Водоемульсійна фарба для горизонтального маркування вулиць або інших шляхів сполучення і спосіб її виготовлення

1 Водоемульсійна фарба для горизонтального маркування вулиць або інших шляхів сполучення, що містить прискорено висихаюче в'яжуче на основі анюно-стабілізованої емульсії полімеру і наповнювач, яка відрізняється тим, що з метою нанесення маркування завтовшки приблизно від 1 до 3 мм готова маркувальна маса містить від 40 до 60% по масі низьков'язкого компонента, що складається з прискорено висихаючого в'яжучого, барвного пігменту, порошкоподібного наповнювача і присадок, а решта має вигляд грубодисперсного наповнювача з діаметром частинок щонайменше 0,1 мм, причому загальна концентрація твердих частинок становить від 87 до 93% по масі 2 Водоемульсійна фарба за п 1, яка відрізняється тим, що концентрація грубих частинок становить від 45 до 55, переважно біля 50% по масі готової маркувальної маси, а загальна концентрація твердих частинок становить від 89 до 91% по масі 3 Водоемульсійна фарба за будь-яким пунктом 1 або 2, яка відрізняється тим, що грубодисперсний наповнювач складається з скляних кульок або 3 суміші скляних кульок і кварцового піску 4 Водоемульсійна фарба за будь-яким пунктом 1 або 2, яка відрізняється тим, що грубодисперсний наповнювач складається з суміші скляних кульок і кварцового піску, причому ця суміш в роз рахунку на 100% по масі містить від 20 до 70% скляних кульок з діаметром частинок від 0,1 до 0,7 мм, а решта складається з кварцового піску з діаметром частинок від 0,1 до 0,4 мм 5 Водоемульсійна фарба за п 4, яка відрізняється тим, що залежно від обставин приблизно одну третину грубодисперсного наповнювача складають скляні кульки з діаметром частинок від 0,1 до 0,25 мм, приблизно другу його третину складають скляні кульки з діаметром частинок від 0,25 до 0,6 мм і приблизно останню третину складає кварцовий пісок з діаметром частинок від 0,1 до 0,4 мм 6 Водоемульсійна фарба за будь-яким пунктом з 1 по 5, яка відрізняється тим, що зазначений низьков'язкий компонент містить у готовій фарбі (в % по масі) від 12 до 24, переважно від 15 до 20 в'яжучого, від 6 до 9 барвного пігменту, від 20 до 27, а переважно від 22 до 27 - порошкоподібного наповнювача і приблизно 2 - присадок 7 Водоемульсійна фарба за будь-яким пунктом з 1 по 6, яка відрізняється тим, що частинки грубодисперсного наповнювача оброблені по поверхні і покриті органосиланом як посередником взаємозв'язку між цими частинками і в'яжучим 8 Спосіб виготовлення водоемульсійної фарби по п 1, який відрізняється тим, що спочатку шляхом перемішування інгредієнтів виготовляють низьков'язкий компонент у вигляді придатної до екструзії маси і наприкінці домішують до цієї маси грубодисперсний наповнювач 9 Спосіб за п 8, який відрізняється тим, що придатну до екструзії масу і грубодисперсний наповнювач змішують перед маркуванням 10 Спосіб за п 9, який відрізняється тим, що придатну до екструзії масу під час маркувальних робіт екструзійним пістолетом вичавлюють в напрямку поверхні, що маркується, і у потік, що виходить з щонайменше одного піскоструминного апарата, додають грубодисперсний наповнювач так, що готова водоемульсійна фарба утворюється ще до контакту з поверхнею О ю 00 48959 Винахід стосується такої водоемульсійної маси для горизонтального маркірування поверхні вулиць або інших поверхонь сполучення, що містить прискорено висихаюче в'яжуче на основі аніоно-стабілізованої емульсії полімера, барвного пігмента і наповнювача, а також способа виготовлення цієї водоемульсійної маркіровочної маси Термін "прискорено висихаюче в'яжуче" тут і далі означає такі полімерні заготовки, що завдяки інтегрованому фізіко-хімічному механізму здатні забезпечити суттєво більшу швидкість висихання виготовлених з вмістом таких в'яжучих маркіровочних мас у порівнянні з подібними масами на звичайних в'яжучих Тільки завдяки такому прискоренню можна придатним способом впровадити зазначені маркіровочні маси на шляхах, бо тільки так можна виключити створення стримуючих сполучення вуличних пробок, що виникали б внаслідок довготривалого висихання ВІДОМІ прискорено висихаючи в'яжучі такого типу, що призначені в першу чергу для горизонтальної маркіровки вулиць, описані, наприклад, особливо в ЕР-В-0 322 188 І ЕР-А-0 409 459, і зараз під товарним знаком PRIMAL (№2706 і №3031) постачаються фірмою "ROHM & HAAS" (Філадельфія, США) уторпвельну мережу як звичайні комерційні продукти Для досягнення прискореного висихання ці ВІДОМІ полімерні заготовки містять водонерозчинні анюно-стабілізовані частинки з синтетичних полімерів і поліфункцюнальні водонерозчинні або водорозчинні аміни Ці зазначені інгредієнти переважно несумісні між собою і не можуть реагувати при достатньо значних рН Але при зниженні рН заготовки до визначеного рівня починається взаємодія інгредієнтів в'яжучого, що призводить до висихання Початковий великий рівень рН, що необхідний для стабілізації, досягають додаванням летючого лугу, наприклад, аміаку Коли рН композиційної фарби на основі такого в'яжучого внаслідок випаровування летючого лугу досягає визначеного нижчого рівня, тоді маркіровочна маса дуже швидко твердіє (тобто висихає) майже незалежно від ЗОВНІШНІХ кліматичних умов, а також товщини шару Але маркіровочні маси, що містять ВІДОМІ прискорено висихаюче в'яжучі, які описані в наведених публікаціях і, особливо, зазначене PRIMAL 2706, а також звичайні придатні комбінації твердих частинок типу барвних пігментів, звичайних присадок і наповнювачів, досі були виготовлені і випробувані виключно у вигляді придатних до екструзії маркіровочних фарб з включенням щонайменше 20% летючих речовин, і такі маси досі могли бути використані лише для виготовлення таких маркіровок, товщина шару якіх була менше 1мм Це видно з наведених у ЕР-А-0 409 459 прикладів експериментів з прискорено висихаючими в'яжучими по утворенню вологих плівок завтовшки біля 0, 03 і сухих плівок -біля 0,09мм Підґрунтям цього є те, що ВІДОМІ досі барвні композиції, які заради задоволення потреби у великій швидкості висихання при розмітці доріг мають у основі прискорено висихаючи в'яжучі, вже за товщиною шару менше 1мм виявляють сильне розтріскування і їх якість суттєво знижується при проявленні цих шкідливих поверхневих дефектів Тому для дуже часто потрібної горизонтальної маркіровки завтовшки щонайменше 1мм досі ВІДОМІ швидко висихаючи маркіровочні маси не використовують Товсті маркіровки приблизно від 1 до Змм в зв'язку з їх високою в'язкістю накладають переважно так званим способом прасування Позначення напрямку також можна виготовляти за допомогою шпателю Згідно З ІНШИМИ технологіями на маркіровочні лінії центрифугою можуть бути торкретовані виступи завтовшки до Змм, і таким же чином можливе нанесення профільованої розмітки вулиць з підвищеною розрізняльною здатністю вночі при опадах Крім того ВІДОМІ різні ІНШІ технології виготовлення профільованої розмітки з найрізноманітнишими профілями Досить часто для товстошарової маркіровки застосовують двухкомпонентні системи з використанням поліметилметакрилатних в'яжучих Твердіння матеріалу відбувається внаслідок перемішування маси з пероксидами, що викликають полімеризацію Термін висихання таких двухкомпонентних систем у більшості сягає 20-35 хвилин, їх переробка важка, і одразу після змішування з пероксидом вони твердіють протягом 20-30 хвилин Далі, для нанесення товстошарової маркіровки відомо використання як в'яжучих плавких при нагріванні до високих температур термопластів Перед переробкою на вулиці для досягнення робочої в'язкості такі термопластичні маси потребують багатогодинного нагрівання Вони також потребують постійного підведення енергії через спеціальні пристрої під час переробки, без чого нанесення маркіровочних мас неможливе Час їх висихання надзвичайно короткий, бо для твердіння матеріал треба тільки охолодити Але внаслідок утрудненої переробки витрати первинної енергії дуже значні Можливість використання суттєво економічним чином водорозведених відомих з існуючого рівня техніки маркіровочних мас для товстошарових покриттів практично виключена як для звичайних не придатних для прискореного висихання в'яжучих внаслідок надзвичайно довготривалого висихання, так і для прискорено висихаючих в'яжучих внаслідок неприйнятного тріщиноутворення в матеріалі У підґрунтя винаходу покладена задача шляхом використання відомих прискорено висихаючих в'яжучих, особливо зазначених під товарним знаком PRIMAL, і застосування притаманного таким в'яжучим інтегрованого фізіко-хімічного механізму висихання створити такі водорозведені маркіровочні маси для покриттів з шаром завтовшки приблизно від 1 до 3 мм, придатність яких до утворення за короткий час щільних покриттів без дефектів на поверхні і тріщин безсумнівна Ця задача вирішена водними маркіровочними масами згідно з обмежувальною частиною п 1 формули разом з ознаками, що наведені в його відрізняючий частині Ці маркіровочні маси мають надзвичайно ви 48959 сокий вміст твердих частинок, особливо грубодисперсного наповнювача, і внаслідок цього у порівнянні з загальновідомими придатними до екструзії маркіровочними фарбами - тільки незначну частину в'яжучого і, ВІДПОВІДНО, летючої речовини Відомо, що звичайні в'яжучі у вигляді водних дисперсій на зразок зазначених прискорено висихаючих в'яжучих містять разом з водою приблизно 50% летючих речовин, тоді як маркіровочні маси згідно з винаходом навіть з урахуванням незначної концентрації летючих речовин у присадках містять їх лише приблизно від 7 до 13% по масі Вражає те, що при застосуванні таких композицій маркіровоч-них мас повністю виключено тріщиноутворення при товщині шару до Змм і навіть при огляді нанесеної маркіровки з оптичним збільшенням у 15 разів не виявляються жодні дефекти і що їх термін висихання внаслідок дуже малого вмісту летючих речовин дуже короткий (від 15 ДО ЗОхв ) у протилежність до скомпонованих на основі звичайних в'яжучих маркіровочних мас Низьков'язкий барвний компонент, що складає від 40 до 60% загальної маси маркіровочної композиції, містить відоме прискорено висихаюче в'яжуче, барвний пігмент, кілька звичайних присадок і дрібні поршкоподібні наповнювачі з максимальним розміром зерен до 0,03 мм, як це зазначено, наприклад, у ЕР-А-0 409 459 і ЕР-В-0 322 188 Цей низьков'язкий компонент є придатною до екструзії масою Іншу частину загальної маси складають грубодис-персні наповнювачі з розміром зерен щонайменше 0,1, переважне від 0,1 до 0,7мм Низьков'язкий барвний компонент виготовляють згідно з відомим рівнем техніки і керуючись відомими прописами щодо виготовлення водоемульсійних фарб Описані нижче маркіровочні маси, приклади якіх були випробувані і наслідки досліджень якіх наведені у таблицях 112 (на сторінці 9), містили 50% низьков'язкого барвного компоненту і суміш грубодисперсних наповнювачів, що далі позначена як "наповнювач проти тріщиноутворення" (скорочено - НПТ) Низьков'язкий барвний компонент суміщали з ним і цим досягали зазначеної масової частки у готовій маркіровочній масі Як прискорено висихаюче в'яжуче застосовували вищезазначений комерційне доступний продукт PRIMAL 2706 у КІЛЬКОСТІ 18% по масі, як білий барвний пігмент - вищезазначений диоксид титану у КІЛЬКОСТІ 7% по масі, а як порошкоподібні наповнювачі у КІЛЬКОСТІ 23% по масі були застосовані у кількох зразках - карбонат кальцію, а у деяких інших зразках - дюксид кремнію і далі - їх суміш Всі ці тонкодисперсні наповнювачі з розміром частинок щонайбільше 0,03мм дали практично тотожні результати Була також застосована суміш звичайних присадок, що містила диспергатор, зшивальний агент, засіб проти пшоутворення, допоміжний плівкоутворюючий засіб і невелику дозу летючого алкоголю і що була додана до інших інгредієнтів маркіровочної маси в загальному розрахунку на 100% у КІЛЬКОСТІ приблизно 2% Для утворення готової маркіровочної маси до низьков'язкого барвного компоненту додавали щоразу 50% НПТ НПТ у низьков'язкий барвний компонент вводили згідно з відомим рівнем техніки і керуючись відомими прописами щодо виготовлення в'язких мас В'яжуче містило майже рівні частки твердих і летючих речовин, насамперед води Також і диспергатори і зшивальні агенти містили майже рівну КІЛЬКІСТЬ твердих і летючих речовин Позосталі інгредієнти у вигляді твердих частинок, що становили твердий комонент, були присутні у зразках в КІЛЬКОСТІ приблизно 90% по масі У таблиці 1 у рядках 1-5 наведені п'ять різних композицій НПТ, з якими були випробувані маркіровочні маси з вмістом 50% низьков'язкого компоненту У колонках 2,3 і 4 цієї таблиці зазначені різні інгредієнти НПТ, у колонці 5 -термін висихання до "відлипу", а у колонці 6 - наслідки досліджень тріщиноутворення Дані для таблиці 1 отримані при нанесенні маркіровочних покриттів завтовшки Змм з допомогою так званої праски для толю Рядки 1-4 стосуються НПТ, частинки якого не покриті з поверхні, а рядок 5 - НПТ з поверхневою обробкою шляхом нанесення на частинки органосилану як посередника у взаємодії між ними і в'яжучим Нижній рядок 6 показує порівняльні дані відносно звичайного, тобто не прискорено висихаючого в'яжучого Барвні маркіровки з використанням звичайних композицій не можна було нанести з зазначеною товщиною, тому порівняння відносно неї неможливе В НПТ застосували звичайні скляні (ВІДПОВІДНО світловідбивні) кульки діаметром від 0,1 до 0,25мм і від 0,25 до 0,5мм Застосований кварцевий пісок мав структуру кристобаліта і складався з частинок діаметром від 0,1 до 0,4мм Як видно з таблиці 1, склад НПТ з третини скляних кульок діаметром від 0,1 до 0,25мм, третини скляних кульок діаметром від 0,25 до 0,6мм і третини кварцевого піску діаметром від 0,1 до 0,4мм забезпечує найкоротший термін висихання Але й ІНШІ склади НПТ з таблиці 1 дають вражаючи результати, в два-три рази скорочуючи термін висихання у порівнянні з 71 хвилиною при використанні звичайного висихаючого в'яжучого (рядок 6) при тому, що такі звичайні в'яжучі непридатні для товстошарових покриттів і не можуть бути нанесені на шляхи Тріщини ж були відсутні у всіх випадках Досліди З метою визначення терміну висихання проводили у кліматичній камері з легким рухом повітря при його ПОСТІЙНІЙ температурі і вологості Маркіровочні маси наносили праскою на толеву основу у вигляді плівки з визначеною товщиною і залишали для висихання Здатний до всмоктування толь краще, ніж скляні пластинки, імітував більш-менш здатний до всмоктування шляховий асфальт "Відлип" визначали легким натискуванням великим пальцем при обертанні на барвну поверхню Коли на пальці не зоставалися сліди фарби, вона вважалася придатною "до проїзду" Після бОхв висихання зразки з матеріалом занурювали на 10 хв у воду Коли після короткого інтенсивного тертя шари покриття не дуже порушувалися, фарба вважалася водостійкою Це було встановлено для всіх зразків 48959 Поруч з випробуванням покриттів завтовшки Змм з застосуванням при нагоді тих же композицій маркіровочних мас, що мали у складі зазначені в таблиці 1 НПТ, були досліджені покриття з товщиною шару 1 мм і 2 мм Результати наведені в таблиці 2, де рядки 1-6 відповідають рядкам 1-6 у таблиці 1 відносно складу використаних НПТ, а у колонках 3, 4, 5 наведені терміни висихання покриттів завтовшки ВІДПОВІДНО 1,2 і Змм Висихання відбувалося при температурі 20°С і ВІДНОСНІЙ ВОЛОГОСТІ повітря 70% Покриття були нанесені на покривельний картон Всі покриття 1-5 після бОхв висихання були визнані водостійкими Зразки з звичайно висихаючим в'яжучим мали в 2-3 рази більший термін висихання Композиції низьков'язкого компоненту в розрахунку на 100% готової маркіровочної маси звичайно містять 12-24, переважно 15-20% в'яжучого, що приблзно наполовину складається з твердих частинок, 6-9, переважно 7-8% барвного пігменту, 2027% порошкоподібного наповнювача і 1,6-2,4, переважно 2% присадок Порошкоподібні наповнювачі звичайно можуть бути карбонатами, силікатами, тальком або сульфатами Вид, чистота і зернистість таких тонкодисперсних наповнювачів впливають на власності низьков'язкого барвного компоненту і готових мвркіровочних мас (насамперед на термін висихання), але у незначній мірі, так що це не перешкоджає їх подальшому застосуванню Частка твердих частинок повинна бути по суті у межах 87-93, переважно 89-91% по масі НПТ звичайно застосовують у вигляді грубодисперсних мінеральних та/або органічних частинок діаметром щонайменше 0,1мм Як довели подальші дослідження, як НПТ з успіхом можуть бути застосовані такі наповнювачі скляні кульки діаметром 0,1-0,2мм, скляні кульки діаметром 0,1-0,2мм у суміші з скляними кульками діаметром 0,1-0,7мм, кварцевий пісок і кристобаліт з діаметром частинок 0,1-0,4мм у суміші з скляними кульками діаметром 0,1-0,2мм, кварцевий пісок і кристобаліт з діаметром частинок 0,1-0,4мм у суміші з скляними кульками діаметром 0,1-0,2 і 0,1-0,7мм, 8 кварцевий пісок і кристобаліт з діаметром частинок 0,1-0,4мм у суміші з скляними кульками і водонерозчинними карбонатами, сульфатами або іншими мінеральними речовинами з діаметром зерен 0,1-0,4мм Як органічні наповнювачі придатні грубі грануляти твердих пластмас, наприклад з ВІДХОДІВ літакобудування, або - за потребою - ІНШІ подібні гранул яти Готові маркіровочні маси з НПТ згідно з таблицею 1 зостаються в'язкими і чудово переробляються звичайними для таких систем способами Вони мають відмінну СТІЙКІСТЬ при зберіганні і можуть бути нанесені найпростішими способами Тріщиноутворення не вдається спостерігати у жодному випадку Після достатнього часу висихання тривалістю 20-ЗОхв виникають дуже тверді і міцно прикріплені до підґрунтя пофарбовані плівки Термін їх висихання відносно незалежний від температури і вологості повітря Виготовлення водоемульсійних маркіровочних мас згідно з винаходом можливо в такому порядку, коли спочатку перемішують низьков'язкий барвний компонент, який містить серед своїх інгредієнтів прискорено висихаюче в'яжуче, що постачають у герметично замкнених контейнерах, а далі домішують зазначений НПТ Цю високов'язку масу використовують, як було описано, для накладання з допомогою "праски" 3 іншого боку, готову маркіровочну масу можна отримувати так, що повністю перемішаний низьков'язкий барвний компонент у вигляді придатної до екструзії маси з допомогою встановленого на маркіровочному візку звичайного екструзійного пістолета вичавлюють у напрямку поверхні дороги і ще до того, як вичавлений потік торкнеться цієї поверхні, всаджують в нього частинки НПТ, використовуючи для цього щонайменше один піскоструменевий апарат, а переважно два таких апарата, що розташовані з двох боків вичавленого потоку Таким чином готова маркіровочна маса виникає безпосередньо перед контактом барвної маси з поверхнею дороги Введення частинок в потік фарби відомо і, наприклад, описано в ЕР-В-0 280 102 Таблиця 1 №№ п/п 1 2 3 4 5 6 Доля у наповнювачі, % Скляні кульки Кварц пісок 0,1-0,25мм 0,25-0,5мм 0,1-0,4мм 16,66 16,66 16,66 50,00 50,00 50,00 16,66 16,66 16,66 16,66 16,66 16,66 Частки НПТ були оброблені по поверхні * Проби зі звичайно висихаючим в'яжучим Термін висихання, хв Тріщини 25 31 33 24 21 71 немає немає немає немає немає немає 48959 10 Таблиця 2 №№ п/п 1 2 3 4 5* 6** Матеріали згідно з Таблицей 1 1 7 9 9 7 6 20 Термін висихання, хвилин, в залежності від товщини маркіровочного покриття, мм 2 17 19 22 17 16 43 ДП «Український інститут промислової власності» (Укрпатент) вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119, Україна ( 0 4 4 ) 4 5 6 - 2 0 - 90 ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)216-32-71 3 25 31 33 24 21 71