基於甲基丙烯酸樹脂MMA的彩色防滑薄層鋪裝材料及其製備工藝的製作方法
2023-07-20 21:43:11 2
本發明涉及一種道路鋪裝材料領域，具體涉及一種基於甲基丙烯酸樹脂MMA的彩色防滑薄層鋪裝材料及其製備工藝，該材料具有結合強度高，良好延展性和抗拉強度，耐高溫，防滑性能優越的特點，該工藝步驟簡單合理，產率高，易於生產。
背景技術：
MMA中文名稱甲基丙烯酸甲酯，以MMA為主要成分的反應性液體樹脂，通過與引發劑(固化劑)過氧化苯甲醯(BPO)反應，發生自由基聚合，而形成具有很高韌性的甲基丙烯酸甲酯高分子固化物。
甲基丙烯酸甲酯在過氧化苯甲醯引發劑存在下進行如下聚合反應：
由氧化還原反應引發的體系在常溫下完成固化，硬單體為塗膜提供剛性，軟單體為漆膜提供柔韌性，交聯單體因含有大量的醚鍵，有效提高了漆膜的彈性、強度和撕裂性能，通過均勻配方試驗選擇MMA膠結料和礦質填料配方，實現包括拉伸強度、撕裂強度、衝擊韌性、硬度、耐低溫性以及斷裂伸長率在內的各種物理特性的平衡組合，MMA類彩色防滑薄層因其具有優良的綜合性能，可廣泛應用於鋼結構橋面防水及薄層鋪裝、混凝土橋面防水及薄層鋪裝、橋墩防水防腐、管道防水防腐、工業地坪鋪裝、停車場地坪鋪裝、市政道路特殊路段鋪裝等。
現有MMA材料存在下述明顯缺陷：
1)成膜後易與基面脫層，使用壽命短；
2)延展性差、抗拉強度低，無法滿足現有路面使用性能要求；
3)抗高溫性能差，200℃溫度時易發生粉化；
4)作為鋪裝結構層的組成部分，現有產品分層施工的粘結力過低，導致鋪裝層結構整體性能顯著降低。
技術實現要素：
針對現有技術中所存在的不足，本發明提供了一種基於甲基丙烯酸樹脂MMA的彩色防滑薄層鋪裝材料及其工藝，該材料具有結合強度高，良好延展性和抗拉強度，耐高溫，防滑性能優越的特點，該工藝步驟簡單合理，產率高，易於生產。
為實現上述目的，本發明採用了如下的技術方案：一種基於甲基丙烯酸樹脂MMA的彩色防滑薄層鋪裝材料，由以下質量百分比的原料製成：改性甲基丙烯酸樹脂28～42％、甲基丙烯酸正丁酯6～12％、丙烯酸異辛酯2.5～5％、氣相二氧化矽3.2～5.5％、苯乙烯1.5～3.2％、高沸點石蠟1.2～2.3％、兩官能團乙烯-丙烯基複合分散劑2.1～3.6％、鈣質或鎂質填充物8～10％、高硬度天然礦質填料15～24％、N-N-二甲基對羥苯胺0.5～0.85％、交聯劑BPO0.8～2.8％、樹脂基色漿2.5～4.5％，其中N-N-二甲基對羥苯胺與交聯劑BPO為反應激發物質。
一種基於甲基丙烯酸樹脂MMA的彩色防滑薄層鋪裝材料的製備工藝，將所述將氣相二氧化矽、高沸點石蠟、樹脂基色漿分別按10％濃度預先浸潤、分散，浸潤分散原料為甲基丙烯酸正丁酯；將N-N-二甲基對羥苯胺按5％濃度稀釋，稀釋劑為丙烯酸異辛酯；將改性甲基丙烯酸樹脂、苯乙烯、兩官能團乙烯-丙烯基複合分散劑、甲基丙烯酸正丁酯、丙烯酸異辛酯以及氣相二氧化矽、高沸點石蠟、樹脂基色漿、N-N-二甲基對羥苯胺預混物按原料的組分比例混合，置於帶有控溫冷卻設備的密閉反應釜裝置中按順序投料均勻拌和15～20分鐘，再在反應釜中投入鈣質或鎂質填充物均勻拌和10～15分鐘後，經容積40～60升的研磨機研磨1～2遍製成膠結料，在製成的膠結料中投入高硬度礦質填料並充分拌和後即得彩色防滑薄層鋪裝用混合料。
根據以上技術要求，帶有控溫冷卻設備的密閉反應釜裝置的生產全過程溫度控制在15～45℃，經研磨機研磨後的粒徑要求為70～85μm。
相比於現有技術，本發明具有如下有益效果：
1、存儲穩定期久
按產品說明規定的使用條件，在運輸、倉儲、使用期內不會出現板結、自聚等影響產品性能的各種情況。
2、良好的施工和易性
產品具有很好的施工和易性，在供應商提供的前期技術支持下，能夠快速被採購方掌握並能夠獨立施工操作，且施工成品質量優良，表面美觀，整體均勻一致，施工時無需對物料進行預熱，自然環境下就可完成施工，在低溫環境亦能實現快速固化，且固化後性能不受影響，能在-5℃～30℃之間較大溫度區間內完成鋪裝施工。
3、施工快捷、簡便
材料的成型速度與固化速度不會對施工期限造成影響，既能採用人工刮塗施工，也能採用專業的無氣噴塗設備施工，多次鋪裝過程之間無需過多等待時間，施工2～4小時後無需養護處理就可通行。
4、與鋼製、水泥混凝土、瀝青混凝土三類基面的粘接力好
基面適應性強，在各種基面上均能提供強大的粘結強度且無變異性。
5、環保安全
使用安全，在通常的暴露水平下不會危害健康；不釋放溫室氣體。
6、耐候性好
具有優異的耐老化性能、抗黃變性和耐候性——無需其他材料防護可直接暴露於各種自然環境中，抗紫外線老化性能卓越，且性能不會衰減，外表美觀持久。
7、耐汙染、耐化學腐蝕、易清潔
固化後性能十分穩定，常見燃油、化學品不會對成型產品造成任何腐蝕。
8、物理、力學性能優異
MMA原膠能夠實現拉伸強度、撕裂強度、表面硬度、耐低溫性以及斷裂伸長、基面附著力率等內在物理力學性能的平衡。
9、豐富的色彩體系
作為交通警示、功能分區、環境美化、景觀營造的功能性材料，產品系列應具有豐富的色彩體系供用戶選擇。
10、舒適性與抗滑性能夠實現較好的結合
為道路使用者提供具有適當摩阻力的道路表面，表面流水可以通過細觀紋理迅速排出，即使是在降雨量很大的情況下也不會出現溼滑的情況，充分保證使用者出行的安全。同時，紋理外觀應細膩均勻，不致過度粗糙給使用者造成較大的心理壓力。
11、優異的表面自清潔能力和耐汙性
使用期內，鋪裝層表面不會過快、過早被汙染，表面少量的汙染物能夠自我清除，能夠較長時間的保持原有色彩。
具體實施方式
下面結合較佳實施例就本發明的技術方案作進一步的說明。
實施例一：一種基於甲基丙烯酸樹脂MMA的彩色防滑薄層鋪裝材料，由以下質量百分比的原料製成：改性甲基丙烯酸樹脂40％、甲基丙烯酸正丁酯10％、丙烯酸異辛酯4.5％、氣相二氧化矽5.2％、苯乙烯2.5％、高沸點石蠟1.6％、兩官能團乙烯-丙烯基複合分散劑3.4％、鈣質填充物9.5％、高硬度天然礦質填料16％、N-N-二甲基對羥苯胺0.8％、交聯劑BPO2.5％、樹脂基色漿4％，其中N-N-二甲基對羥苯胺與交聯劑BPO為反應激發物質。
實施例二：一種基於甲基丙烯酸樹脂MMA的彩色防滑薄層鋪裝材料，由以下質量百分比的原料製成：改性甲基丙烯酸樹脂32％、甲基丙烯酸正丁酯12％、丙烯酸異辛酯3％、氣相二氧化矽5.5％、苯乙烯3.2％、高沸點石蠟2.2％、兩官能團乙烯-丙烯基複合分散劑3.6％、鎂質填充物10％、高硬度天然礦質填料24％、N-N-二甲基對羥苯胺0.65％、交聯劑BPO1.2％、樹脂基色漿2.65％。
一種基於甲基丙烯酸樹脂MMA的彩色防滑薄層鋪裝材料的製備工藝，將所述將氣相二氧化矽、高沸點石蠟、樹脂基色漿分別按10％濃度預先浸潤、分散，浸潤分散原料為甲基丙烯酸正丁酯；將N-N-二甲基對羥苯胺按5％濃度稀釋，稀釋劑為丙烯酸異辛酯；將改性甲基丙烯酸樹脂、苯乙烯、兩官能團乙烯-丙烯基複合分散劑、甲基丙烯酸正丁酯、丙烯酸異辛酯以及氣相二氧化矽、高沸點石蠟、樹脂基色漿、N-N-二甲基對羥苯胺預混物按原料的組分比例混合，置於帶有控溫冷卻設備的密閉反應釜裝置中按順序投料均勻拌和20分鐘，再在反應釜中投入鈣質或鎂質填充物均勻拌和15分鐘後，經容積50升的研磨機研磨2遍製成膠結料，在製成的膠結料中投入高硬度礦質填料並充分拌和後即得彩色防滑薄層鋪裝用混合料。
根據以上技術要求，帶有控溫冷卻設備的密閉反應釜裝置的生產全過程溫度控制在15～45℃，經研磨機研磨後的粒徑要求為70～85μm。
進一步的，使用時採用小型電動拌和設備將混合料先行拌和30秒後加入交聯劑BPO，並拌和45～60秒，將完成拌和的混合料倒入施工區域內採用人工或機械刮塗、滾塗均勻，45～70分鐘左右固化成型。
進一步的，MMA材料能夠實現拉伸強度、撕裂強度、表面硬度、耐低溫性以及斷裂伸長、基面附著力率等內在物理力學性能的平衡，具體見下表1：
表1
MMA材料作為交通警示、功能分區、環境美化、景觀營造的功能性材料，產品系列應具有豐富的色彩體系供用戶選擇；為道路使用者提供具有適當摩阻力的道路表面，表面流水可以通過細觀紋理迅速排出，即使是在降雨量很大的情況下也不會出現溼滑的情況，充分保證使用者出行的安全，同時，紋理外觀應細膩均勻，不致過度粗糙給使用者造成較大的心理壓力。
本發明所述的彩色防滑薄層鋪裝系統是基於MMA技術開發的彩色防滑鋪裝體系，鋪裝體系以MMA作為膠結材料、以耐磨性優良的骨料經級配設計後，輔之以環保著色材料，均勻拌和並施做於基面上的薄層鋪裝結構體系，成型後，鋪裝體系厚度為1.5～3mm，構造深度1～1.5mm，成型後的薄層鋪裝體系具有優異的防滑性能。
最後說明的是，以上實施例僅用以說明本發明的技術方案而非限制，儘管參照較佳實施例對本發明進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解，可以對本發明的技術方案進行修改或者等同替換，而不脫離本發明技術方案的宗旨和範圍，其均應涵蓋在本發明的權利要求範圍當中。