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環(huán)保型路標涂料的研究進展

文檔作者：姚琪文檔來源：中北大學材料科學與工程學院		點擊數(shù)：	更新時間： 2024年06月09日
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·14·
化工中間體
Chenmical Inte瑚ediate 2011年第12期糖
環(huán)保型路標涂料的研究進展
姚琪
(中北大學材料科學與工程學院，太原030051)
摘要：環(huán)保型路標涂料是一類性能優(yōu)良、對環(huán)境友好的涂料品種，主要用于道路標線的劃制。本文簡要介紹了該類涂料的分類及各種環(huán)保涂料的
低(零)污染機理，并就其發(fā)展趨勢作出了預(yù)測。
關(guān)鍵詞：環(huán)保；路標涂料；無溶劑；水性
中圈分類號：TQ 633 文獻標識碼：A 文章編號：T1672—8114(20“)t2一014～03
0．前言
道路標線是交通管理設(shè)施中最基礎(chǔ)的、最有效
的一個組成部分，是有效引導(dǎo)車輛規(guī)范行駛的方式
之一。道路標線涂料是一種刷涂在路面上指示交通
的涂料。一般路標涂料應(yīng)具備以下特性：涂料對瀝
青路面或水泥路面應(yīng)具有良好的粘結(jié)力，在使用過
程中不易剝落；標線涂料應(yīng)具有良好的耐候性、耐
磨性，在使用過程中色澤變化小，標線清晰，不易
開裂，不易磨損；能保持良好的反光性，在較長的
時間內(nèi)反光效果不會明顯下降；應(yīng)具備良好的施工
性能，干燥快，表面平整，對玻璃珠粘結(jié)力強；在
施工過程中易控制標線的厚度，保持標線厚度的均
勻性。通常路標涂料可分為溶劑型和熱熔型兩大類
n]，其中以溶劑型道路標線涂料最為常用，但是該
種涂料在使用過程中要釋放出大量的溶劑，嚴重污
染環(huán)境。1966年，美國洛杉磯州率先頒布限制有
機溶劑揮發(fā)的環(huán)保法令，規(guī)定溶劑型涂料中有機溶
劑(尤其是易產(chǎn)生光化學煙霧的溶劑)含量要低于
17％(體積)。這一規(guī)定無疑極大地限制了溶劑型
路標涂料的使用。此后其他先進的工業(yè)國也陸續(xù)效
仿，相繼出臺環(huán)保法規(guī)，規(guī)定有機揮發(fā)物(VOC)
限值，溶劑型路標涂料的發(fā)展從此走上了下坡路。
如今隨著生活水平的提高，人們對于生活環(huán)境的要
求越來越高，溶劑型路標涂料已無法適應(yīng)當代社會
的需求。因此，近十幾年間低(零)污染路標涂料
的研究一直是熱門研究方向，逐漸形成了環(huán)保型路
標涂料這一品種。
本文將現(xiàn)有各種環(huán)保型路標涂料分為水性路標
涂料、熱熔型路標涂料、無溶劑型路標涂料。分別
討論了上述幾種路標涂料的低(零)污染的機理及
發(fā)展現(xiàn)狀，并且對環(huán)保型路標涂料的未來發(fā)展趨勢
做出了預(yù)測。
1．水性路標涂料
水性涂料是以水溶性樹脂或不同類型的分散
樹脂為基料的涂料，因而也常稱為水基涂料。由于
采用水代替有機溶劑，涂料的V0c含量較低且無異
昧，不燃燒，毒性低口】。水溶性樹脂是一種在分子鏈
中引入離子型結(jié)構(gòu)單元的一種離子型樹脂。離子型
基團的存在賦予了樹脂的水溶性。常用的水性改性
劑有揮發(fā)性胺、磺酸鹽等。這些單體可以單獨使用
也可復(fù)合使用，由其產(chǎn)生或引入的鹽基，可以賦予
樹脂水溶性或水分散性?？刂茦渲牟煌肿恿靠?
提供不同的水溶性，制成不同的分散體系，如溶液
型、膠體型、乳液型等。
但是由于傳統(tǒng)的水基涂料于燥慢，熱穩(wěn)定性
差、易粘臟、不耐磨等缺點不能用于劃制道路標
線，因此對于其改性研究從未間斷過【3J。吳明江(4 J
等以聚己二酸丁二醇酯二醇(PBA)、二羥甲基丙酸
(DMPA)和甲苯二異氰酸酯(TDI)等為主要原料，配合
防老劑和紫外光吸收劑，用預(yù)聚體法制備不揮發(fā)物
萬方數(shù)據(jù)
第12期環(huán)保型路標涂料的研究進展-15·
質(zhì)量分數(shù)為40％的單組分水性聚氨酯樹脂；以此樹
脂為基礎(chǔ)，用鈦白粉作為著色劑，制備白色水性聚
氨酯路標涂料。研究結(jié)果表明，預(yù)聚體法制備的水
性聚氨酯樹脂在40℃下放置24 h即可達到最終性能；
水性聚氨酯樹脂在水中呈柱狀分散；以此樹脂制備
的水性聚氨酯路標涂料附著良好，表干時間短，各
項指標符合路標涂料技術(shù)標準。孫道興151等將水性聚
氨酯彈性樹脂2344用硅烷偶聯(lián)劑改性，并與納米二氧
化硅、功能多胺聚合物、顏填料和助劑等復(fù)配，制得
了性能優(yōu)異的自交聯(lián)環(huán)保型道路標志涂料。該水性
納米復(fù)合道路標志涂料具有干燥速度快、強耐磨、
耐水和耐老化的特性。硅烷偶聯(lián)劑改性后的彈性樹
脂能明顯改善涂料的干燥速度、附著力和耐水性。
納米二氧化硅、云母和玻璃粉等功能填料與硅烷偶
聯(lián)劑改性后的彈性樹脂和多胺聚合物發(fā)揮協(xié)同作用，
能明顯增強涂料的干燥速度、硬度、耐磨性和抗紫
外線粉化性能，滿足道路標線涂料的特殊性能要求。
梁哲陋1等采用特殊的高分子材料乳化劑合成丙烯酸乳
液樹脂，并對水性高分子的羧基做特殊處理，從而
使水性涂料的耐水性顯著提高，采用純丙烯酸聚合
并適度交聯(lián)的辦法使水性涂料對瀝青路面的附著力
顯著提高。
2．熱熔型路標涂料
熱熔型路標涂料是20世紀50年代中期首先在歐
洲開發(fā)成功盯1，并在60年代后期在世界范圍內(nèi)逐漸得
到推廣使用的一種全新型道路安全標線涂料。與溶
劑型路標涂料相比，其成分中無溶劑揮發(fā)分，施工
時依靠加熱使粉狀涂料熔融，然后再利用專門的設(shè)
備涂敷在地面上，冷凝后成為鮮明的標線。它的成
膜機理不是靠普通油漆的溶劑揮發(fā)，而是物理冷凝
固化【8】。因此，也屬于環(huán)保型路標涂料。由于熱熔涂
料具有標線涂膜厚，干燥速度快、耐久耐磨性強和
夜間反光、使用壽命長的特點，應(yīng)用范圍和使用量
都在逐年擴大，同時它也成為當前路標涂料研究領(lǐng)
域的熱點。
張薇口1等通過加人熱塑性彈性體乙烯一醋酸乙烯
共聚物(EVA)改性熱熔型路標涂料，確定了最佳工藝
條件，改進了涂料的性能，所得涂膜可以達到日本
工業(yè)標準JISK一5665—1 987。趙嬌嬌f71等以改性松香
樹脂、350—1醇酸樹脂和，VA900型EVA樹脂為成膜物
質(zhì)，并填加顏料、助劑和玻璃微珠制備了熱熔型路
標涂料，研究了影響改性松香樹脂酸值和涂料軟化
點的條件，結(jié)果表明：改性松香樹脂的酸值隨反應(yīng)
時間的延長而下降，反應(yīng)時間達到6h，反應(yīng)溫度為
270℃時，酯化反應(yīng)較完全，樹脂的顏色較淺；改性
松香樹脂、350一1醇酸樹脂和，VA900型EvA樹脂的
質(zhì)量比達到4：l：O．5時，涂料具有適當?shù)母稍飼r間及
較高的軟化點。制備出的熱熔型路標涂料具有干燥
時間短、反光性能好、耐摩擦等性能，符合相關(guān)標
準。
但是需要指出，該種路標涂料也存在施工費用
過高，施工效率低，標線難以補涂等缺點，需要近
一步的研究。
3．無溶劑路標涂料
無溶劑路標涂料要求涂料固化通過化學反應(yīng)完
成，而不是物理的溶劑揮發(fā)。因此在施工過程中，無
任何成分揮發(fā)，從而保護了標線施工現(xiàn)場與周圍的環(huán)
境空氣質(zhì)量。無溶劑路標涂料最早是由ALTANA公
司在20世紀80年代研制成功并投放于歐洲市場的。
在國外已有20多年的發(fā)展歷史【1 01。如今用量在逐年
增長。在歐洲、北美等地，其總體市場占有率已達
到10％l蔓上。其中瑞士已達90％，德國達到20％，美國
為10％左右，在這其中又以丙烯酸無溶劑路標涂料
的發(fā)展最快。在我國，無溶劑路標涂料還是一種不
太為人們所熟知的新型道路標線涂料，能生產(chǎn)這種
涂料的中國廠家其配方、技術(shù)均由外國廠商提供。
研究工作目前也處于起步階段?。
林建筑【lu等用干性油替代部分二元醇合成具有
氣干性的不飽和聚酯樹脂，在賦予聚酯涂料氣干性
的同時降低了涂料的生產(chǎn)成本。他們將該樹脂作為
雙組份道路標線涂料的主要成膜物，所得涂膜性能
經(jīng)交通部工程測試中心測試各項指標均優(yōu)于其它道
路標線產(chǎn)品，具有廣闊的市場前景。竇小燕n21等采
用活性丙烯酸樹脂與丙烯酸單體為基體，用引發(fā)劑交
聯(lián)固化，制備出具有黏度低、固體含量高、固化時間
適宜、低污染、耐磨、與玻璃珠粘結(jié)牢固、耐候性
好等特點的雙組分道路標線涂料。著重討論涂料配
方中的樹脂、活性單體、鈦白粉的用量及填料粒徑
的合理級配。馬慶雷H31等以苯乙烯為反應(yīng)性溶劑，廢
舊聚苯乙烯、不飽和聚酯樹脂為主要成膜物制備了
道路標線涂料。在成膜時單體小分子參與聚合反應(yīng)，
基本上無“三廢”排放，是一種環(huán)保型涂料。通過正
萬方數(shù)據(jù)
·16-
化工中間體
Chenmical Inte瑚ediate 2011年第12期
交分析及電鏡照片，討論了影響涂膜附著力的因素，
制得的涂料具有施工方便、涂膜厚度適中、附著力
強、氣候適應(yīng)性強等優(yōu)點。
4．結(jié)語
環(huán)保型路標涂料是一類性能優(yōu)良、能適應(yīng)社會
發(fā)展需要的涂料品種，相信隨著人們環(huán)保意識的逐
漸增強，該類涂料品種的優(yōu)勢將更加顯著。展望未
來，無溶劑和水性路標涂料應(yīng)該是環(huán)保型路標涂料
未來發(fā)展的主要方向，相信其今后其必然會在交通
指示和道路管理方面發(fā)揮舉足輕重的作用。
參考文獻
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業(yè)，2003，33(12)：28—31．
The Research Progress in En：、rironment Friendly Road Marking Coatings
Yao Qi
(College of Materials Science and En百neering，North universi哆of china，TaiyllaIl 030051，(：hina)
Abstract：Enviro啪ent缸endly is a bnd of coating whjch is鏟eat perfo舢ce and enviromen“丘iendly．It is mainly
used to pr叩are road mamng．This paper introduces
categories
of t11is coa七ing and七he reaSons of low(zero)poUu石on on various
coatin黟，and the缸mre development trend of en訪rollHlent伍en出y road marking coadn昏was predicted．
Ke，啊ords：Environment缸endly；road markjng coatin疹；non solvent；water—BaSed
新技術(shù)降低煙氣氮氧化物42％
揚子石化與東南大學聯(lián)合開發(fā)的稠密多相流動與化
學反應(yīng)耦合體系節(jié)能減排技術(shù)在揚子石化應(yīng)用至今已近
3年，目前的運行結(jié)果證明該技術(shù)使催化裂化裝置再生
器煙氣氮氧化物生成量降低近42％，同時延長了裝置使
用壽命。
這一技術(shù)開發(fā)應(yīng)用成功后，對平衡加工劣質(zhì)原油
與環(huán)境保護的關(guān)系，提高企業(yè)加工劣質(zhì)油能力，推進
石化產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展有著重要意義。稠密多相流動與
化學反應(yīng)耦合體系的節(jié)能減排技術(shù)及應(yīng)用項目獲得了
2011年度國家科技進步二等獎。

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