data-full-width-responsive="true"> 水基型路面标线涂料的研制及其应用郑家军 (山西长达交通设施有限公司, 太原030006)施 凯 (太原理工大学化工学院, 山西030031)1 前言水基型路面标线涂料以水为载体, 解决了常温溶剂型路面标线涂料VOC 过高的问题, 但是水基型路面标线涂料在研究和应用中, 其干结时间、耐水性能以及在施工中存在泛黄等问题一直未得到解决。水基型路面标线涂料在通常条件下, 干结时间在(5～15) min , 但是, 当温度保持恒定, 空气湿度增大, 其干结时间迅速变缓。以下主要针对水基型路面标线涂料存在的问题, 采用环氧树脂改性丙烯酸树脂进行乳液聚合, 并对以该乳液配制的水基型路面标线涂料进行研究。2 实验部分21 乳液的制备 以环氧树脂为核、PBA 为主成壳, 合成核/ 壳结构乳液。其方法如下: (1) 核的聚合在装有搅拌器、回流冷凝器等的250ml 四颈瓶中, 加入核单体混合物、复合乳化剂、缓冲剂、链转移剂及去离子水, 在50 ℃左右乳化至充分, 倾出部分乳化液置于恒压漏斗中, 向所剩的乳化液中加入引发剂, 开始反应。当乳液变蓝时, 滴加漏斗剩余乳化液和引发剂, 控制在(1～2) h 内滴完, 保温2h , 升温熟化30min , 即得种子乳液; (2) 壳的聚合将壳单体混合物放入恒压漏斗中, 在一定温度和时间内同步滴加单体混合物和引发剂水溶液: 控制好单体的滴加速度, 并补加部分乳化剂, 滴完后, 在反应温度下保温1h , 然后升温熟化, 冷却至室温, 出料,即得核/ 壳复合乳液, 用氨水调pH = 7 左右, 贮存。22 涂料的配制 以上述环丙乳液为基料, 配以硅溶胶、钛白粉、轻质碳酸钙、滑石粉、二氧化硅粉等填料及其
它助剂经分散和混合而制得水基型路面标线涂料。环氧树脂改性丙烯酸酯树脂乳液可与硅溶胶复合配制成厚浆涂料, 由于硅溶胶粒径小, 极易渗透入基材内部, 由于环丙乳胶粒径相对较大, 而履盖在涂层的表面, 涂膜干燥时, 硅溶胶的硅羟基脱水缩合反应, 环氧树脂的固化反应以及丙烯酸酯树脂的成膜过程同时进行, 因此涂层中环氧树脂形成不溶性基质与二氧化硅粒子牢固地结合组成硬化履盖膜, 既体现了硅溶胶的强附着力, 又显示了环氧树脂的高粘接力, 加之丙烯酸酯树脂的优质保光保色性, 使涂膜的综合性能大大提高。23 乳液性能指标外观: 乳白色带有蓝色莹光固含量/ % , 60 2pH 值, 7～8粒径/m , 01～034最低成膜温度/ ℃, 10残余单体/ % , 05钙离子稳定性(5 %CaCl2) 溶液24h , 无变化稀释稳定性(水: 乳液10 : 2) 48h , 无变化24 环丙乳液的微观结构从下面扫描的电镜图1 、图2 可以看出环丙乳液的微观核/ 壳结构。
3 结果与讨论31 乳化剂的影响311 乳化剂的选择乳液聚合一般采用阴、阳、非离子表面活性剂三种类型来做乳化剂, 通常以非离子和阴离子混合使用来达到稳定的乳化液。非离子型乳化剂对电解质的化学稳定性好, 但乳化能力弱; 阴离子乳化剂虽化学稳定性不够好, 但乳化能力强、机械稳定性好, 聚合反应中不易产生凝胶。在实验中采用OP- 10 和十二烷基苯磺酸钠作为复合乳化剂, 再配以失水山梨醇单油酸酯型非离子表面活性剂。312 乳化剂对核壳结构的影响核/ 壳乳液聚合又称种子乳液聚合或分段乳液聚合。是在乳液聚合体中以基本种聚合物微粒子为种子, 用另一种单体在种子上进行乳液聚合, 从而得到包芯型的核/ 壳结构共聚物乳液。在核/ 壳乳液聚合中, 反应能否实现、产品能否得到、乳液是否稳定、产品性能是否优良, 都与乳化剂的选择和使用密切相关。乳化剂的用量是乳液聚合成败的关键。对于共聚反应来说, 乳化剂分子数以能包住聚合物不破乳就可以了。但对于核/ 壳结构聚合来说, 第一阶段与共聚乳液条件相同, 一般不会发生破乳; 在第二阶段反应中, 由于种子乳液表面已有一层乳化剂,但随着第二种单体加入, 应不断补充乳化剂, 补充的量要适中。其用量太多时, 容易产生新胶束, 发生第二种单体的自聚; 当用量太少时, 又可能使乳胶粒裸露而发生破乳现象, 因此乳化剂的量要控制适当。在合成过程中发现, 当乳化剂用量过小时,还易发生凝胶及抱轴现象, 使乳液的固含量降低, 同时乳液中生成较粗的颗粒, 质量不佳; 当增大乳化剂用量时, 这一现象可得以改善, 但是涂料干后在水中浸泡易起泡, 耐水性不佳。本体系中乳化剂的用量4 %～5 %为宜。乳化剂总用量对乳液性能的影响见表1 。
随着乳化剂总用量的增加, 聚合稳定性提高,粘度增大; 乳化剂用量超过3 %时, 乳液的粘度变化不大, 但是乳化剂用量增加, 导致涂膜的吸水率增大, 使涂膜的耐水性下降。
