路标涂料前途光明□鹿现栋 杨继凤 随着我国公路建设的不断推进, 道路交通标线所用的路标涂料
随着我国公路建设的不断推进, 道路交通标线所用的路标涂料越来越受到人们的关注。目前我国路标涂料质量及产量均不能很好满足日益发展的道路桥梁的需要。国内许多科研单位和公司为有效改进国产路标涂料的现状进行了研究,取得了良好的进展。 一、基本分类及要求
一、基本分类及要求 路标涂料按其施工体系可分为常温溶剂型、加热溶剂型(厚浆
路标涂料按其施工体系可分为常温溶剂型、加热溶剂型(厚浆型)、热熔型、水性四大类产品。溶剂型的路标涂料是指在常温下进行施工,依靠溶剂挥发成膜的标志涂料,其成膜物质多为热塑性树脂,溶剂型路标涂料在成膜过程中挥发大量的有机溶剂,污染环境并且干燥时间长,使用寿命短(2~4月)。而热熔型路标涂料成膜时不挥发溶剂,干燥快,使用寿命长(6~12月),并且能和许多反光材料相配,合成具有良好反光性能的路标涂料。近来研究较多的水性路标涂料不但可以保护环境,并且可以有效减少对施工人员的危害,目前虽然没有大规模的生产使用,但也是路标涂料开发的热点之一。目前我国路标涂料中常温溶剂型占95%,加热和热熔型路标涂料占5%,而国外大多数发达国家中热熔型路标涂料占30%以上,可见我国路标涂料需要加快发展速度,开发具有良好性能的热熔型路标涂料。 路标涂料依据其自身独特的应用,必须具备如下条件:干燥时间
路标涂料依据其自身独特的应用,必须具备如下条件:干燥时间短、操作简单,以减少交通干扰;反射力强、色彩鲜明、反光度强,以便白天、晚上都有良好的能见度;具有防滑性与耐磨性;具有良好的附着力,在使用过程中不易剥落;符合环保要求。 二、发展动态慨览
二、发展动态慨览 现有路标涂料在路面的应用中仍存在如下问题:路标涂料与路面
现有路标涂料在路面的应用中仍存在如下问题:路标涂料与路面的附着力差,雨水浸后容易脱落,这也是目前阻碍路标涂料广泛应用的关键问题;涂层抗低温性能差,当环境低于树脂的脆化温度,则树脂处于硬玻璃态,机械性能差;涂层耐磨性能差,在阴雨、夜间等条件下辨认性能不足;在反复的冷热、干湿循环中,存在内应力破坏等问题。 树脂的种类和性能对路标涂料的性能具有决定性的作用,因此如
树脂的种类和性能对路标涂料的性能具有决定性的作用,因此如何选择树脂和改进树脂是路标涂料研究的重要问题之一。针对以上问题,不同的开发机构或工作者设计开发一系列的路标涂料,同时针对如何有效改进或开发路标涂料用树脂进行了有效的探索。 1.松香树脂类
1.松香树脂类 天然松香是一种天然可再生资源,具有耐水、耐热、粘结性能强
天然松香是一种天然可再生资源,具有耐水、耐热、粘结性能强等优良性能,而且我国松香资源丰富,价格较低。但它也具有易老化、不耐磨等缺点。可以根据松香的组成进行改性,通过酯化和酸化,得到性能良好的改性松香树脂。改性松香树脂由松香、甘油及助剂和改性剂等加热制备,通常用的改性剂有顺丁烯二酸酐、富马酸等,助剂有邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二辛酯等。 研究报道的松香树脂路标涂料有松香与EVA混合改性路标涂料、
研究报道的松香树脂路标涂料有松香与EVA混合改性路标涂料、改性松香树脂与环氧树脂混合制备路边涂料、马来松香酯与石油树脂混合制备反光路标涂料等,但文献中对这些改性松香用于路标涂料树脂的低热熔粘度、高耐候性等要求没有提供完善的解决方法。 2.醇酸/聚酯树脂类
2.醇酸/聚酯树脂类 醇酸树脂是多元醇与多元酸进行酯化反应的产物,因而聚酯树脂
醇酸树脂是多元醇与多元酸进行酯化反应的产物,因而聚酯树脂包含在醇酸树脂类中。醇酸树脂作为涂料用树脂品种,原料易得、制备简单、性能良好,但同时由于含有大量的酯基,使其耐水性、耐碱性等不如其他树脂品种。目前应用在路标涂料的改性研究中的主要是有机硅改性醇酸树脂路标涂料。 有机硅改性醇酸树脂是由含有羟基或烷氧基的有机硅烷化合物与
有机硅改性醇酸树脂是由含有羟基或烷氧基的有机硅烷化合物与醇酸树脂经过缩合反应而成。有机硅改性醇酸树脂占涂料质量组成最好在15%~25%范围内。如果含量过低则涂料的耐紫外线性能、耐大气性、保色性等较差;如果含量过高,使得涂料附着力下降。但经过改性后的醇酸树脂涂料不用外加憎水剂、紫外线吸收剂和抗氧剂等,并且涂膜对水泥、沥青路面具有良好的附着力和憎水效果。 聚酯树脂是由二元酸与二元醇经过缩聚制成的直链型聚酯树脂,
聚酯树脂是由二元酸与二元醇经过缩聚制成的直链型聚酯树脂,再经过单体稀释而成的。有文献报道,应用不饱和树脂作为成膜物质,加入一定量的填料、助剂和颜料等经过充分混合、搅拌制备了常温自干型路标涂料。如应用191不饱和聚酯和白水泥作为有机无机复合成膜物质,搀入质轻、耐磨、均匀度、透明度良好的玻璃珠,应用其他必要的助剂可以制备具有耐磨、耐候、附着力强的道路标志涂料。 3.石油树脂类
3.石油树脂类 石油树脂是利用裂化石油的副产品烯烃或环烯烃进行聚合或与醛
石油树脂是利用裂化石油的副产品烯烃或环烯烃进行聚合或与醛类、芳烃等共聚而成的树脂总称。石油树脂在热熔型路标涂料的开发中占有较高的地位,尤其以不饱和的C5石油树脂为主,但C5石油树脂的分子量为1200,软化点较低,用其直接配制的涂料柔韧性和耐热性差。典型配方是C5石油树脂、无机填料、颜料、增塑剂、反光材料等经过混合等工序制得热熔型路标涂料,C5石油树脂为20%左右,骨料为45%以上,颜料为5%~15%,玻璃珠5%~10%,助剂为1%~6%。 但是在交通量大的路面上使用石油树脂的路标涂料,涂膜的磨损
但是在交通量大的路面上使用石油树脂的路标涂料,涂膜的磨损速度很快,为了克服这类问题,科研工作者进行了各种有益地探索。应用聚乙烯醇为胶粘剂,以植物油脂、白水泥为主要原料的新型路标涂料,可以有效克服漆膜的脆裂等缺点。另外,如果在石油树脂中加入1%~15%左右的乙烯-醋酸乙烯共聚树脂,涂料不但具有良好的粘结性,而且柔软性、耐冲性都得到了加强,并且改进了涂膜的耐磨性。但如果加入的乙烯-醋酸乙烯共聚树脂过多则涂料的流动性变差,施工性能不好。不过该体系仍需要加入适量的抗氧化剂、防沉淀剂以及增塑剂等。 4.丙烯酸(酯)类
4.丙烯酸(酯)类 丙烯酸树脂与其他合成高分子树脂相比,具有很多突出的优点:
丙烯酸树脂与其他合成高分子树脂相比,具有很多突出的优点:优异的耐光、耐候性能,户外曝晒耐久性强,抗腐蚀性好,因此应用于多种涂料中。20世纪90年代,随着我国丙烯酸工业的迅速发展,丙烯酸路标涂料在我国也已占有重要地位。 但仅仅依靠丙烯酸类树脂制备的路标涂料耐磨性差,抗冲击性能
但仅仅依靠丙烯酸类树脂制备的路标涂料耐磨性差,抗冲击性能也有待改进。利用橡胶与丙烯酸类单体的接支聚合物可以改善上述问题。通过调节不同的单体比例可以使制备的树脂的玻璃化温度范围在20~50℃。 5.其他功能类
5.其他功能类 ①水性路标涂料
①水性路标涂料 随着人们对环境的关注和道路交通的发展,为避免溶剂型路标涂
随着人们对环境的关注和道路交通的发展,为避免溶剂型路标涂料在使用过程中由于有机溶剂的挥发而造成环境污染,热熔型路标涂料要加热熔融,且对路面基层湿度要求严格(20mm深处,含水量<6%)等缺点,科研工作者为开发具有独特环保、低毒的水性路标涂料进行了研究。 有研究以合成树脂的乳液、硅酸钠、氟硅酸钾等为基料,苯甲醇
有研究以合成树脂的乳液、硅酸钠、氟硅酸钾等为基料,苯甲醇为交联剂,水合氧化镁钙作为主要填充料,使路标涂料具有良好的耐水性、耐磨性和良好的附着力。 但实际应用过程中,水性路标涂料的关键问题就是水性涂料对沥
但实际应用过程中,水性路标涂料的关键问题就是水性涂料对沥青路面的附着力及耐水性没有很好地解决,不过水性路标涂料属于低HAP(有害气体污染物)和低VOC(挥发性有机物)的环保涂料,其开发和应用是当前涂料的发展方向。 ②新型树脂类路标涂料
②新型树脂类路标涂料 有文献报道了利用废弃的苯乙烯泡沫塑料制备反光道路标志涂料
有文献报道了利用废弃的苯乙烯泡沫塑料制备反光道路标志涂料的方法,将热固性不饱和聚酯树脂、白色硅酸盐水泥和热塑性聚苯乙烯进行共混,并加入高折射率、透明的玻璃珠及其他助剂和填料,制成的涂料具有成本低和施工简便等特点。 国内使用的溶剂型路标涂料以氯化橡胶涂料为主,具有快干、耐
国内使用的溶剂型路标涂料以氯化橡胶涂料为主,具有快干、耐磨、附着力好、耐化学品侵蚀的特点。但由于合成氯化橡胶时有大量破坏臭氧的四氯化碳产生,因此其应用和生产受到限制。20世纪80年代开始,水相氯化以及固相氯化法生产高氯化聚乙烯(HCPE)树脂的工艺引起人们的极大兴趣,美日德等国家大量报道了HCPE树脂的合成及应用开发情况。90年代我国开始关注HCPE树脂的合成以及应用研究,近来已有小批量的水相和固相HCPE的生产。HCPE具有与氯化橡胶相类似的性能,利用合适的树脂进行改性,对水泥、柏油路面等具有良好的附着力、耐候性,并且价格便宜。 近来,北京慧聚英力化工技术发展有限公司从事新型功能树脂的
近来,北京慧聚英力化工技术发展有限公司从事新型功能树脂的开发,并在此基础上研制了具有良好辨认性能的荧光标志涂料,荧光标志涂料是一种特殊用途的涂料,常用在安全门、安全通道和消防器材的指示标志,涂层具有受光照射时吸收能量,而在暗处发光的独特性能。 三、国内应用前景广阔
三、国内应用前景广阔 我国公路建设取得了举世瞩目的成就,但与发达国家相比还存在
我国公路建设取得了举世瞩目的成就,但与发达国家相比还存在着很大的差距,主要是交通设施不足,技术装备落后,管理手段弱等。为了尽快改善这种局面,交通部提出了从“八五”开始,用几个五年计划建成以国道为主干线的系统长远规划。现在我国高速路的发展保持了强劲的发展势头。在今后一段时间内,我国公路建设将进入全面发展时期,到2050年我国的高速路将达到5万~6万km,公路总里程将达到280万km。 目前,我国公路里程约150万km,其中二级公路近13万km。按
目前,我国公路里程约150万km,其中二级公路近13万km。按我国交通部的规定,二级以上公路必须有交通标线,且应标志完善。如果全用标志涂料,则需30万~40万t;平均每两年涂布一次,需要量为15万~20万t。可见,我国路标涂料具有良好的发展空间和市场潜力。 总之,目前路标涂料市场的发展前景广阔,潜力巨大,开展这方
总之,目前路标涂料市场的发展前景广阔,潜力巨大,开展这方面的研究具有很大的应用价值。当前有关路标涂料的研究方向为:树脂的选择与改性;提高路标涂料的辨认性能,采用高折射材料,开发在昼夜和阴雨条件下具有良好辨认性能的路标涂料;开发低温固化、低粘度等热熔性涂料,改进施工性能;改进体系的相容性,提高耐磨性能;开发新树脂,开发双组分液态反应型路标涂料。
