引 言
道路标线是交通安全设施的核心部分，在交通控制中发挥着不可替代的作用。随着我国道路交通运输业的快速发展，以及原有道路标线涂料的损耗，原有道路以及新建的道路需要重新施划大量的标线。目前我国世面上常见的道路标线涂料主要有4种，分别是溶剂型、热熔型、双组分以及水性涂料。其中溶剂型涂料在施工过程中污染严重，施工器械操作复杂；双组份和水性涂料虽然施工简单，污染性小，但是耐磨和耐久性较差，使用时间短，使得很难被大规模推广使用；而热熔道路标线涂料由于具有附着力强、耐磨且使用寿命长、施工时干燥迅速、工程造价低等优势，长期以来一直占据道路标线涂料的首要地位。
1、实验部分
1.1原料及仪器
加氢改性的 C5石油树脂、松香树脂和酚醛树脂：分析级，广州市斌龙化工有限公司；锐钛型的二氧化钛：分析级，上海颜钛电子商务有限公司；重体碳酸钙（钙粉）、滑石粉：分析级，上海颜钛电子商务有限公司；玻璃微珠：分析级，石家庄润邦新材料科技有限公司；甲苯磺酰胺、PE蜡、醋酸乙烯酯：分析级，东莞市千泰塑胶原料有限公司。
电动搅拌器：江阴市爱达机械有限公司；漆膜磨耗仪（JM-I）：吉明仪器有限公司；加热套（ZNHW-3000ml）：长沙米淇仪器设备有限公司；软化点测试仪（LRHD-4）：沧州坎信仪器设备有限公司；红外光谱仪（傅立叶 SP2100）：日本岛津公司；逆反射系数仪（SMD-2001）：天津首科实验仪器有限公司。
1.2 热熔线道路标线涂料的制备工艺
（1）称取配方条件下的22 g的C5石油树脂、4 g钛白粉、46 g填料，并搅拌均匀，然后在125 ℃熔融情况下下进行搅拌。
（2）待上述原料全部融化并搅拌5 min之后，再加入25 g玻璃微珠、1 g的增塑剂和2 g的消泡剂，并提高温度到160~170 ℃继续搅拌10 min。
（3）最后全部组分熔融之后，继续升温到200 ℃，加盖保温30 s左右即可出料。
2、结果与讨论
2.1 成膜树脂种类对标线涂料性能的影响
成膜树脂作为道路标线涂料的基体材料，同时也是主要的成膜物质，对道路标线涂料的性能有着极大的影响，不仅影响涂料本身的软化点和抗压强度等性能，还会在一定程度上影响涂料成膜时间以及涂料涂刷在地面后的粘接性能和使用效果，所以合适的成膜树脂不仅可以有效提升材料的耐磨、耐污性能，还可以降低材料的生产成本。由于基体树脂和其他材料是通过加热的方式均匀混合的。所以数值必须是热塑性的，且与其他材料具有良好的融合性，同时树脂材料的要求有合适的软化点，过高的软化点使得材料加热过程中的温度变高，不仅浪费能源，污染环境，还可能影响其他辅助材料的性能，而较低的软化点则会导致当气温过高时，涂料标线软化造成损坏以及污染。所以综合上述要求，本实验选择1#松香树脂、2#C5石油树脂和3#酚醛树脂三种树脂用来作为备选的基质材料。按照表一的配方比例进行试验后由图1可知，酚醛树脂的软化点较高，但是抗压强度最低，只有不到18 MPa，松香树脂的软化点和抗压强度都较低，所以综合而言，应该选择1#C5石油树脂为道路标线涂料的基体树脂。
图1 3种不同成膜树脂种类对标线涂料软化点和抗压强度的影响
2.2成膜树脂含量对标线涂料性能的影响
由图1可知，成膜树脂种类主要影响了道路标线涂料的软化点和抗压强度，对其他性能的影响则较小，而成膜树脂的含量不仅影响标新涂料的软化点和流动性等施工性能，同时还严重影响着涂料的耐磨性和抗压强度等耐久性能，且是决定涂料生产成本的最大因素之一。本实验通过将树脂含量从16%提高到24%后研究树脂含量对涂料磨损量和抗压强度的影响，由图2可知，随着成膜树脂含量的提高，涂料的磨损量也在不断提升，耐磨性降低，当含量从16%提升到20%时，磨损量从31.2 mg增加到44.6 mg，而再提升树脂含量到24%时，损耗量大大提升到62.9 mg；而抗压强度则随着树脂含量的增加不断提升，这是因为树脂含量的提升使得涂料体系的交联网络密度变大，并且体系内分子链段运动能力减弱，从而导致抗压强度增大，当树脂含量从20%提升到24%时抗压强度提高不大，所以综合实验性能和成本考虑，当树脂含量为20%时，涂料的综合性能最佳。
图2 树脂含量对标线涂料耐磨性和抗压强度的影响
2.3钛白粉用量对标线涂料性能的影响
钛白粉主要通过提高涂料的白度从而来提升涂料的逆反射性能，而对抗压强度和耐磨性等其他性能影响较小。由图3可知，随着钛白粉含量的增加，涂料的亮度系数不断增大，亮度越来越好，说明逆反射系数越来越高，行车越安全。当钛白粉含量在 3%~5%时，曲线增长较快，而在5%~7%时亮度系数变化较小，所以综合考虑，本实验拟采用5%的钛白粉含量。
图3 钛白粉含量对道路标线涂料性能的影响
2.4玻璃微珠用量对标线涂料性能的影响
玻璃微珠主要通过它的成圆率影响涂料的逆反射系数，以及作为一种重要的填料影响涂料的耐磨性，由图4可知，当玻璃微珠含量从18%逐渐上升到26%时，涂料的逆反射系数先增加然后降低，这是因为当玻璃微珠含量较低时，涂料表面层的玻璃微珠较少，入射光无法形成集中的反射光源，导致反射回到驾驶员眼中的光源较少，从而影响视野，但是不是玻璃微珠含量越高越好。当玻璃微珠含量过高时，玻璃微珠会造成过量的反复折射，从而大大降低入射光线反射效果；对于耐磨性而言，玻璃微珠含量的提高同样使得涂料耐磨性先提升到一个最高值，然后再提高玻璃微珠含量时，涂料耐磨性会开始降低，这是因为当玻璃微珠含量过高时，涂料表面覆盖的玻璃微珠会增大摩擦系数，从而降低耐磨性。当玻璃微珠含量为22%时，涂料的耐磨性和逆反射系数最好。
图4 玻璃微珠含量对道路标线涂料逆反射系数和抗压强度的影响
2.5填料含量对标线涂料性能的影响
填料是涂料中含量最高的原料，填料含量的大小不仅严重影响着道路标线涂料施工过程的流动性和施工完成后的机械强度，同时也是影响涂料成本的决定性因素，高含量的填料可以有效降低涂料的生产成本。本次实验选择400目重钙和325目滑石粉，质量比为1:1，研究了填料含量从40%增加到56%时，涂料的软化点和磨耗量的变化。由图5可知，当填料含量在不断提高时，涂料的软化点也在略微提升，从109℃提升到116℃；而涂料的磨耗量则随填料的含量先减小后增大，说明所选择的填料在一定的范围能起到增大涂料耐磨性能的作用，但是当超过一定的量时，填料就会起到副作用，所以综合涂料的耐磨性能和流动性而言，实验选择填料的含量为48%。
图5 填料含量对道路标线涂料磨损量和软化点的影响
2.6增塑剂用量对标线涂料性能的影响
由于树脂本身固化后的脆性较大，所以道路标线涂料在加热融化后成膜的过程中柔韧性不佳，导致与混凝土基材的粘附力不够，故添加合适的增塑剂可以有效改善涂料的韧性以及与材料的相容性。本实验选择对甲苯磺酰胺为本体系下的道路标线涂料，研究增塑剂含量从0.6%到1.4%时，涂料的软化点和抗压强度的变化趋势。由图6可知，当增塑剂含量增加时，涂料的软化点在增大，流动性减小，而抗压强度在不断减小，这是因为甲苯磺酰胺和树脂在熔融的状态下具有优异的相容性，从而增强基体树脂的流动性，起到增加涂料塑性和降低抗压强度的作用，所以在保证涂料流动性和抗压强度的基础上，本体系选择增塑剂含量为1%。
图6 增塑剂含量对道路标线涂料软化点和抗压强度的影响
2.7 道路标线涂料综合性能分析
按照上述试验研究所获得的最佳工艺参数：C5石油树脂含量为20%，钛白粉含量为5%，玻璃微珠含量为22%，填料为48%，增塑剂含量为1%，其他助剂为4%，在该体系下，所制备的道路标线涂料与市售热熔道路标线涂料的综合性能如表1所示。
表1 道路标线涂料性能对比分析
由表1可知，本实验制备的道路标线涂料相比市售涂料具有更优异的抗压强度和漆膜损耗量，可以提升涂料的使用寿命，同时逆反射系数更高，可以有效提升涂料的夜间反光性能，减少交通事故的发生。
3、结语
（1）以C5石油树脂为基础成膜树脂，添加了钛白粉、玻璃微珠、重钙和滑石粉为填料以及增塑剂等助剂，制备一款综合性能优异的热熔线道路标线涂料。
（2）当体系采用20% C5石油树脂、5%钛白粉、22%玻璃微珠、1%的增塑剂时，合成的热熔型道路标涂料具有干燥时间短、软化点合适、柔韧性好、耐磨性优异、逆反射性能好、耐水以及耐酸碱效果强。
