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噴涂型甲基丙烯酸甲酯雙組分標(biāo)線涂料耐磨性評(píng)價(jià)研究
林小清1，袁明園*3，何 剛1，劉世軍2，李心怡1，周啟偉3
（1.成都高速運(yùn)營(yíng)管理有限公司，成都 611730；2.成都高速公路股份有限公司，成都 610094；3.招商局重慶交通科研設(shè)計(jì)院有限公司，重慶 400067）
作者簡(jiǎn)介：林小清（1972–），男（漢族），四川成都人。高級(jí)工程師，本科，主要從事高速公路運(yùn)營(yíng)與養(yǎng)護(hù)管理。
*通信作者簡(jiǎn)介：袁明園（1986–），女（漢族），四川宜賓人。高級(jí)工程師，碩士，主要從事綠色、低碳養(yǎng)護(hù)新材料研發(fā)。
基金項(xiàng)目：重慶市技術(shù)創(chuàng)新與應(yīng)用發(fā)展專項(xiàng)面上項(xiàng)目（CSTB2023TIAD-GPX0003）；成都高速運(yùn)營(yíng)管理有限公司科技計(jì)劃項(xiàng)目（成交投202442）
引用格式：林小清,袁明園,何剛,等.噴涂型甲基丙烯酸甲酯雙組分標(biāo)線涂料耐磨性評(píng)價(jià)研究[J].中國(guó)涂料,2025,40(11):22-27,44
摘 要：在分析現(xiàn)有標(biāo)線涂料耐磨性評(píng)價(jià)方法的基礎(chǔ)上，提出利用橡膠輪磨耗試驗(yàn)和加速加載試驗(yàn)評(píng)價(jià)噴涂型甲基丙烯酸甲酯（MMA）雙組分標(biāo)線涂料的耐磨性，通過(guò)灰色關(guān)聯(lián)理論分析了玻璃珠、固化劑及樹脂性能對(duì)涂料耐磨性的影響。通過(guò)實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)，雙組分涂料耐磨性能與樹脂基材的力學(xué)性能、固化劑摻量和玻璃珠性能等密切相關(guān)：拉拔強(qiáng)度和拉伸強(qiáng)度越高，涂料的磨耗損失越小；樹脂摻量不小于36%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)，后同）、磨耗損失量≤20 mg為宜；涂料耐磨性能隨固化劑用量增加而提高，但用量過(guò)量后涂層的硬度和脆性增加，耐磨性能降低，固化劑用量通過(guò)實(shí)驗(yàn)確定最佳值為2%；在玻璃珠用量相同的情況下，折射率高的玻璃珠涂料有更高的初始逆反射系數(shù)和更好的耐磨性能。通過(guò)灰色關(guān)聯(lián)分析可知高折射率玻璃珠、高拉拔強(qiáng)度樹脂及2%固化劑摻量是提升耐磨性的關(guān)鍵因素，研究結(jié)果為配方優(yōu)化及工程應(yīng)用提供了理論依據(jù)。
關(guān)鍵詞：雙組分標(biāo)線；噴涂型；MMA；耐磨性；室內(nèi)試驗(yàn)
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0 前 言
作為交通基礎(chǔ)設(shè)施的重要組成部分道路標(biāo)線是保障行車安全、提升道路通行效率的關(guān)鍵因素[1-2]。隨著公路通車?yán)锍毯椭剌d交通的持續(xù)增加，現(xiàn)有溶劑型及熱熔標(biāo)線涂料存在耐磨性不足、耐久性差等缺陷，具體表現(xiàn)為短期使用后涂層出現(xiàn)剝落、開裂、反光性能衰減等問(wèn)題，不僅大幅降低了標(biāo)線的使用壽命，還增加了養(yǎng)護(hù)成本，同時(shí)引發(fā)交通隱患，已難以滿足高等級(jí)公路、重載交通路段對(duì)標(biāo)線長(zhǎng)期穩(wěn)定服役性的嚴(yán)苛要求[3]。噴涂型雙組分標(biāo)線涂料因高交聯(lián)密度、固化速度快和良好的力學(xué)性能，近年來(lái)成為標(biāo)線涂料領(lǐng)域的重點(diǎn)研究對(duì)象[4-5]。耐磨性作為表征標(biāo)線涂料使用性能的核心指標(biāo)，直接決定了標(biāo)線在車輪碾壓、摩擦作用下的使用壽命，因此開展針對(duì)性的耐磨性評(píng)價(jià)研究具有重要的工程實(shí)踐與理論指導(dǎo)意義。
近年來(lái)國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)雙組分涂料的耐磨性開展了部分研究，但現(xiàn)有研究存在以下問(wèn)題：一是測(cè)試方法單一，多依賴傳統(tǒng)的Taber磨耗試驗(yàn)，該方法難以模擬實(shí)際道路中車輪碾壓–摩擦作用，導(dǎo)致測(cè)試結(jié)果與實(shí)際服役狀態(tài)存在偏差；二是涂層磨損機(jī)理的表征多采用宏觀質(zhì)量損失，微觀發(fā)展尚不清晰。同時(shí)我國(guó)現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)（JT/T 280—2022）[6]雖規(guī)定了磨耗值的上限要求，但試驗(yàn)條件與環(huán)境模擬的關(guān)聯(lián)性缺乏，導(dǎo)致試驗(yàn)數(shù)據(jù)與實(shí)際工程存在偏差。為解決上述研究短板與工程需求矛盾，本文采用“室內(nèi)模擬試驗(yàn)–微觀分析–量化分析”相結(jié)合的研究思路，開展噴涂型雙組分標(biāo)線涂料（MMA）耐磨性研究。具體試驗(yàn)方法如下：一是在傳統(tǒng)Taber磨耗試驗(yàn)基礎(chǔ)上，采用1/3比例加速加載設(shè)備MLS11動(dòng)態(tài)輪碾試驗(yàn)，模擬標(biāo)線實(shí)際服役狀態(tài)，評(píng)價(jià)涂料的長(zhǎng)期耐磨性；二是通過(guò)紅外分析不同固化劑含量涂料的微觀性能，揭示耐磨性機(jī)理；三是引入灰色關(guān)聯(lián)分析方法，量化分析玻璃珠、固化劑及樹脂性能與雙組分標(biāo)線涂料實(shí)際磨損量的關(guān)聯(lián)程度，為高耐磨性標(biāo)線涂料的配方優(yōu)化及工程應(yīng)用提供精準(zhǔn)的理論依據(jù)與技術(shù)支撐。
1 實(shí)驗(yàn)部分
1.1 主要原材料
1.2 主要儀器設(shè)備
1.3 MMA雙組分標(biāo)線涂料制備
1.4 耐磨性評(píng)價(jià)方法
1.4.1 橡膠輪磨耗試驗(yàn)
1.4.2 動(dòng)態(tài)輪碾試驗(yàn)
2 結(jié)果與討論
2.1 橡膠輪磨耗試驗(yàn)
2.1.1 樹脂對(duì)涂料耐磨性的影響
2.1.2 固化劑對(duì)涂料耐磨性的影響
2.2 加速加載輪碾試驗(yàn)
2.2.1 樹脂對(duì)涂料耐磨性能的影響研究
2.2.2 玻璃珠對(duì)涂料耐磨性能的影響研究
2.3 涂料固化機(jī)理分析
2.4 灰色關(guān)聯(lián)理論分析
3 結(jié) 語(yǔ)
（1）涂料的耐磨性與樹脂基體的力學(xué)性能密切相關(guān)，樹脂的拉拔強(qiáng)度和拉伸強(qiáng)度越大，涂層的磨耗損失則越少，樹脂摻量不小于36%，磨耗損失量≤20 mg為宜。
（2）固化劑用量增加可以加強(qiáng)與MMA樹脂的反應(yīng)，增加分子間的內(nèi)聚力，涂層的硬度和強(qiáng)度提高從而耐磨耗性能增強(qiáng)，但固化劑用量過(guò)量后，MMA樹脂過(guò)度交聯(lián)增加涂層的硬度和脆性，耐磨性性能降低，固化劑用量需通過(guò)實(shí)驗(yàn)確定最佳值為2%。
（3）在玻璃用量相同的情況下，折射率、成圓率和維氏硬度高的玻璃珠涂料有更高的初始逆反射系數(shù)和更好的耐磨性能。
（4）從紅外試驗(yàn)中可知，固化劑與樹脂中的活性官能團(tuán)發(fā)生了交聯(lián)反應(yīng)，使得標(biāo)線涂料具有抵抗磨耗的能力。
（5）由灰色關(guān)聯(lián)理論分析可知高折射率玻璃珠、高拉拔強(qiáng)度樹脂及2%固化劑摻量是提升耐磨性的關(guān)鍵因素。
（6）上述研究結(jié)論為MMA標(biāo)線涂料配方優(yōu)化及工程應(yīng)用提供了理論依據(jù)，后續(xù)建議從樹脂基體優(yōu)化、固化體系調(diào)控及多因素耦合作用下涂料配方優(yōu)化等方面進(jìn)行深入研究，應(yīng)用向特殊路段、特殊氣候條件等拓展。
摘編自《中國(guó)涂料》2025年第40卷第11期，詳細(xì)內(nèi)容請(qǐng)點(diǎn)擊鏈接或掃描下方二維碼獲取文章全文。
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本文系作者林小清、袁明園、何剛、劉世軍、李心怡、周啟偉授權(quán)發(fā)表，并經(jīng)《中國(guó)涂料》編輯，未經(jīng)允許不得轉(zhuǎn)載。
