噴涂型甲基丙烯酸甲酯雙組分標線涂料耐磨性評價研究 

林小清¹，袁明園^*3，何　剛¹，劉世軍²，李心怡¹，周啟偉³

 （1.成都高速運營管理有限公司，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)計院有限公司，重慶　400067）

　　作者簡介：林小清（1972–），男（漢族），四川成都人。高級工程師，本科，主要從事高速公路運營與養(yǎng)護管理。

　　*通信作者簡介：袁明園（1986–），女（漢族），四川宜賓人。高級工程師，碩士，主要從事綠色、低碳養(yǎng)護新材料研發(fā)。

　　基金項目：重慶市技術(shù)創(chuàng)新與應(yīng)用發(fā)展專項面上項目（CSTB2023TIAD-GPX0003）；成都高速運營管理有限公司科技計劃項目（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線涂料耐磨性評價研究[J].中國涂料,2025,40(11):22-27,44

　　摘　要：在分析現(xiàn)有標線涂料耐磨性評價方法的基礎(chǔ)上，提出利用橡膠輪磨耗試驗和加速加載試驗評價噴涂型甲基丙烯酸甲酯（MMA）雙組分標線涂料的耐磨性，通過灰色關(guān)聯(lián)理論分析了玻璃珠、固化劑及樹脂性能對涂料耐磨性的影響。通過實驗評價，雙組分涂料耐磨性能與樹脂基材的力學性能、固化劑摻量和玻璃珠性能等密切相關(guān)：拉拔強度和拉伸強度越高，涂料的磨耗損失越?。粯渲瑩搅坎恍∮?6%（質(zhì)量分數(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，固化劑用量通過實驗確定最佳值為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。通過灰色關(guān)聯(lián)分析可知高折射率玻璃珠、高拉拔強度樹脂及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：雙組分標線；噴涂型；MMA；耐磨性；室內(nèi)試驗

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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]。隨著公路通車里程和重載交通的持續(xù)增加，現(xiàn)有溶劑型及熱熔標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、反光性能衰減等問題，不僅大幅降低了標線的使用壽命，還增加了養(yǎng)護成本，同時引發(fā)交通隱患，已難以滿足高等級公路、重載交通路段對標線長期穩(wěn)定服役性的嚴苛要求^[3]。噴涂型雙組分標線涂料因高交聯(lián)密度、固化速度快和良好的力學性能，近年來成為標線涂料領(lǐng)域的重點研究對象^[4-5]。耐磨性作為表征標線涂料使用性能的核心指標，直接決定了標線在車輪碾壓、摩擦作用下的使用壽命，因此開展針對性的耐磨性評價研究具有重要的工程實踐與理論指導意義。

　　近年來國內(nèi)外學者對雙組分涂料的耐磨性開展了部分研究，但現(xiàn)有研究存在以下問題：一是測試方法單一，多依賴傳統(tǒng)的Taber磨耗試驗，該方法難以模擬實際道路中車輪碾壓–摩擦作用，導致測試結(jié)果與實際服役狀態(tài)存在偏差；二是涂層磨損機理的表征多采用宏觀質(zhì)量損失，微觀發(fā)展尚不清晰。同時我國現(xiàn)行標準（JT/T 280—2022）^[6]雖規(guī)定了磨耗值的上限要求，但試驗條件與環(huán)境模擬的關(guān)聯(lián)性缺乏，導致試驗數(shù)據(jù)與實際工程存在偏差。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–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線涂料（MMA）耐磨性研究。具體試驗方法如下：一是在傳統(tǒng)Taber磨耗試驗基礎(chǔ)上，采用1/3比例加速加載設(shè)備MLS11動態(tài)輪碾試驗，模擬標線實際服役狀態(tài)，評價涂料的長期耐磨性；二是通過紅外分析不同固化劑含量涂料的微觀性能，揭示耐磨性機理；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線涂料實際磨損量的關(guān)聯(lián)程度，為高耐磨性標線涂料的配方優(yōu)化及工程應(yīng)用提供精準的理論依據(jù)與技術(shù)支撐。

　　1　實驗部分

　　1.1　主要原材料

　　1.2　主要儀器設(shè)備

　　1.3　MMA雙組分標線涂料制備

　　1.4　耐磨性評價方法

　　1.4.1　橡膠輪磨耗試驗

　　1.4.2　動態(tài)輪碾試驗

　　2　結(jié)果與討論

　　2.1　橡膠輪磨耗試驗

　　2.1.1　樹脂對涂料耐磨性的影響

　　2.1.2　固化劑對涂料耐磨性的影響

　　2.2　加速加載輪碾試驗

　　2.2.1　樹脂對涂料耐磨性能的影響研究

　　2.2.2　玻璃珠對涂料耐磨性能的影響研究

　　2.3　涂料固化機理分析

　　2.4　灰色關(guān)聯(lián)理論分析

　　3　結(jié)　語

　?。?）涂料的耐磨性與樹脂基體的力學性能密切相關(guān)，樹脂的拉拔強度和拉伸強度越大，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。

　?。?）固化劑用量增加可以加強與MMA樹脂的反應(yīng)，增加分子間的內(nèi)聚力，涂層的硬度和強度提高從而耐磨耗性能增強，但固化劑用量過量后，MMA樹脂過度交聯(lián)增加涂層的硬度和脆性，耐磨性性能降低，固化劑用量需通過實驗確定最佳值為2%。

　?。?）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。

　?。?）從紅外試驗中可知，固化劑與樹脂中的活性官能團發(fā)生了交聯(lián)反應(yīng)，使得標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、高拉拔強度樹脂及2%固化劑摻量是提升耐磨性的關(guān)鍵因素。

　?。?）上述研究結(jié)論為MMA標線涂料配方優(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《中國涂料》2025年第40卷第11期，詳細內(nèi)容請點擊鏈接或掃描下方二維碼獲取文章全文。

https://kns.cnki.net/kcms2/article/abstract?v=L9QYEmxDei1sUXgZRAjd8RXWNGEjg0Xcg9qstWkFKe1jmFSRRcHELQDFrQdNfmaH3AHtLNpIre-Ug8czM3Wr0EZf_fBBcCSQpSxlpwN9YHRhdQ2aplRvt4jEYHnsxux5dQ9y6L8qt2nONrrNEwjwRDFq_qga5OwOlYgY-jDKbI07LV-OTbYRyw==&uniplatform=NZKPT&language=CHS

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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)《中國涂料》編輯，未經(jīng)允許不得轉(zhuǎn)載。