需求变化,应对市场的变动。针对重点目标市场,东大化工积极开展产品的应用研究,并参与客户的产品研发。山东某集团是一家大型食品加工企业,长期采用进口树脂进行提纯,由于每年的树脂更换量大,造成成本不断上升。东大化工派出技术人员与对方的技术人员一道攻关,成功地开发了专用提纯树脂。这种树脂由于强度大,更换周期延长了一倍,从而大幅降低了成本。东大化工聚醚的用户大多是中小企业,技术实力较弱,东大在销售聚醚产品时,重点提供技术支持,将开发的下游产品配方无偿提供给长期客户使用。如北京“塞克”公司和东大化工合作初期只是一个小作坊式企业,东大化工看中了北京的巨大市场潜力,先后无偿为其提供了13个聚醚的下游产品———聚氨酯的配方,短短三年间,这家企业的销售收入已过亿元,东大化工在北京市场上的销量也达到7000t。3.坚持“双赢”原则,与竞争对手进行全面合作。在市场竞争异常激烈的今天,与竞争对手不仅要竞争,更重要的是要合作和结盟。东大与某外资公司一度是针锋相对的竞争对手,在争夺海尔等几个大客户时竞争激烈,东大化工与对方均遭受严重损失。后来双方经过认真磋商,根据专长,划分各自的市场空间。去年,东大进一步扩大合作,对方在北方的市场可从东大化工拿货,东大在江南的市场可以从对方拿货,结果双方都取得了较好的效益。BB
公司是世界500强之一,是全球最大的离子交换树脂供应商。东大化工首先从商务合作入手,互相销售对方一定数量的不同牌号的产品,在此基础上,东大利用BB技术,将产品打入BB的国际销售网络,