CN108033738A - 一种水性高分子防滑路面材料及其施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种水性高分子防滑路面材料，包括耐耗层和耐耗层表面的罩面涂层，所述耐耗层由20～25wt％的高分子乳液和75～80wt％的高分子粉料组成；所述罩面涂层由60～70wt％的罩面剂A组份和30～40wt％的罩面剂B组份组成；本发明的水性高分子防滑路面材料可应用于城市自行车道、公交专用道、园林道路、旅游区道路、社区慢行道、停车场、展览馆、高速公路上，本发明的产品为纯水性产品，无毒、无污染，零排放、无施工安全隐患，成本低，获得了“国家环保产品证书”。

Description

一种水性高分子防滑路面材料及其施工方法

技术领域

本发明涉及一种路面材料，尤其涉及一种水性高分子防滑路面材料，属于路面材料技术领域。

背景技术

随着城市化建设的发展，城市人行道路的建筑材料未能跟进城市建材发展的潮流。传统的水泥砖建材一直沿用至今，相比城市的建筑群体的美观而黯然失色，不能与之匹配。

中国专利文献公开了“一种彩色环保路面及其施工方法”(CN1446982)，路面由底层的承重层和表面的喷涂层组成，承重层由混凝土加入氧化铁组成；喷涂层由主剂和硬化剂组成，主剂为50-60份环氧树脂，15-20份丁酮，35-45份二甲苯，4-8份一丁醇，15-20份氧化铁；硬化剂为14份固化剂，4份丁酮，6份二甲苯；2份一丁醇。施工步骤是在压实的具有一定横坡的土基上铺设毛石垫层；在垫层上铺透水性材料作为基层；在基层上按不同色彩图案铺设承重层；在承重层上喷涂喷涂层。它存在路面材料配方复杂，施工较繁琐的缺点；中国专利文献还披露了一种“铺筑彩色降噪排水路面用的彩色高粘沥青混合料”(CN101177533)，主要由彩色沥青胶结料3.5-5.0份；高粘沥青改性剂0.4-1.0份；石料100份组成；可以用来铺筑彩色降噪排水路面，降低了城市噪音污染，提高路面摩擦系数。但是，它由于使用沥青，而存在难以避免环境污染的问题。

发明内容

本发明针对现有路面材料存在的不足，提供一种水性高分子防滑路面材料。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：

一种水性高分子防滑路面材料，包括耐耗层和耐耗层表面的罩面涂层，所述耐耗层由20～25wt％的高分子乳液和75～80wt％的高分子粉料组成；所述罩面涂层由60～70wt％的罩面剂A组份和30～40wt％的罩面剂B组份组成；

其中，所述高分子乳液为乳化的丙烯酸类树脂，其数均分子量范围为6000～10000g/mol；固含量：45～55wt％；

所述高分子粉料包括金刚砂、硅酸盐水泥以及各种助剂，其中金刚砂与硅酸盐水泥的重量比为7：3，以金刚砂、硅酸盐水泥二者的总重量计，所述各种助剂的添加量如下：水泥增强剂1wt％、引气剂0.3wt％、活性剂二氧化硅0.1wt％、减水剂0.2～0.4wt％、颜料2.5wt％，所述金刚砂可用石英砂代替；

所述罩面剂A组份由水性聚氨酯树脂和渗透剂组成，所述水性聚氨酯树脂是水性聚氨酯和丙烯酸的共聚分散体，固含量为35～45wt％，其中水性聚氨酯占比60～70wt％，丙烯酸占比30～40wt％，所述渗透剂为碳酸锆铵，以水性聚氨酯树脂的重量计，所述渗透剂的添加量为0.3～0.5wt％；

所述罩面剂B组份是由水性聚氨酯分散体与多异氰酸酯反应生成的异氰酸酯预聚物，其分子量为3000～5000g/mol，异氰酸酯平均官能度为2.15～2.20,NCO含量通常为28～31wt％。

进一步，所述高分子乳液的制备方法如下：向单体甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸异丁酯的混合物中引入扩链剂2-咪唑烷酮，其中单体甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸异丁酯与扩链剂的重量比为60：38：2，于真空环境下200～250℃的温度范围内反应10小时，后于搅拌条件下向其中加入去离子水和乳化剂二辛基磺基琥珀酸钠，其中乳化剂二辛基磺基琥珀酸钠添加量为体系总重量的3～5％,搅拌均匀，即得。

采用上述进一步技术方案的有益效果是，使用上述方法所得的高分子乳液的硬度和光泽得到提高，使其与水泥混溶性更好，其耐刮性、耐腐蚀性、耐水性、耐候性、耐污性更优异。

进一步，所述罩面剂B组份的制备过程如下：取水性聚氨酯分散体90份，在200～300转/分钟的搅拌下，向其中滴加多异氰酸酯4份，颜料色浆3份，水3份,然后于500～600转/分钟的速度下搅拌5分钟，即可制得。

采用上述进一步技术方案的有益效果是，采用上述方法制得的异氰酸酯预聚物具有成膜温度低、附着力强、耐磨性好、硬度大以及耐化学品、耐候性好等优越性能。

进一步，所述引气剂为烷基芳烃磺酸类。

采用上述进一步技术方案的有益效果是，产品为粉状，水溶性好，适用于一般抗渗防冻耐久性混凝土，在施工过程中，防止因材料能存有气体而影响强度。

进一步，所述减水剂为多环芳基磺酸盐甲醛缩合物。

采用上述进一步技术方案的有益效果是，分散效果好，对水泥浆的增密作用强；引气量少，早期强度发展较快；与其它外加剂有良好的相容性；耐温性超过普通的木质素磺酸盐，防止刮开后自动流平，否则，起不到防滑作用。

进一步，所述多异氰酸酯为分子中具有2～3个异氰酸酯基的多异氰酸酯。

进一步，所述颜料为氧化铁。

采用上述进一步技术方案的有益效果是，氧化铁具有良好的分散性、优良的耐光及耐候性，且色谱广、颜色多、价廉、无毒，有优良的着色和应用性能，具有吸收紫外线等性能，让路面呈现不同的颜色。

本发明的有益效果是：

本发明的产品为纯水性产品，无毒、无污染，零排放、无施工安全隐患，成本低，获得了“国家环保产品证书”。

本发明还要求保护上述的水性高分子防滑路面材料在城市自行车道、公交专用道、园林道路、旅游区道路、社区慢行道、停车场、展览馆、高速公路上的应用。

上述水性高分子彩色防滑路面材料的施工工艺较为简单，一般仅须手工操作即可，需要准备如下设备和机具：配料机(搅拌机)一台、强制搅拌器2台、材料运输车1辆、碾压辊筒2套、专用齿形橡胶刮板和平口橡胶刮板各2套、拉毛辊筒若干、强力清洁吹风机一台、强力吸尘器1台、发电机1台、扫把、毛刷、辊筒等通用设备及机具若干。

水性高分子防滑路面材料的施工方法如下：

1)首先使用搅拌器将高分子乳液搅拌均匀作为基液，后将高分子粉料加入到基液里面，然后使用搅拌器进行搅拌，搅拌60～90秒；

2)把步骤1)中混合好的浆料均匀地倒在地上，然后逐步用刮板刮平；

3)为增大防滑系数或特殊的面层效果，采用专用的拉毛辊筒拉出纹理得耐耗层；

4)1～3个小时后把罩面剂A组份和罩面剂B组份混合搅拌，混合均匀后用涂料滚筒均匀涂刷于耐耗层的表面得罩面剂层，5小时后即可上人行走，24小时后可行车。

具体实施方式

以下结合实例对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

实施例1：

一种水性高分子防滑路面材料，包括耐耗层和耐耗层表面的罩面涂层，所述耐耗层由20wt％的高分子乳液和80wt％的高分子粉料组成；罩面涂层由60wt％的罩面剂A组份和40wt％的罩面剂B组份组成；

所述高分子乳液的制备方法如下：向单体甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸异丁酯的混合物中引入扩链剂2-咪唑烷酮，其中单体甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸异丁酯与扩链剂的重量比为60：38：2，于真空环境下200～250℃的温度范围内反应10小时，后于搅拌条件下向其中加入去离子水和乳化剂二辛基磺基琥珀酸钠，其中乳化剂二辛基磺基琥珀酸钠添加量为体系总重量的3％,搅拌均匀，即得；

所述高分子粉料包括金刚砂、硅酸盐水泥以及各种助剂，其中金刚砂与硅酸盐水泥的重量比为7：3，以金刚砂、硅酸盐水泥二者的总重量计，所述各种助剂的添加量如下：水泥增强剂1wt％、引气剂AH-10.3wt％、活性剂二氧化硅0.1wt％、萘磺酸盐减水剂0.2wt％、颜料氧化铁2.5wt％；

所述罩面剂A组份由TDI型水性聚氨酯树脂和渗透剂制成，所述TDI型水性聚氨酯树脂是TDI水性聚氨酯和丙烯酸的共聚分散体，固含量为35～45wt％，其中水性聚氨酯占比60wt％，丙烯酸占比40wt％，所述渗透剂为碳酸锆铵，以水性聚氨酯树脂的重量计，所述渗透剂的添加量为0.5wt％；

所述罩面剂B组份是由MDI型水性聚氨酯分散体与TDI反应生成的异氰酸酯预聚物，其分子量为3000～5000g/mol，异氰酸酯平均官能度为2.15～2.20,NCO含量通常为28～31wt％。

实施例2：

一种水性高分子防滑路面材料，包括耐耗层和耐耗层表面的罩面涂层，所述耐耗层由25wt％的高分子乳液和75wt％的高分子粉料组成；罩面涂层由70wt％的罩面剂A组份和30wt％的罩面剂B组份组成；

所述高分子乳液为970丙烯酸树脂；

所述高分子粉料包括石英砂、硅酸盐水泥以及各种助剂，其中石英砂与硅酸盐水泥的重量比为7：3，以石英砂、硅酸盐水泥二者的总重量计，所述各种助剂的添加量如下：水泥增强剂1wt％、引气剂AH-20.3wt％、活性剂二氧化硅0.1wt％、多环芳基磺酸盐甲醛缩合物减水剂0.4wt％、颜料钛白粉2.5wt％；

所述罩面剂A组份由MDI型水性聚氨酯树脂和渗透剂制成，所述渗透剂为碳酸锆铵，所述MDI型水性聚氨酯树脂是MDI水性聚氨酯和丙烯酸的共聚分散体，固含量为35～45wt％，其中水性聚氨酯占比70wt％，丙烯酸占比30wt％，以水性聚氨酯树脂的重量计，所述渗透剂的添加量为0.3wt％；

所述罩面剂B组份是由TDI型水性聚氨酯分散体与MDI反应生成的异氰酸酯预聚物，其分子量为3000～5000g/mol，异氰酸酯平均官能度为2.15～2.20,NCO含量通常为28～31wt％。

实施例3：

一种水性高分子防滑路面材料，包括耐耗层和耐耗层表面的罩面涂层，所述耐耗层由25wt％的高分子乳液和75wt％的高分子粉料组成；罩面涂层由70wt％的罩面剂A组份和30wt％的罩面剂B组份组成；

所述高分子乳液的制备方法如下：向单体甲基丙烯酸异丁酯中引入扩链剂乙醇，其中单体甲基丙烯酸异丁酯与扩链剂乙醇的重量比为100：3，于真空环境下200～250℃的温度范围内反应10小时，后于搅拌条件下向其中加入去离子水和乳化剂十二烷基苯磺酸钠，十二烷基苯磺酸钠的重量为单体总重量的1wt％,搅拌均匀，即得；

所述高分子粉料包括石英砂、硅酸盐水泥以及各种助剂，其中石英砂与硅酸盐水泥的重量比为7：3，以石英砂、硅酸盐水泥二者的总重量计，所述各种助剂的添加量如下：水泥增强剂1wt％、引气剂AH-10.3wt％、活性剂二氧化硅0.1wt％、密胺系减水剂0.4wt％、颜料云母粉2.5wt％；

所述罩面剂A组份由HDI型水性聚氨酯树脂和渗透剂制成，所述渗透剂为碳酸锆铵，所述HDI型水性聚氨酯树脂是HDI水性聚氨酯和丙烯酸的共聚分散体，固含量为35～45wt％，其中水性聚氨酯占比70wt％，丙烯酸占比30wt％，以水性聚氨酯树脂的重量计，渗透剂的添加量为0.3～0.5wt％；

所述罩面剂B组份是由HDI型水性聚氨酯分散体与IPDI反应生成的异氰酸酯预聚物，其分子量为3000～5000g/mol，异氰酸酯平均官能度为2.15～2.20,NCO含量通常为28～31wt％。

实施例1～3的水性高分子防滑路面材料的施工方法如下：

1)首先使用搅拌器将高分子乳液搅拌均匀作为基液，后将高分子粉料加入到基液里面，然后使用搅拌器进行搅拌，搅拌60～90秒；

2)把步骤1)中混合好的浆料均匀地倒在地上，然后逐步用刮板刮平；

3)为增大防滑系数或特殊的面层效果，采用专用的拉毛辊筒拉出纹理得耐耗层；

4)1～3个小时后把罩面剂A组份和罩面剂B组份混合搅拌，混合均匀后用涂料滚筒均匀涂刷于耐耗层的表面得罩面剂层，5小时后即可上人行走，24小时后可行车。

为了验证本发明提供的防滑路面材料的技术效果，我们将实施例1～3的路面材料进行了各项性能的测试，测试过程采用的仪器设备如下：

PL-2G型高低温湿热试验箱；MASTRAD TYPE-B型摆式摩擦系数测试仪；

BZT不粘胎时间测定仪；DT100电子秒表；

QFZ漆膜附着力测定器；

经测试，实施例1～3的路面材料其漆膜外观、耐水性、涂层低温抗裂性及抗滑性等十项技术指标均符合交通行业标准JT/T712-2008《路面防滑涂料》中冷涂型涂料的有关规定。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种水性高分子防滑路面材料，其特征在于，包括耐耗层和耐耗层表面的罩面涂层，所述耐耗层由20～25wt％的高分子乳液和75～80wt％的高分子粉料组成；所述罩面涂层由60～70wt％的罩面剂A组份和30～40wt％的罩面剂B组份组成；

其中，所述高分子乳液为乳化的丙烯酸类树脂，其数均分子量范围为6000～10000g/mol；固含量：45～55wt％；

所述高分子粉料包括金刚砂、硅酸盐水泥以及各种助剂，其中金刚砂与硅酸盐水泥的重量比为7：3，以金刚砂、硅酸盐水泥二者的总重量计，所述各种助剂的添加量如下：水泥增强剂1wt％、引气剂0.3wt％、活性剂二氧化硅0.1wt％、减水剂0.2～0.4wt％、颜料2.5wt％，所述金刚砂可用石英砂代替；

所述罩面剂A组份由水性聚氨酯树脂和渗透剂组成，所述水性聚氨酯树脂是水性聚氨酯和丙烯酸的共聚分散体，固含量为35～45wt％，其中水性聚氨酯占比60～70wt％，丙烯酸占比30～40wt％，所述渗透剂为碳酸锆铵，以水性聚氨酯树脂的重量计，所述渗透剂的添加量为0.3～0.5wt％；

所述罩面剂B组份是由水性聚氨酯分散体与多异氰酸酯反应生成的异氰酸酯预聚物，其分子量为3000～5000g/mol，异氰酸酯平均官能度为2.15～2.20,NCO含量通常为28～31wt％。

2.根据权利要求1所述的水性高分子防滑路面材料，其特征在于，所述高分子乳液的制备方法如下：向单体甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸异丁酯的混合物中引入扩链剂2-咪唑烷酮，其中单体甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸异丁酯与扩链剂的重量比为60：38：2，于真空环境下200～250℃的温度范围内反应10小时，后于搅拌条件下向其中加入去离子水和乳化剂二辛基磺基琥珀酸钠，其中乳化剂二辛基磺基琥珀酸钠添加量为体系总重量的3～5％,搅拌均匀，即得。

3.根据权利要求1所述的水性高分子防滑路面材料，其特征在于，所述罩面剂B组份的制备过程如下：取水性聚氨酯分散体90份，在200～300转/分钟的搅拌下，向其中滴加多异氰酸酯4份，颜料色浆3份，水3份,然后于500～600转/分钟的速度下搅拌5分钟，即可制得。

4.根据权利要求1或2所述的水性高分子防滑路面材料，其特征在于，所述引气剂为烷基芳烃磺酸类。

5.根据权利要求1或2所述的水性高分子防滑路面材料，其特征在于，所述减水剂为多环芳基磺酸盐甲醛缩合物。

6.根据权利要求1或2所述的水性高分子防滑路面材料，其特征在于，所述多异氰酸酯为分子中具有2～3个异氰酸酯基的多异氰酸酯。

7.根据权利要求1或2所述的水性高分子防滑路面材料，其特征在于，所述颜料为氧化铁。

8.权利要求1-7中任一项所述的水性高分子防滑路面材料在城市自行车道、公交专用道、园林道路、旅游区道路、社区慢行道、停车场、展览馆、高速公路上的应用。

9.权利要求1-7中任一项所述的水性高分子防滑路面材料的施工方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)首先使用搅拌器将高分子乳液搅拌均匀作为基液，后将高分子粉料加入到基液里面，然后使用搅拌器进行搅拌，搅拌60～90秒；

2)把步骤1)中混合好的浆料均匀地倒在地上，然后逐步用刮板刮平；

3)为增大防滑系数或特殊的面层效果，采用专用的拉毛辊筒拉出纹理得耐耗层；

4)1～3个小时后把罩面剂A组份和罩面剂B组份混合搅拌，混合均匀后用涂料滚筒均匀涂刷于耐耗层的表面得罩面剂层，5小时后即可上人行走，24小时后可行车。