路标涂料发展现状

      路标涂料又称道路标线涂料,用于规范道路交通,含有反光材料的路标涂料还能够指引司机的夜间行车。道路交通标线主要用于道路表面,经受日晒雨淋,风雪冰冻,遭受车辆的冲击磨耗,因此,对其性能有严格的要求。首先要求干燥时间短,操作简单,以减少交通干扰;其次要求反射能力强,色彩鲜明,反光度强,使白天、夜晚都有良好的能见度;第三应具有抗滑性和耐磨性,以保证行车安全和使用寿命。由于道路标线涂料类型及施工方法的多样化,必须根据涂料的使用效果选择满足交通标线必要条件的涂料品种。

我国道路建设飞速发展,每年投资于交通建设的资金都超过2000 亿元,有时甚至高达4000 亿元,全国建成的公路通车里程达到181 万km ,位居世界第四位。其中,高速公路总里程达到近3 万km,跃居世界第二位,仅次于美国。汽车数量成倍增加,造成道路交通安全事故逐年增加,近年我国每年有10 万人被交通事故夺去生命。作为管制和引导道路交通的生命线———道路交通标线,是以规定的线条、箭头、文字、立面标记、凸起路标或其他导向装置,划于路面或其他设施上,用以管制引导交通和分散交通流的设施。它将道路的种种固定基础情报传达给车辆和行人,特别是对驾驶员尤为重要。道路标线需要划制的数量非常大,使涂料用量猛增。粗略估计,每年新修和维修用标线涂料用量
在15 万t 以上。蓬勃发展的公路建设对划制道路标线的标线涂料有极大的需求, 为标线涂料市场开创了广阔的前景。

1 道路标线涂料的分类
道路标线涂料一般分为热熔型和溶剂型两种,以及近几年发展起来的水性道路标线涂料。热熔型路标涂料是以天然树脂或石油树脂等合成材料为成膜物质,固体成分较高,甚至可高达100%,其常温下一般为粉块状物质,加热熔化为流动状态的液体,涂覆后冷却,并粘接在路面上形成固体膜层。它应该具有干燥时间短,对路面附着力强,耐候性、耐久性好、对环境无污染等特点。夜间行驶安全已经成为大问题,所以,热熔反光型标线涂料发展很快。热熔反光型标线涂料主要用于2 级以上的公路和高速公路上, 这种涂料划制的标线涂层厚度为1.5~2.5mm, 涂料内混有反光玻璃珠,并在划线施工时,面撒反光玻璃珠。这种标线具有良好的夜间反光性能, 使用寿命较长,一般可达2~3 年。热熔涂料的施工需要特殊的加热设备。对旧标线的二次重涂时, 要先铲除较厚的旧涂层才能施涂。

溶剂型道路标线涂料是最早使用的涂料, 其含有30%以上的有机溶剂,用高压无气喷涂设备,在常温下施工,是靠溶剂挥发成膜的标志涂料,其成膜物质多采用热塑性合成树脂,如丙烯酸酯树脂、聚醋酸乙烯酯、氯化橡胶、环氧树脂和聚氨酯等。划制的标线成膜厚度薄,湿膜厚度约0.3~0.5mm, 所以使用寿命较短,一般为0.5~1.5 年,视交通流量而定, 适宜用于城市道路和二级路上。对旧标线的二次重涂时,可直接在旧涂层上喷涂新涂层。
溶剂型涂料有机挥发物对环境造成污染。溶剂型漆内含有甲苯或二甲苯溶剂,它们的VOC(有机挥发物)含量高达6509g·L- 1,挥发后将对城市环境造成污染,为此,人们又研究出有机溶剂含量小于20%的厚浆溶剂型涂料, 这种涂料具有一定的热稳定性能,需预加热至70℃左右,然后用高压无气喷涂施工,涂层要厚一些,使用寿命也相应延长。

水性道路标线涂料是符合环保要求的新型涂料, 很有发展前景。目前,技术先进的国家都已经用环保型的水性道路标线涂料替代原来的溶剂型标线涂料。据数据反映:美国有90%,瑞典、芬兰有95%,荷兰有75%的溶剂型标线涂料已被水性道路标线涂料所替代,而在德国、西班牙早在1998 年已全部采用了水性道路标线涂料,我国周边的日本、澳大利亚、新加坡也逐步用水性道路标线涂料替代了有环境污染的溶剂型涂料。

2 我国道路标线涂料的生产概况
热熔型道路标线涂料是二十世纪50 年代中期在欧洲开发成功的,发展初期多用于市区繁忙路段,由于其线型美观、经久耐用等优点,很快在欧洲发展起来。美国生产的E- 1102 路标涂料,以石油树脂为成膜物质,添加颜料填料、增塑剂、钛白粉等。自从Toyo Tatuo 等人申请了热熔型路标涂料的专利,以石油树脂作为成膜物质,添加了30 %~ 60%
的玻璃微珠,其中乙烯- 乙烯基共聚物可以改善涂料的耐磨性,之后Toyama Nuchi 等人以松香与环戊二烯的加成物作为成膜物质,其酸值达到16 mg(KOH)·g- 1 ,软化点为150 ℃ ,这些热熔型道路标线已在国外广泛应用。

我国是在二十世纪90 年代后才开始使用热熔型道路标线涂料的。一些科研院所和高等院校开发了许多种热熔型道路标线涂料。张招贵等人制备了以马来松香、松香甘油酯为成膜物质的路标涂料,添加了硅石粉、钛白粉、环氧米糠油、有机硅改性树脂、玻璃微珠。孙凌峰以马来松香、马来松香季戊四醇酯为粘接剂,添加少量的C16、C18 高级脂肪酸,然后与颜料填料、玻璃珠等加热混合可以维持预定的粘度,由此形成的标线涂料具有较高的粘接强度和硬度。谷晓玲研制的醇酸松香改性反光道路标志涂料,以醇酸树脂与松香改性树脂复配作为主要成膜物,再添加颜料填料、反光材料以及助剂等制备而成,其技术指标达到并超过美国、日本的标准。之后,我国热熔型道路标线涂料获得较快的发展。
水性道路标线涂料在我国的几家技术力量较强的大厂也开始批量生产, 并应用于一些城市道路和高速公路上。目前,全国共有大大小小生产道路标线涂料厂一百家以上,其中有的规模较大, 有一定的技术力量,生产较正规,管理完善,主要是国有、外商独资或合资厂, 还有部分民营企业, 它们的年产量大都在1000 t 以上。另外还有一大批中小型民营企业和交通系统自协自产自用的涂料厂和配套的涂装设备厂。

如今道路标线涂料的市场竞争日趋剧烈, 交通部和公安部为了保证道路标线涂料的质量,加强了监督工作, 制订了有关的行业标准, 并有专业的检测部门每年对各生产厂家的涂料进行检测, 配合监理工作, 促使涂料生产厂家不断改进技术, 确保产品质量。交通部还对涂料标准和标线的质量标准作进一步修订, 增添了新标线产品的技术标准, 并对标线的性能提出新的要求。道路标线涂料的生产和监管越来越正规, 质量越来越好,新型特殊功能的标线涂料不断涌现。

3 道路标线涂料的新发展
新的道路标线涂料发展的主要方向是: 减少对周围环境的污染; 提高标线的视认性; 确保汽车行驶的安全性; 延长标线的使用寿命,使之经济实用。最近研制成功、有的已经投入使用,主要的有以下几种。

(1) 水性道路标线涂料水性道路标线涂料以水为溶剂, 因而减少了涂料中有机溶剂对环境的污染,很受操作工人的欢迎。我国正大力推广水性道路标线涂料。
(2) 纳米道路标线涂料目前,国外生产了一种高性能纳米道路标线涂料, 这是一种纳米复合材料,以纳米级的粉体作为分散相,添加到涂料的基料里, 使涂料具有耐老化、抗辐射、附着力强等特殊性能。纳米材料的效果在于对有机聚合物的复合改性, 起到增韧又增强的效果, 细密的涂膜无裂纹、抗污染、反光效果好。现有的纳米道路标线涂料有水性和溶剂型两种,固体含量达到70%~80%,成膜物的厚度范围为0.4~0.8mm。

(3) 颜料包膜的道路标线涂料黄色道路标
线涂料的黄颜料- 中铬黄粉尘有污染性, 现采用在颜料外包裹一层硅或硅化物, 既可提高颜料的耐温性和分散性, 又可有效地延缓或阻止颜料粉尘进入人体内, 减少对涂料生产工人以及道路标线涂料施工工人的污染。目前,又开发了二次颜料包膜的方法,即将涂料的包装袋作为涂料的一种组分, 可以直接投入热熔釜熔化,杜绝了由于拆包投料产生的粉尘污染。

(4) 双组分道路标线涂料双组分道路标线
涂料是一种既环保,使用寿命又较长的道路标线涂料。常见的有环氧、聚氨酯、丙烯酸等类型, 其中以丙烯酸类的道路标线涂料发展较快, 它是以反应性丙烯酸单体或低分子反应性丙烯酸树酯作为涂料组分的预粘接剂和溶剂, 并配以颜料填料组合成一种组分, 另一种组分是交联剂, 两组分在喷头处混合喷出, 经固化后有效高的硬度和机械强度, 与路面和玻璃珠也具有较强的粘接力。可以在常温下施工,并可以划制出特殊图形的标线,如震荡标线。

(5) 热熔型震荡道路标线涂料这种标线涂料的特点是干结时间短, 有较高的抗压强度及软化点, 靠一种特殊的专用机械, 能够施工出带有突起点状(圆的或方的)或者条状的标线。当汽车压过这种有凸起的标线时,会产生一定的震动,提醒司机压线了。此外, 在下雨天, 凸起的部分不会被雨水淹没, 雨夜时仍能起到反光作用。最近,北京、上海等城市已开始使用这种涂料, 效果较好。但在使用过程中发现, 震荡标线的凸起部分经过夏天的高温曝晒和碾压, 有的磨没了,有的压扁了,也有的断裂了,从而降低了震荡标线的特有功能。此外,复涂时,要除去旧标线也有一定的困难, 此类问题有待进一步改进。

4 结语
我国的道路标线涂料业经过十余年的努力,形成了一定规模的生产能力,技术水平也不断提高,产品质量有了明显提高,企业自身素质也进一步增强,有的厂家业已通过ISO 9000 系列质量认证。今后,道路标线涂料生产仍应以抓质量为本,努
力学习国外的先进技术, 加强对道路标线涂料的研究,不断创新出更多功能的优质道路标线涂料产品,以适应我国公路建设飞跃发展的新形势, 并参与到国际市场大环境的竞争中去。

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