專利名稱：：水基道路標(biāo)線油漆的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及水基道路標(biāo)線油漆，并且特別涉及具有快速干燥時(shí)間的這類油漆。道路標(biāo)線油漆的重要特征之一是它們在施用后干燥的速度，因?yàn)檫@表明了為能夠施用它們道路交通所需的中斷程度。這種油漆常規(guī)基于溶于有機(jī)溶劑中的樹脂。除了對(duì)環(huán)境有潛在的污染外，這類溶劑在油漆施于道路上后快速蒸發(fā)(這是剛施工的標(biāo)線的快速干燥需要的)，這樣使以其為工作對(duì)象的人暴露在潛在的健康危害之中。因此，需要開發(fā)對(duì)環(huán)境更無害的道路標(biāo)線。通過使用水載的而不是溶劑載的聚合物分散體提供一種對(duì)更加環(huán)境無害的道路標(biāo)線油漆。然而，不幸的是，本領(lǐng)域中公知水載油漆的干燥時(shí)間強(qiáng)烈地取決于施用處大氣的相對(duì)濕度。在潮濕天氣，水載的油漆可用幾小時(shí)或更多的時(shí)間干燥，而且這種長的干燥時(shí)間嚴(yán)重地限制了水載的道路標(biāo)線油漆的實(shí)際應(yīng)用。為了克服該問題已進(jìn)行了許多研究。例如，EP-A-0200249(Akzo)中描述了鹽溶液的后施用法。這種方法可以是有效的但有某些嚴(yán)要的缺點(diǎn)。將被施用油漆必需在穩(wěn)定的邊緣，從而這種油漆有可能在它被使用之前會(huì)固化。另一個(gè)潛在的問題是膜會(huì)很快地在表面上干燥，而且該表皮會(huì)妨礙膜的進(jìn)一步干燥。這樣，雖然最上層是干的，最下部分仍富含水，這導(dǎo)致與剛施加的道路標(biāo)線的耐雨有關(guān)的問題。雖然提供了快速干燥水載道路標(biāo)線油漆的方法，但該體系極少見于工業(yè)操作。WO94/29391(Plastiroute)公開了使用基于特殊類型的水分散體聚合物的水載油漆(EP-B-0-322-188和EP-A-409459(Rohm和Haas)中給出了這種物質(zhì)的說明)，還公開了一種將水溶性的酸后施加到剛施用的漆中的體系。這種方法避免了需要使用幾乎不穩(wěn)定的油漆，但還有潛在的缺點(diǎn)，膜會(huì)在表面上很快地干燥，所得到的表皮進(jìn)一步妨礙了膜的干燥。以前為產(chǎn)生水載道路標(biāo)線油漆的快速干燥所做出的這些嘗試指出了使用迫使干燥加速的水溶性試劑。我們出乎意料地發(fā)現(xiàn)使完全不溶的、干的、硬的、非常疏水的聚合物顆粒與水載道路標(biāo)線油漆接觸可很快地干燥剛施加的油漆。從而，本發(fā)明的第一方面提供一種水載道路標(biāo)線油漆，其特征在于加入油漆內(nèi)的是硬質(zhì)聚合物或無機(jī)化合物顆粒，該顆粒能通過配位作用吸收水。本發(fā)明的另一方面提供一種加速水載道路標(biāo)線油漆在一表面上快速干燥的方法，該方法包括將油漆施加到該表面上并鋪撒能吸收水的硬質(zhì)聚合物或無機(jī)化合物顆粒到施用的油漆上。本發(fā)明另一方面還包括使用硬質(zhì)聚合物或無機(jī)化合物顆粒，所述顆粒能通過配位作用吸收水以加速水載道路標(biāo)線油漆的干燥。顯然，即使前述顆粒不可溶且只接觸油漆的表面，但干燥不僅在表面處。事實(shí)上，正如可通過剛施用的油漆的耐水或耐雨測試所表明的，干燥可以在膜的整個(gè)深度發(fā)生。本發(fā)明特別用于新的厚膜油漆制劑的加速干燥，所述制劑含有87-93wt％總固體以使油漆的膜厚度為1mm或更厚，一般為約1-3mm。由于其厚度較厚，盡管使用快速干燥粘合劑，這類膜干燥得相當(dāng)慢，所述粘合劑例如上述EP-B-0-322-188和EP-A-409459中公開的那些。一種優(yōu)選的顆粒是可通過與水分子配合吸收水的任何類型的顆粒。一種可通過配合作用吸收水的聚合物顆粒的在商業(yè)上可購到的例子是一般稱為離子交換樹脂的這種產(chǎn)品。我們發(fā)現(xiàn)，一般來說，不管離子交換樹脂的具體的化學(xué)性質(zhì)，這些完全不溶的、干的、硬的和非常疏水的顆粒與剛施用的水載道路標(biāo)線接觸時(shí)使油漆膜出人意料地短時(shí)間且完全地干燥。正如上面所解釋的，這種快速干燥在實(shí)施道路標(biāo)線時(shí)是非常重要的并且可以能夠快速且簡單地實(shí)施基于水載產(chǎn)品的地平道路標(biāo)記。另外，由于許多研究者發(fā)現(xiàn)水載道路標(biāo)線比其溶劑載的對(duì)應(yīng)物持續(xù)時(shí)間長，能使水載油漆容易且有效地用于道路標(biāo)線領(lǐng)域的本發(fā)明還可以增加由于水載標(biāo)線的壽命延長而帶來的重要經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢。我們發(fā)現(xiàn)離子交換樹脂不會(huì)永久粘附到油漆表面，從而膜并不產(chǎn)生任何不希望的永久性改變。事實(shí)上，發(fā)現(xiàn)球粒被撒到濕油漆涂料的表面上時(shí)球粒會(huì)跳離所述表面，仍接觸足夠時(shí)間以吸收油漆中的水份。這一顯著的性質(zhì)是本發(fā)明的該實(shí)施方案的主要優(yōu)點(diǎn)。鋪撒的球粒在施用的油漆上保持松散狀態(tài)或位于所述油漆附近，由此可預(yù)計(jì)，它們可以被收集，且重新使用，所述收集可能通過真空抽吸法進(jìn)行。根據(jù)它們已吸收的水量，球粒可以在重新使用前被干燥，盡管這可能是不必要的。這當(dāng)然會(huì)大大節(jié)省費(fèi)用并對(duì)環(huán)境有益。另一大大節(jié)省費(fèi)用的原因是因?yàn)槲覀儼l(fā)現(xiàn)用過的離子交換樹脂球粒在該應(yīng)用中能象新球粒一樣有效。一種可能的施用球粒的方法是使它們與目前后施用到許多道路標(biāo)線上(以得到夜間可見性)的玻璃球混合。象玻璃球一樣粘附到油漆上的任何離子交換球會(huì)增加膜的不平度，而這是十分希望有的性質(zhì)，因?yàn)樗梢栽黾拥缆窐?biāo)線的防滑性。除了離子交換樹脂球粒外，可被用于本發(fā)明的其它顆粒是能夠吸收水的硬顆粒。實(shí)例包括超吸收性聚合物凝膠如“Sumica膠”、干的空心球狀聚合物如干的“RopaqueOP-62”和滑石。顆粒施加到道路標(biāo)記油漆上的一般方法是噴灑油漆，然后鋪撒任何玻璃球，最后鋪撒顆粒。供選擇的方案是顆?？稍诓Ａ蛑盎蚺c玻璃球一起施用，或者甚至在鋪撒時(shí)將其混入油漆的風(fēng)機(jī)中。在后者，顆粒不太可能跳離油漆的表面。顆粒的施用比率取決于所需的干燥速率。然而，每平方米施用的油漆30克顆粒的密度一般是所需的最大值。顆粒的施用可以與酸或鹽溶液處理一起進(jìn)行，所述處理公開在WO94/29391和EP-A-0-200-249中。另外，顆粒可以在道路標(biāo)記油漆施用后作為一種“固化”步驟而施用?！肮袒襟E”是指如果道路標(biāo)線工作人員已用常規(guī)方法施用一種水載道路標(biāo)記油漆而且他們發(fā)現(xiàn)油漆沒有足夠快地干燥，他們可以通過按照本發(fā)明施用顆粒來促使干燥顯著加速。在有利的氣候條件下(例如20℃和50％相對(duì)濕度)開始水載道路標(biāo)記操作，但在不利的條件下如10℃和85％相對(duì)濕度下結(jié)束操作這樣一種情況下可以預(yù)計(jì)這種情形。在這樣一種情況下，較晚施用的水載道路標(biāo)線會(huì)干得非常慢，而且它會(huì)難以或不可能使交通在剛上漆的路段上正常運(yùn)行。在這樣一種情況下，道路標(biāo)線工作人員可以用按照本發(fā)明的顆粒后處理較晚施工的道路標(biāo)線。這會(huì)引起水載道路標(biāo)線的快速干燥并會(huì)使交通正常運(yùn)行。另一個(gè)預(yù)計(jì)是本發(fā)明在固化步驟中的用途可以在大表面積的水載道路標(biāo)線如一般稱為“斑馬線”的人行橫道線的施工過程中特別有用。本發(fā)明的另一個(gè)益處涉及在道路標(biāo)線油漆中施用玻璃球。這類球公知能吸收水，這使得球粒能聚集在一起。這些聚集物妨礙球粒自由流動(dòng)，這在玻璃球用于道路標(biāo)線的過程中可是一個(gè)重要問題。如果按照本發(fā)明硬的聚合物或無機(jī)化合物的顆粒在施工過程中與玻璃球混合到一起，玻璃球的自由流動(dòng)特性通過限制它們形成難處理的聚集體的趨勢而得到顯著提高。當(dāng)顆粒含有一種干的、直徑小的、空心球形的聚合物時(shí)，本發(fā)明的益處特別有效。這類顆?？梢酝ㄟ^干燥水載的、空心球乳濁聚合物如RopaqueOP-62(可由Rohm和Haas公司購得)來得到。通過后施用離子交換樹脂球干燥的道路標(biāo)線油漆的實(shí)例在下面給出。實(shí)例1用一個(gè)有600微米間隙的刮刀，將表1中所述的水載道路標(biāo)線油漆施加到一層薄塑料基質(zhì)上。這是一種基于快速固化粘合劑的油漆。重復(fù)施工。一種施工不用任何添加物來干燥另一種施工用后鋪撒(29g/m2)的CG-6000(Na型)型離子交換球粒來處理。干燥條件是23℃、50％相對(duì)濕度(RH)、低空氣流速。環(huán)境干燥20分鐘后，觀察到下列結(jié)果水載道路標(biāo)線油漆A，無后處理觀察到這種油漆相當(dāng)濕，存在表皮，但指扭轉(zhuǎn)干透試驗(yàn)(見ASTMD1640，但不使用指壓)表明，在干皮底下，大部分油漆是濕的和未固化的。將膜泡在水中在浸漬4分鐘后，膜完全溶解。膜的干至不粘的時(shí)間用ASTMD713測得為約7分鐘。水載道路標(biāo)線油漆A，用后鋪撒離子交換球粒(CG-6000(Na型)型)處理該膜是干透的，正如用指壓扭轉(zhuǎn)(上述)法測得的。浸泡該膜在水中表明，它在浸漬4分鐘后仍然完整。甚至在水浸后，該膜非常硬且堅(jiān)實(shí)的。用ASTMD713測得膜的干至不粘的時(shí)間為約3分鐘。該實(shí)例表明本發(fā)明提供顯著縮短的干至不粘時(shí)間和顯著縮短的產(chǎn)生抗水浸能力的時(shí)間。這些結(jié)果實(shí)際上足以出人意料地比EP-B-0-322-188和EP-A-0-409-459(Rohm和Haas)中所述的快速固化技術(shù)好。實(shí)例2用一個(gè)有600微米間隙的刮刀將表1中所述的水載道路標(biāo)線油漆(快速固化型油漆)施加到一層薄塑料基質(zhì)上。重復(fù)施工。一種施工僅干燥而不處理。另一種施工用后鋪撒(29g/m2)的CG-6000型(Na型)離子交換球粒來處理。干燥條件為23℃，95％RH，無空氣流。在這些高濕度、無空氣流動(dòng)條件下干燥20分鐘后進(jìn)行下列觀察。水載道路標(biāo)線油漆A，無后處理觀察到油漆膜非常濕。指扭轉(zhuǎn)干透試驗(yàn)(如上所述)表明油漆是濕的和未固化的。在浸入水中后，在浸漬不到4分鐘后膜完全溶解。水載道路標(biāo)線油漆A(一種快速干燥型油漆)，用后鋪撒離子交換球粒(CG-6000(Na型)型)處理用指扭轉(zhuǎn)法(如上所述)測試油漆膜是干透的。該膜浸在水中表明該膜在浸漬4分鐘后是完整的。甚至在該水浸之后該膜是非常硬的和堅(jiān)實(shí)的。實(shí)例2表明本發(fā)明提供顯著縮短的干至不粘時(shí)間和顯著縮短的產(chǎn)生水載道路標(biāo)線的抗水浸力的時(shí)間，甚至當(dāng)剛施工的道路標(biāo)線在95％RH這種非常不利的氣候條件下干燥也是如此。還注意到這些結(jié)果相對(duì)EP-B-0-322-188和EP-A-0-409459中所述的快速固化技術(shù)有所改進(jìn)。實(shí)例3用一個(gè)有300微米間隙的刮刀將油漆A施加到一塑料載體上。在干燥膜的一半上撒上一定量的離子交換球粒(Amberjet1200H(酸型))(29g/m2)，進(jìn)行下列觀察。用離子交換球粒后處理的部分在23℃和50％RH干燥2分鐘后，該膜水泡4分鐘保持完好。未用離子交換球粒后處理的部分該部分需要在23℃和50％RH干燥15分鐘才能在泡水4分鐘保持完好。實(shí)例3表明離子交換球粒(酸型與鈉型)的化學(xué)性質(zhì)對(duì)于獲得加快干燥并不關(guān)鍵。實(shí)例4用一個(gè)有300微米間隙的刮刀將表2中所述的油漆B(一種常規(guī)的、慢速干燥型油漆)施加到塑料載體上。在干燥膜的一半上撒上一定量的離子交換球粒(Amberjet1200H，酸型)(29g/m2)。進(jìn)行下列觀察。用離子交換球粒后處理的部分在23℃和50％RH干燥4分鐘后，該膜浸水4分鐘保持完好。未用離子交換球粒后處理的部分該油漆在23℃和50％RH需要干燥45分鐘后才能浸水4分鐘保持完好。實(shí)施4表明該技術(shù)對(duì)于常規(guī)類型的油漆以及快速固化型油漆都有效。實(shí)例5用一個(gè)有300微米間隙的刮刀將油漆A(一種快速固化型油漆)施加到塑料載體上。在干燥膜的一半上撒上一定量的離子交換球粒(CG-6000Na型)(29g/m2)。進(jìn)行下列觀察。用離子交換球粒后處理的部分在23℃和50％RH干燥5分鐘后，該膜水泡4分鐘保持完好。未用離子交換球粒后處理的部分該油漆在23℃和50％RH需干燥17分鐘后才能浸水4分鐘保持完好。表1基于一種快速干燥型丙烯酸類乳液聚合物的油漆A配方成分千克功能在溫和攪抖下添加PrimalE-2706(50％)495.0快速固化乳液聚合物Orotan901(30％)8.5色料分散劑TritonCF-104.5表面活性劑DrewTG-42504.0非硅氧烷消泡劑水80.0TioxideTR-92270.0二氧化鈦Durcal5400.0碳酸鈣，5微米Durcal10400.0碳酸鈣，10微米混合上述物料20分鐘.不研磨.調(diào)勻時(shí)添加(以預(yù)混物形式添加(a)、(b)、(c)和(d))(a)乙醇23.0凍熔穩(wěn)定劑(b)Texanol26.5聚結(jié)劑(c)水8.0(d)氨(25％)0.4按需保持pH為9.6以上，見上面注釋DrewTG-42501.6非硅氧烷消泡劑水20.0調(diào)節(jié)至適當(dāng)粘度充分混合SilicaS21300.0大顆粒硅石水5.9調(diào)至適當(dāng)粘度DrewTG-42501.0非硅氧烷消泡劑充分混合總計(jì)2048.4kg或約1000升</table></tables>PrimalE-2706、Orotan901可由Rohm和Haas公司購得。TritonCF-10可由聯(lián)合碳化公司(UnionCarbideCompany)購得。TioxideTR-92可由Tioxide公司購得。Durcal5和10可由OMYA公司購得。DrewTG-4250可由Drew公司購得。Texanol可由Eastman化學(xué)公司購得。SilicaS21可由CompanySiliceEtKaolin購得。表2基于常規(guī)的丙烯酸類乳液聚合物的油漆B的配方RhoplexAC-630可由Rohm和Haas公司購得。其它成分按表1所示得到。權(quán)利要求1.一種水載道路標(biāo)線油漆，其特征在于所述油漆內(nèi)加入有硬的聚合物或無機(jī)化合物的顆粒，所述顆粒能吸收水。2.一種使水載道路標(biāo)線油漆在一表面上加速干燥的方法，包括將油漆噴灑到該表面上或鋪撒一種硬的聚合物或無機(jī)化合物的顆粒到施用的油漆上，所述顆粒能吸收水。3.按權(quán)利要求1或2的油漆或方法，其中顆粒包括能夠通過配合作用吸收水的硬的聚合物或無機(jī)化合物；空心球形聚合物或滑石。4.按權(quán)利要求3的油漆或方法，其中硬的聚合物或無機(jī)化合物包括離子交換樹脂球?；虺招阅z。5.按權(quán)利要求4的油漆或方法，其中離子交換樹脂球粒包括一種鉀型陽離子樹脂球粒。6.按權(quán)利要求2至5任一項(xiàng)的方法，其中在噴灑油漆的過程中將顆粒加入噴漆槍出口的油漆噴灑風(fēng)機(jī)中。7.按權(quán)利要求6的方法，其中玻璃球粒與所述顆粒一起加入。8.按權(quán)利要求2-5任一項(xiàng)的方法，包括施用油漆的第一步驟，然后將玻璃球粒加到油漆上，再將所述顆粒加到油漆和玻璃球粒上。9.按權(quán)利要求2-5任一項(xiàng)的方法，包括施加油漆的第一步驟，然后將所述顆粒加到油漆上，再將玻璃球粒加到油漆和所述顆粒上。10.按權(quán)利要求2-5任一項(xiàng)的方法，其中將所述顆粒和酸或鹽溶液同時(shí)或相繼后鋪撒到油漆上。11.按前述任何權(quán)利要求的油漆或方法，其中油漆是厚膜油漆制劑，該制劑含有87-93wt％總固體且有至少1mm的厚度。12.能吸收水的硬的聚合物或無機(jī)化合物的顆粒的用途，用于使水載道路標(biāo)線油漆加速干燥。全文摘要公開的是一種水載道路標(biāo)線油漆，其特征是油漆內(nèi)加入有能吸收水的硬的聚合物或無機(jī)化合物的顆粒。優(yōu)選的顆粒是離子交換樹脂球粒。在施用油漆過程中或之后立即加入所述顆粒使油漆在路上的干燥速度得到大大改進(jìn)。文檔編號(hào)C09D7/12GK1162612SQ9710255公開日1997年10月22日申請(qǐng)日期1997年2月26日優(yōu)先權(quán)日1996年2月26日發(fā)明者M(jìn)·G·皮洛塔,A·桑菲利波,A·P·特拉帕尼申請(qǐng)人:羅姆和哈斯公司