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MMA双组份道路标线在全球使用情况介绍

日期:2014-04-12

 

MMA双组分道路标线涂料漆已广泛应用于地坪、防水、防腐等工业和建筑领域,其主要种类有环氧、聚氨酯。近几年新兴的材料体系有丙烯酸反应型和聚脲喷涂体系。在道路标线领域,冷漆和热熔涂料占主导,双组分用量在持续增长,有丙烯酸反应型、环氧及少量的聚脲喷涂。环氧主要在美国使用——我国在上世纪70年代曾使用溶剂型环氧标线,后因干结时间慢、设备不配套而终止。丙烯酸反应型源于德国,因其干结时间快、耐候好的特点,在世界各地得到快速发展。

MMA即甲基丙烯酸甲酯的英文简称,它是一种活性单体树脂。是丙烯酸树脂的基础原材料,同时大量应用在有机玻璃的制造上。赢创德固赛做为全球特种丙烯酸的主要供应商,全球第一个将MMA树脂用于有机玻璃的制造,即现在的亚克力板PMMA。该公司在MMA树脂研究推广方面做了大量的前期工作,上世纪70年代便将MMA树脂做成反应型涂料用于地坪、防水和道路标线。德国的Silikal 公司,Alteco-technik 公司,主要生产MMA地坪涂料;英国的Stirlinglloyd公司主要生产MMA桥面防水涂料。德国和瑞士上世纪70年代已开始使用MMA冷塑标线,美国上世纪90年代初在气候最恶劣的阿拉斯加州(Alaska)开始使用MMA冷塑型标线。MMA冷塑标线应用已有30多年历史,在英国、瑞士、丹麦、德国和美国北方的气候寒冷的州大量使用(见美国Aexcel公司网站介绍)。在亚州、南美州、非洲也开始逐步应用。现世界各地的一些大型标线涂料生产商纷纷开始研发制造MMA标线涂料——美国有Ennis公司、Aexcel公司、Swarco-colorado paint公司、Relly-Moore paint公司等;英国有Prismo公司、Wjroadmarkings公司以及Irroadlines公司;还有加拿大的Lafrentz公司,土尔其的Rapaskimya公司,泰国的PPI 公司等。

1、MMA双组分道路标线在各国的习惯称呼

常见的标线种类有冷漆、热熔、双组分。冷漆可分为溶剂漆、水性漆,热熔可分为石油树脂和松香树脂,双组分可分为环氧(Epoxy)、甲基丙烯酸甲酯(Methyl Methacrylate)、聚脲(Polyurea)等。此外,还有根据需要在工厂预制好的标线带,通常粘贴安装。

在欧洲国家即德、英、法等国,MMA双组分道路标线只有一种即甲基丙烯酸甲酯MMA型,通常称为Cold Plastic即冷塑型标线。

在美国,MMA双组分道路标线种类较多,有环氧(Epoxy)、聚脲(Polyurea)、甲基丙烯酸甲酯(MMA)类。美国和加拿大标线名称通常按主树脂类型称呼,如环氧型称为Epoxy,甲基丙烯酸甲酯型称为MMA,聚脲型称为Polyurea,MMA标线常见的英文有“MMA trafficpaint、MMA roadmarking、MMA laneline、MMA (2-Component)、MMA resin”等等。

在澳大利亚和新西兰,将标线材料分为3类,即Paint、Thermoplastics及Cold Plastic,将Cold Plastic冷塑型标线称为PMMA(见www.nzta.govt.nz网站)。

关于MMA树脂的称谓,德国Silikal公司网站解释如下:

MMA resins have different names on the market.Examples include methacrylic resins,acrylic resins,cold plastic resins,methacrylates,MMA,PMMA,etc.No matter the name,they are all of the same nature as described before.

译文:MMA树脂市场上具有不同的名称,诸如甲基丙烯酸树脂、丙烯酸树脂、冷塑性树脂、甲基丙烯酸酯、甲基丙烯酸甲酯即MMA、聚甲基丙烯酸甲酯即PMMA,……无所谓名称,如前所述,它们都是相同的性质!(详细可上www.silikal.avatos.com查阅,见附件1)

国内所说的MMA双组分道路标线多数为丙烯酸型MMA双组分道路标线,仅有少量企业生产聚酯双组分、环氧双组分。一般企业只介绍商品名称,而较少告知主要成膜物树脂种类。目前市场上叫MMA双组分的,叫PMMA双组分的,还有叫活性丙烯酸的,叫冷塑型的,都是一类即MMA甲基丙烯酸甲酯型。只有MMA树脂做为主要成膜树脂,才能和固化剂发生化学反应而固化。

通常标线采用的活性丙烯酸树脂并非纯的MMA单体,而是以MMA单体为主,还有PMMA(粉体溶解于MMA单体溶液中)以及其它助剂等预聚合而成。涂料生产商在该树脂中加入必要的颜料、填料以及助剂制成标线材料。在标线施工时,该涂料与固化剂发生化学反应而固化成膜。

2、MMA双组分道路标线应用方式和应用领域

环氧、聚脲双组分采用喷涂施工方式。因涂料粘度大,且随温度变化敏感。标线喷涂设备需要加热功能。美国Minnesota州较早采用喷涂环氧树脂,在《Cost of Pavement Marking Materials》明尼苏达州道路研究所2000年出版的一份研究报告中指出环氧施工时,两组分材料需分别加热到43℃±1℃,施工时因干结慢,需撒布大量玻璃珠(见附件2)。甲基丙烯酸型树脂由于粘度低,易喷且标线固化时间适中,通常不需对涂料加热。标线施工有喷涂、刮涂、甩涂等多种方式。

目前,MMA双组分道路标线涂料漆使用的比例有1:1和98:2较多,有个别使用4:1的体系。使用的固化剂一般为过氧化物即BPO。固化剂有粉体和液体状。施工用量比例如下:

A组份:B组份+2-4%BPO=1:1

A组份:固化剂BPO=98:2

固化剂一般在施工现场提前加入,B组份加入固化剂常温下可保持1-2天,加入固化剂的B组份一旦与A组份混合便很快发生反应而固化。

   MMA双组分道路标线施工方式有喷涂(膜厚0.5-0.7mm)、刮涂以及彩色防滑标线,刮涂又分为平面型(膜厚1-1.5mm)、排骨型(基线1.2mm,排骨突起高4-5mm),以及点状结构型(点状面积占60%,高度3-4mm)。

在德国,早期应用较多的是喷涂和平面刮涂型,喷涂施工效率高,可长距离连续作业,刮涂标线施工速度慢,多用在小型区域标线,如人行横道线及文字箭头符号。本世纪初,欧洲制定了新的标线标准,要求在国道等主干线采用Ⅱ型标线(即要求雨夜反光的标线)。目前在欧洲国家采用MMA点状结构型标线较多,尤其在德国和瑞士用量很大,而在欧洲以外地区,采用较多的还是喷涂和少量的平面刮涂型。

3、各国政府对MMA双组分道路标线的使用性能要求及标准

欧洲国家有统一的标线标准,适于英、法、德、丹麦、意大利、瑞士等国家。具体如下:

ISEN1436:Roadmarking matrial—Roadmarking performance for users—2007年(标线的路用性能)

ISEN1871:Roadmarking matrials:physical prlperties—2000年(标线的物理性能—试验室测试)

ISEN1824:Roadmarking:Road trials(道路试验)

在欧洲标线材料有三类:冷漆(含溶剂型和水基型)、热熔及冷塑型。冷塑型特指MMA双组分。

标线分为I型和II型标线。I型标线为传统平面标线雨夜不反光。II型标线指标线表面有纹理,可雨夜反光。

欧洲将标线的性能进行分级以供顾客选择。标线材料既要通过试验室测试其物理性能,同时也必须进行路试来测定其耐久性、反光性、颜色保持性等,并对其材料进行分级。

美国由于国土面积大并采用联邦制管理,标线并无统一的国家标准。国家建有道路标线测试中心并在全国建立几个试验场地,只出试验报告,不作判定。各州有权制定自己的标线材料规定和使用何种标线材料,并对合格的供应商建立备案制(可查阅www.ntpep.org)。

加拿大的情况跟美国相似,Edmonton市在2000年制定了MMA spray plastic的性能规定,主要指标有磨耗、白度、反光性、比重、硬度、对水泥的粘接力以及耐水、耐油等(见附件3 MMA spray plastic—Edmonton 2768-2000)

新西兰在2003年制定了长寿命标线的使用性能规定(详见附件4 Specification for long-life roadmarking materials)。该标准规定,在路试300万轮次后,MMA冷塑型标线反光性不低于100mcd,黄线不低于80mcd,标线的完好率不低于8级。标线的颜色不大于4级。

以上可看出,标线材料不仅要满足一定的理化指标更主要是通过路试来测定其实际使用性能,厂家的标线材料不通过路试很难进入市场使用。

4、各国对MMA双组分道路标线使用效果评价

MMA冷塑型标线发源于德国。德国联邦公路研究所(BAST)拥用全球第一个大型的环形道路标线模拟实验室,R keppler教授负责试验室工作,他从1989年到2004年,共收集1954份不同类型白色标线的材料的试验结果,发现冷塑型(喷涂、刮涂、挤压)标线的试验结果满意率最高,德国政府便积极推广该种标线,在欧洲新的标线标准中,专门增加了MMA冷塑型标线,为该标线在欧洲及以外的地区使用奠定了坚实的基础。2004年,MMA在德国标线市场占有率超过10%,瑞士几乎全部采用MMA标线。

英国过去以热熔标线为主(几乎占80%市场份额),现在很多标线企业开始推广该产品(上网可查阅英国标线公司的介绍)。

美国阿拉斯加州在美国最北部,气候极端寒冷,该州在1994年开始做MMA标线与热熔标线、标线带、冷漆的对比试验,该研究认为MMA适于寒冷气候效果最好(详见附件5),华盛顿州交通部门在2000年开始采用MMA标线(详见附件6)。在寒冷多雪地区,冬季降雪对标线破坏较大,原有的冷漆标线和热熔标线效果均不好,而MMA冷塑型标线强度高,耐磨,对玻璃珠附着力强,美国北方的一些州和加拿大都采用MMA冷塑标线(既有喷涂,也有刮涂标线),有些州使用环氧MMA双组分道路标线。在美国西南部如加利福尼亚州也开始采用MMA双组分道路标线,已在洛杉矶国际机场和旧金山县采用MMA标线,该州已将MMA标线列入采购目录,并有4家合格的材料供应商,分别是Ennis、Aecel、Swarco-Coloraolo Paint和Kelly-Moore Paint公司(见附件7)。

在中国尽管MMA双组分道路标线推广已有近十年,但一直未能得到大量使用。过去五年是中国城市大发展的时期。由于北方城市大量采用热熔标线,但热熔标线易粘污变脏,雨水较少,造成北方城市标线不清。2008年开始,MMA双组分抗污标线在太原、哈尔滨、北京、乌鲁木齐等市做对比试验(和热熔标线对比), 经过1-2年观测其抗污效果明显优于热熔标线,而二者标线寿命相当。北方城市的政府主管部门推荐使用该产品,多个城市都开始大量使用MMA双组分抗污标线。

另外在我国南方,如上海市采用MMA结构型标线可实现雨夜反光,在我国的高速公路和国道主干线上,MMA双组分道路标线也开始应用,如纳黔高速、奎克高速等。


附件提示:

附件1、Performance of cold plastics

附件2、Expoxy traffic paint

附件3、The specification for the supply of MMA spray plastic traffic marking material

附件4、Specification for long-life roadmarking materials TNZ M/20:2003

附件5、Performance of traffic markings in cold regions

附件6、Washington Pavement Marking Material Selection Guide

附件7、State of California,Authorized Materials List For MMA Traffic Paint

参考网站:

1、www.aecelcorp.com 该公司位于美国,生产“MMA traffic paint ”,其商标名为Roadzilla

2、www.nzta.govt.nz 新西兰政府网站,有耐久性标线材料规定

3、www.silikal .avatos.com  德国公司主要生产MMA防水、地坪涂料,站内有文章专门介绍MMA标线的使用情况

4、www.ntpet.org  美国道路材料测试机构。在全美有几个实验场地,对标线材料进行室内物理测试和道路试验评估。出具试验报告,但不做合格判定,报告供各州管理部门参考。

5、www.dot.ca.gov  是加利福尼亚州政府网站,内有MMA标线漆的合格供应商名录

6、“performance traffic Markings in cold Resins”1995 Alaska州研究报告

7、“MMA lanelines  15 Nisqually River Bridge to Gravelly Lake I/C”1996年Washington州的研究报告

8、www.stirlinglloyd.com 该公司是英国大型的地坪、防水企业,基于MMA树脂生产桥梁防水材料 ,已成立40多年

9、www.Alteco-technik.eu 德国公司生产环氧、聚胺脂、MMA地坪和防水涂料

10、www.roadtraffic-technology.com 该公司位于美国,专业生产各种标线涂料,已开始生产Cold MMA plastic roadmarking 商品名Nitesite MMA Roadmarking

11、www.swarco.com 该公司是一家全球大型交通设施企业,生产信号灯、玻璃珠、标线涂料,在其产品介绍中,生产MMA(2-component)标线漆

12、www.Limburger Lackfarik.de 该公司是Swarco集团公司的德国子公司,是德国最大的标线涂料生产商,主要生产MMA cold plastic

13、www.ppi.com 该公司位于泰国,是泰国及东亚地区最大的标线涂料安全产品生产商之一,生产热熔、冷漆、双组分材料(MMA)

14、www.rapaskimya.com 是一家土尔其公司,生产冷漆和MMA双组分漆

15、www.Lafrentz.ca该公司是加拿大唯一可生产热熔涂料和MMA冷塑型标线涂料的企业

16、www.prismo.com 该公司位于英国, 是英国较大的标线材料生产企业,已生产MMA冷塑型材料

17、www.degarout.com 德国赢创公司,是全球最大的特种化工材料供应商,Degarout是其道路标线材料的商标名称

 

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