Спрей-термопластик для горизонтальной разметки дорог. Методические рекомендации «Методические рекомендации по приготовлению термопластика для разметки дорожных покрытий Термопластик дорожный

Использование: изобретение относится к составам для разметки дорог. Сущность изобретения: термопластичный состав содержит полиэфирную смолу ПС-01 с кислотным числом 15 -70 мг КОН/г, температурой плавления 60 - 90 o C, полученную на основе фталевого ангидрида, этиленгликоля, глицерина в присутствии катализатора фосфорной кислоты 19,0 - 33,4%, отходы термопластичного полиуретана в виде крошки или мелкой обрези 0,1 - 5,0%, двуокись титана 4,0 - 10,0%, песок кварцевый или строительный 60,0 - 70,0%, аэросил или трансформаторное масло 0,5 - 2,5%. Предварительно измельченные компоненты смешивают при комнатной температуре. Характеристика свойств: адгезия к асфальту 10,51 - 12,85 кгс/см 2 , износ 0,06 - 0,09 см 2 /мин, растекаемость при 1805 o С 3 - 4 мм, белизна 63%, время затвердевания 4,5 - 5,0 мин. 1 табл.

Изобретение относится к составам для разметки дорог. Безопасность движения в значительной степени зависит от качества дорог и состояния дорожной сигнализации. Известен широкий ряд термопластичных составов для дорожной сигнализации на основе связующего, наполнителей и пигмента. Адгезионная прочность к асфальто-бетонному покрытию и износостойкость таких составов в основном определяются природой связующего. В качестве связующего известно использование природных материалов, например эфиров канифоли (пат. Японии N 14773/73, СРР N 71265, 1978). Однако в силу их дефицитности наибольшее распространение получили синтетические смолы, например продукты переработки нефти (Англия, пат. N 1324553, Австрия, пат N 420135). В нашей стране среди нефтеполимерных смол для термопластиков нашла применение смола на основе стирола (1). Известны композиции на основе кумаронинденовой смолы (авт.св. N 2821707/29, 1981, авт. св. N 2591730/23 05, 1980), на основе эпоксидных смол (Франция, пат. N 1408690, 1976, Великобритания, заявка N 1376373, 1976 и др.). Наиболее широкое применение за рубежом получили полиэфиры (Япония, заявка N 50-6850, 1975, США, пат. N 3928266, 1976). В нашей стране разработана рецептура отечественного термопластика ПЛ 5142 (2), однако этот материал обладает недостаточной адгезионной прочностью и износостойкостью. Наличие в термопластике по авт.св. N 468508 полиэфирной смолы с температурой плавления 20 50 o C приводит в летний период времени к размягчению намеченной дорожной разметки, что существенно снижает сроки ее эксплуатации. Термопластик по авт.св. N 826733, содержащий смесь полиэфирных смол, обладает высокими физико-механическими свойствами в диапазоне температур от -40 o C до 60 o С, но имеет низкую растекаемость, износостойкость, высокое время затвердевания (20 50 мин) и ряд других недостатков. Известен термопластичный состав для разметки дорог ПТС-1 (3), рассматриваемый в качестве прототипа, который содержит в качестве связующего полиэфирную смолу ПС-01 (ТУ 84 7509103.251-89). Данный состав имеет улучшенные характеристики растекаемости, белизны, небольшое время затвердевания, но недостаточную износостойкость и адгезионную прочность к покрытию. Целью изобретения является повышение износостойкости и адгезионной прочности дорожного разметочного материала. Поставленная цель достигается тем, что в термопластичный состав ПТС-1 по ТУ 84750910.3.251-89 для разметки автомобильных дорог и аэродромов, включающий двуокись титана, песок кварцевый или строительный, аэросил или трансформаторное масло и полиэфирную смолу ПС-01 с кислотным числом 15 70 мг КОН/г, температурой плавления 60 90 o C, полученную на основе фталевого ангидрида, этиленгликоля, глицерина в присутствии катализатора фосфорной кислоты, дополнительно вводятся отходы термопластичного полиурената в виде крошки и мелкой обрези (ТУ 3-7509103,294-90) в количестве от 0,1 до 5,0 мас.ч. при следующем соотношении компонентов, мас.ч. полиэфирная смола ПС-01 от 19,0 до 33,4

Двуокись титана от 4,0 до 10,0

Песок кварцевый или строительный от 60,0 до 70,0

Аэросил или трансформаторное масло от 0,5 до 2,5

Отходы термопластичного полиуретана по ТУ 3-7509103.294-90 представляют собой измельченные некондиционный продукт или обрезь с размером частиц до 20 х 20 х 5 мм, температурой плавления 60 70 o C, температурой разложения не менее 250 o C и предназначены для использования при синтезе термопластичных полиэфирных смол различного назначения. Отходы термопластичного полиуретана вводятся в расплавленную смолу ПС-01 после ее синтеза. Технология изготовления состава для разметки дорог заключается в механическом перемешивании предварительно измельченных компонентов при комнатной температуре до получения однородной сыпучей массы. Разогретый до температуры 180 200 o C состав наносится на дорожное покрытие разметочными машинами. В табл. 1 приведены примеры образцов предлагаемого разметочного состава, содержащего отходы термопластичного полиуретана. Представленные результаты свидетельствуют, что введение в состав разметочного материала отходов термопластичного полиуретана в количестве от 0,1 до 5,0 мас.ч. приводит к значительному (в 1,5 3,0 раза) увеличению износостойкости и повышению в 1,2 2,0 раза адгезионной прочности предлагаемого материала в сравнении с известным.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

Отходы термопластичного полиуретана 0,1 5,0

Двуокись титана 4 10

Песок кварцевой или строительный 60 70

Аэросил или трансформаторное масло 0,5 2,5н

Рассматриваются вопросы производства и применения долговечных разметочных материалов для дорожной разметки на полимерной основе. Сформулированы принципы составления рецептур долговечных разметочных материалов на полимерной основе. Недостатки удалось исключить путем введения в формулу связующего специальных добавок, в том числе и высокомолекулярных полимеров. Термопластики изготавливаются на основе импортных и отечественных смол и поставляются заказчику в виде сыпучей смеси белого цвета. Реализовано научное сопровождение разработки рецептур и выпуска материалов для дорожной разметки, получены практические результаты разработки технологии и производства полимерных разметочных материалов.

пластические материалы

полимерная дорожная разметка

управление рецептурой

жизненный цикл рецептур

1. Возный С.И., Овсянников С.В., Аржанухина С.П. Материалы и технологии устройства цветных дорожных покрытий с шероховатой поверхностью // Строительные материалы. - 2008. - № 12. - С. 36-38.

2. Применение холодных пластиков для противоскользящих покрытий / С.И. Возный, В.К. Крылов, В.В. Рабенау, В.Н. Свежинский // Строительные материалы. - 2009. - № 2. - С. 53-55.

3. Возный С.И., Евтеева С.М. Физико-химическое взаимодействие термопластичных разметочных материалов с поверхностью асфальтобетонных дорожных покрытий. Строительные материалы. - 2010. - № 10. - С. 62-64.

4. Артеменко А.А., Евтеева С.М., Возный С.И. Физико-химические процессы смачивания при нанесении термопластичного разметочного материала на поверхность дорожного покрытия // Дороги и мосты. - 2011. - № 1 (25). - С. 240-249.

5. Особенности применения холодных пластиков при разметке дорог / В.К. Крылов [и др.] // Дорожная держава. Дайджест. Безопасные дороги. - 2009. - С. 58-59.

В настоящее время разметку автомобильных дорог выполняют красками, холодными и горячими пластиками, полимерными лентами, штучными формами, используя традиционные и новые технологии. Исследования показывают, что эффективность устройства и эксплуатации горизонтальной дорожной разметки зависит от времени высыхания краски (термопласта) ее световозвращения, коэффициента сцепления и износоустойчивости. Для обеспечения безопасности дорожного движения горизонтальная дорожная разметка должна быть видна в любое время суток, а сами элементы разметки должны быть узнаваемыми для водителей автотранспортных средств .

Цель исследования: совершенствование рецептур и технологий долговечных разметочных материалов на полимерной основе.

Сформулированы следующие принципы составления рецептур долговечных разметочных материалов на полимерной основе:

Функциональная устойчивость (долговечность, износоустойчивость и др.).

Обеспечение требуемых системных свойств (инновационность, плотность, прочность, адгезия, технологичность приготовления и нанесения, адаптивность к российским условиям).

Управление жизненным циклом рецептур.

Соответствие природно-климатическим условиям и времени устройства, перепадам зимних и летних температур, количеству циклов замерзания-оттаивания.

Соответствие состоянию и характеристикам дорожного покрытия (состоянию вяжущего, щебня, сроку эксплуатации).

Органичность компонентов.

Противодействие загрязняемости.

Последовательность этапов алгоритма проектирования.

Выбор оптимального грансостава минерального заполнителя.

Минимальный разброс характеристик исходных компонентов (минимум коэффициента вариации).

Патентозащищенность.

Оптимальное соотношение «цена-качество».

Термопластичность определяет свойство разметочных материалов размягчаться при повышении температуры. Летом, в жару и при интенсивном движении происходит размягчение пластика, налипает грязь, он размягчается и иногда дорожная разметка наматывается на колеса. Зимой происходит растрескивание и повышенная повреждаемость из-за температурной хрупкости. В перспективе должны быть созданы такие рецептуры разметочных материалов, чтобы разметку можно было наносить и при минусовых температурах .

Как показала практика использования полиэфирных пластиков, они менее требовательны к влажности дорожного покрытия, что имеет существенное значение при весенних и осенних разметочных работах.

Материал и методы исследования

Разработано новое поколение термопластиков. Они имеют более высокую температуру размягчения. Недостатки удалось исключить путем введения в формулу связующего специальных добавок, в том числе и высокомолекулярных полимеров.

Проведенная модификация связующего позволила устранить хрупкость пластика при низких температурах и снизить чувствительность к влажности дорожного покрытия. Следует также отметить еще одно преимущество новых пластиков - это меньшая способность их к загрязнению, что объясняется гидрофобностью связующего и более высокой температурой размягчения новых термопластиков, по сравнению с таковыми на основе полиэфирных смол. Анализируя физико-механические характеристики новых термопластиков в широком интервале температур и сравнивая их с таковыми для лучших марок зарубежных материалов, можно констатировать их близкие значения, равно как и внешний вид испытуемых образцов. Об этом же свидетельствуют и поведение материалов при контрольно полевых испытаниях.

Решена задача по созданию эластичного состава спрей-пластика, не разрушающегося при отрицательных температурах с высокой температурой размягчения. В составе спрей-пластика применяется в качестве пленкообразующего алифатических углеводородных смол с канифольными смолами (пентаэритритовые и глицериновые эфиры канифоли) в массовом соотношении 50/50-100/0 в сочетании со специальными добавками (сополимеры стирола с непредельными алифатическими углеводородами), повышающими эластичность спрей-пластика при пониженных температурах, при использовании в качестве пластификаторов сложных эфиров ароматических кислот типа дибутилфталата, диоктилфталата и др. или парафиновых минеральных масел с t всп больше 210 °С.

Сочетание в составе спрей-пластика указанных компонентов в определенном соотношении позволяет значительно повысить его эластичность и, соответственно, его износостойкость. Существенно повышается температура размягчения материала.

При этом содержание входящих в состав спрей-пластика компонентов следующее, мас. %: пленкообразующее 15,0-25,0; пластификатор 2,5-4,5; блок-сополимер на основе стирола и изопрена 0,2-1,5; каолинит 0-4,0; двуокись титана 2,0-10,0; стеклянные микрошарики 0-30,0; стеариновая кислота 0,2-1,5; воск полиолефиновый 0,5-1,5; минеральный наполнитель (кварцевый песок, мел, микрокальцит и др.) остальное.

Также решается задача по созданию эластичного не разрушающегося при отрицательной температуре долговечного разметочного материала с высоким сроком функциональной долговечности (более 2 лет). Поставленная задача достигается путем использования в качестве пленкообразующего твердых углеводородных алифатических смол в сочетании с термоэластопластами, полученными блоксо-полимеризацией стирола и непредельных алифатических углеводородов [стирол - изопренстирольный блок-сополимер (SIS) и предельная версия стирол-этилен/бутиленстирольного блок-сополимера (SEBS)], а также сополимерами этилена и винилацетата, при использовании в качестве пластификаторов сложных эфиров ароматических и алифатических кислот или минеральных масел.

Указанная углеводородная смола в может быть частично или полностью заменена на пентаэритритовый или глицериновый эфиры канифоли без ущерба для качества. При этом содержание входящих в состав ДРП компонентов, мас. %: указанное пленкообразующее 10,0-20,0; указанный блок-сополимер стирола с непредельными алифатическими углеводородами 1,0-4,0; сополимер этилена и винилацетата 0,5-2,0; указанный пластификатор 2,0-5,0; двуокись титана 2,0-10,0; стеклянные микрошарики 0-30,0; воски (полиолефиновые, амидные и др.) 0,5-3,0; минеральный наполнитель (кварцевый песок, мраморный песок, микрокальцит и др.) остальное.

Результаты исследования и их обсуждение

С учетом этого разработана технология производства и применения современных композитных разметочных материалов на полимерной основе .

Разработаны термопластики разметочные марки «Новопласт» и «Кратер» (ТУ 2253-041-07509505-2006) - современные высококачественные материалы, которые являются аналогами импортных составов и превосходят по качеству отечественные материалы. Термопластики изготавливаются на основе импортных и отечественных смол и поставляются заказчику в виде сыпучей смеси белого цвета. Температура переработки материала 180-200 °С.

Термопластики «Новопласт», «Кратер» изготавливаются в двух вариантах: со стеклошариками для обеспечения световозвращающего эффекта в ночное время суток и без них, а также по требованию заказчика могут поставляться желтого и оранжевого цветов. Материалы совместимы со всеми современными термопластиками на основе нефтеполимерных (углеводородных) и канифольных смол. Технические характеристики материалов представлены в табл. 1.

Таблица 1 Основные характеристики разметочных материалов

Термопластики успешно применяются на дорогах всех категорий, различных климатических зон РФ и стран ближнего зарубежья.

Способы нанесения термопластиков для дорожной разметки марки «Новопласт» и «Кратер» представлены в табл. 2.

Таблица 2 Способы нанесения термопластиков для дорожной разметки

Спрей-пластик «Роспласт-спрей» (ТУ 2253-035-07509505-2004) - материал, используемый для разметки автомобильных дорог с асфальтобетонным покрытием. Это термопластичный материал горячего метода нанесения. Рекомендуется как материал для обновления и ремонта старой разметки выполненной термопластиком, так и для нанесения новых линий. Наносится на дорожное полотно распылением при 200-210 °С и относительной влажности < 85 %. Технические характеристики представлены в табл. 3:

Таблица 3 Технические характеристики спрей-пластика

По своим эксплуатационным и технологическим характеристикам спрей-пластик «Роспласт-спрей» превосходит импортные аналоги. Материал совместим с современными термопластиками и спрей-пластиками на основе нефтеполимерных (углеводородных) и канифольных смол. Для обеспечения световозвращения дорожной разметки в темное время суток спрей-пластик рекомендуется посыпать микростеклошариками. Особенности применения спрей-пластика для дорожной разметки марки «Роспласт-спрей» со световозвращающими добавками представлены в табл. 4.

Таблица 4 Особенности применения спрей-пластика

Выводы

1. Реализовано научное и инженерно-техническое сопровождение разработки рецептур и выпуска материалов для дорожной разметки, получены практические результаты разработки технологии и производства полимерных разметочных материалов.

Рецензенты:

Кочетков А.В., д.т.н., руководитель Поволжского отделения Российской академии транспорта, профессор кафедры «Мосты и транспортные сооружения» Саратовского государственного технического университета, г. Саратов;

Кадыров Ж.Н., д.т.н., профессор Казахского автомобильно-дорожного института, г. Алматы.

Работа поступила в редакцию 29.01.2012

Библиографическая ссылка

ТЕРМОПЛАСТИК «NANOPLAST» ЛЮКС

«NANOPLAST» ЛЮКС

• Улучшенные характеристики
• Пролонгированный срок гарантии на дороге
• Класс по коэффициенту яркости - В 7
• Устойчив к внешним нагрузкам, перепадам температур, химическим воздействиям.
• Хорошая видимость при различных погодных условиях и времени суток.
• Быстрое отвердевание после нанесения.
• Долговечность.

Характеристики

• Скорость истечения состава, г/с, не менее_______4
• Время отверждения при 20°С/мин, не более _____9
• Температура размягчения, °С, не менее _________95
• Яркость, %, не менее _________________________________75
• Температура покрытия, °С, не ниже ____________ +10
• Расход (при толщине слоя 4 мм.),кг/м2____________8

Назначение:

Термопластик «NANOPLAST» ЛЮКС является качественным продуктом изготовленный на основе высококачественных смол. Используется на дорогах с асфальтобетонном покрытием, является более устойчивым продуктом к истиранию и поставляются заказчику в виде сыпучей или типа мокрого песка смеси белого цвета. Производится как со стеклошариками, так и без них.

Применение:

Термопластик «NANOPLAST» ЛЮКС переработки материала 200+/- 10°С.Для обеспечения световозвращения в ночное время суток в термопластик вводятся стеклянные микрошарики. Упаковывается в полиэтиленовые мешки по 20 кг и отгружается на европоддонах по 1 тонне. Термопластик наносится на сухую, очищенную от загрязнений дорожную поверхность. Толщина нанесения термопластика на дорожное покрытие составляет 2-4 мм. При рабочей температуре до начала работ расплавленный термопластик должен быть выдержан не менее 40 минут при постоянном перемешивании. Температура окружающего воздуха при нанесении должна быть не ниже 10°С, относительная влажность не более 85%. При более низкой температуре производится подогрев дорожного полотна. Для обеспечения видимости дорожной разметки в тёмное время суток необходимо наносить стеклошарики. Стеклошарики посыпаются на поверхность термопластика с помощью форсунок, установленных на разметочных машинах, из расчета до 400 г стеклошариков на 1 м.кв. разметки.

Технические характеристики термопластика «NANOPLAST» ЛЮКС

Термопластик «NANOPLAST» ЛЮКС - термопластичная дорожная однокомпонентная масса, применяемая для горизонтальной разметки проезжей части автомобильных дорог.

Термопластик изготавливается в двух вариантах: без стеклошариков, и со стеклошариками для обеспечения светоотражающего эффекта в ночное время суток в течение всего срока службы разметки. Содержание стеклошариков не менее – 20%. Посыпка стеклошариками поверх наносимого термопластика осуществляется для того, чтобы сразу получить светоотражающий эффект из расчета 250-350 г/м2.

Термопластик наносится разметочными машинами кареточного или экструдерного типа. Для обеспечения качества нанесения разметки следует дополнительно руководствоваться инструкциями по эксплуатации дорожно-разметочной машины и маточного котла.

Толщина нанесения термопластика на дорожное полотно составляет:

2 - 4 мм. Расход термопластика при толщине слоя 4 мм - 8 кг/м2.