Механическая прочность является одной из основных характеристик лакокрасочных материалов для горизонтальной разметки автомобильных дорог. Под этим термином понимают не только способность отвержденных лакокрасочных покрытий противостоять разрушению под воздействием приложенной нагрузки (растрескивание и отслаивание пленки от подложки), но и сопротивляться возникновению пластических деформаций. Разрушение лакокрасочных разметочных покрытий происходит не только под действием механической нагрузки, но и под влиянием перепадов температуры, повышенной влажности воздуха, ультрафиолетового (УФ) излучения, различных агрессивных сред (водного раствора хлорида натрия, кислотных дождей, бензина, смазочных масел, различных промышленных загрязнений). Однако доминирующим разрушающим фактором является воздействие механических нагрузок - абразивный износ [1].

В последние годы в качестве плёнкообразующего для разметочных эмалей чаще всего используют акриловые полимеры, которые характеризуются высокой химической и фотохимической стойкостью. Важнейшие физические свойства, обусловливающие область применения акриловых полимеров, определяются величиной средней молекулярной массы (среднемассовой и среднечисловой), степенью полидисперсности, молекулярно-массовым распределением и температурой стеклования [2].

Сегодня на рынке сырья для лакокрасочных материалов производители предлагают материалы с молекулярной массой одного порядка, стабильным молекулярно-массовым распределением и разнообразными температурами стеклования (Тg).

Автором были проведены исследования влияния величины средней температуры стеклования (Тg) плёнкообразующего на износостойкость эмалей для горизонтальной разметки автомобильных дорог. Для проведения сравнительных испытаний были изготовлены эмали, которые в качестве пленкообразующих содержали сополимеры бутилакрилата и метилметакрилата, имеющие Тg = (64±1) єC (эмаль № 1) и Тg = (56±1) єC (эмаль № 2), в количестве 13% по массе в составе композиции. Разметочные материалы содержали в качестве белого пигмента диоксид титана рутильной формы, полученный хлоридным методом (12%), микромраморный наполнитель - карбонат кальция высокой белизны (45%), ароматический органический растворитель - толуол (20%), пластификатор - хлорпарафин (2,5%), комплекс функциональных добавок. Рецептуры материала № 1 и № 2 отличались только типом плёнкообразующего.

Плотность исследуемых эмалей составила 1,6 г/смі, условная вязкость по вискозиметру ВЗ-246 с диаметром сопла 4 мм - 120 с, время высыхания на стеклянной подложке до степени "2" при температуре (20±2) єC - 6 мин, степень перетира по гриндометру (прибор "Клин") - около 40 мкм, массовая доля нелетучих веществ - 77 %. Исследования данных физико-механических параметров проводили по стандартным методикам [3].

Лабораторный метод определения износостойкости материалов для горизонтальной разметки автомобильных дорог основан на определении потери массы образцов под действием сухого абразивного истирания при одинаковом расходе испытываемых материалов [4]. При сравнительных испытаниях рекомендуется подбирать материалы примерно равной плотности и массовой доли нелетучих веществ.

Испытательный стенд собран на основе круга истирания ЛКИ-3 по ГОСТ 13087, дополненный приспособлениями для приложения нагрузки (нагружения специальными гирями), металлическими секторами равной толщины, сегментообразными формами, воронкой для абразива. В качестве истирающего элемента использовали полиуретановые ползуны, в качестве абразива - отмытый, высушенный и просеянный через сетку № 031В кварцевый песок. К металлическим секторам крепили сегментообразные формы с наружным радиусом закругления R = 245 мм. Внутреннюю поверхность формы покрывали тонким слоем смазочного масла. При помощи медицинского шприца без иглы в сегментообразные формы дозировали испытуемые материалы объемом 2 смі и равномерно распределяли микрошпателем. Образцы для испытаний сушили при температуре (20±2)°C и относительной влажности 60-65% в течение 24 ч, после чего снимали форму и при помощи ножа подравнивали края лакокрасочных покрытий. Перед проведением испытаний образцы выдерживали в течении 7 суток при температуре (20±2)°C и относительной влажности 60-65%.

Чистые обезжиренные металлические сектора до крепления сегментообразных форм и сектора с нанесенными лакокрасочными покрытиями взвешивали с точностью до 0,01. Сектора укладывали на круг истирания. Над кругом ЛКИ-3 на специальной штанге закрепляли полиуретановые ползуны (истирающие элементы) с нагрузкой под рабочей поверхностью (3,0±0,1) Н/смІ. В воронку загружали абразивный материал (кварцевый песок), равномерно высыпающийся на истираемые поверхности с постоянным расходом (1,3±0,1) кг/ч. Потерю массы лакокрасочного материала определяли после 2500 оборотов круга. Данный режим работы лабораторного стенда ориентировочно соответствует износу разметочного материала в течение одного года его эксплуатации в натурных условиях при среднесуточной интенсивности движения транспортных средств около 3000 автомобилей в сутки. Величину износа Из (%) определяли по формуле:

Из = (m /М₀) х 100,

где: m - потеря массы навески разметочного материала после испытаний; М₀ - масса навески разметочного материала до испытаний.

В одном испытании количество образцов каждого материала принимали равным 3 шт. Испытания износостойкости покрытий продублировали дважды на разных комплектах секторов. Сектора со сравниваемыми материалами укладывали через один. Результаты испытаний приведены в таблице 1 и таблице 2.

Таблица 1 - Результаты испытаний первого комплекта секторов

Примечание - Сектора 1, 3, 5 - эмаль № 2; сектора 2, 4, 6 - эмаль № 1

Среднее значение износа покрытия по первому комплекту секторов составило для эмали № 1 - 32,9%, а для эмали № 2 - 49,88%.

Среднее значение износа покрытия по второму комплекту секторов составило для эмали № 1 - 30,87%, а для эмали № 2 - 64,68%.

Таблица 2 - Результаты испытаний второго комплекта секторов

Примечание - Сектора 1, 3, 5 - эмаль № 2; сектора 2, 4, 6 - эмаль № 1.

По результатам испытаний двух комплектов секторов среднее значение износа разметочных эмалей (в % по массе) составило 31,89% для эмали № 1 (плёнкообразующее с Тg = (64±1) єC) и 57,28% для эмали № 2 (плёнкообразующее с Тg = (56±1) єC). Таким образом, при использовании в рецептуре эмалей полимера с более высокой температурой стеклования (64±1) єC износ покрытия значительно снижается (примерно на 26%). Это даёт право рекомендовать использовать данный сополимер в рецептурах эмалей для горизонтальной разметки автомобильных дорог.

лакокрасочный материал горизонтальная разметка автомобильная дорога

Список литературы