RU2751181C1

RU2751181C1 - Thermoplastic material for road marking

Info

Publication number: RU2751181C1
Application number: RU2020127241A
Authority: RU
Inventors: Рустем Лукманович Сахапов; Талгат Ривгатович Габдуллин; Марат Мансурович Махмутов; Рафиль Фаилевич Кашипов
Priority date: 2020-08-13
Filing date: 2020-08-13
Publication date: 2021-07-12

Abstract

FIELD: thermoplastic materials.SUBSTANCE: invention relates to thermoplastic materials that can be used to mark the roadway with asphalt concrete pavement. Thermoplastic material for road and airfield marking includes polyester resin with 40% terephthalic acid, rutile titanium dioxide, additionally contains an additive in the form of boric acid and marble chips in the following ratio of components, wt. %: polyester resin 60, titanium dioxide rutile 10, boric acid 10, marble chips 20.EFFECT: improving the performance of thermoplastic as a road marking material, namely: increasing its hardness, reducing the intensity of the wear of the marking and increasing adhesion between the marking and asphalt.1 cl

Description

Изобретение относится к термопластичным материалам, которые могут использоваться для разметки дорожного полотна с асфальтобетонным покрытием. Горизонтальная разметка проезжей части автомобильных дорог является одним из важнейших технических средств организации движения, обеспечивая его безопасность. Основными причинами разрушения разметки являются суровые погодные условия России, использование агрессивных противогололедных средств, воздействие горюче-смазочных материалов, плохое состояние дорожного полотна, а также довольно частое нарушение технологии изготовления разметочных материалов. Считается, что срок службы красок для разметки дорог не превышает одного года, а термопластов - не превышает двух лет. Преимущество термопластичных материалов перед красками заключается в том, что толщина наносимого слоя может быть увеличена до 1,5-4 см, что позволяет продлить срок службы дорожной разметки. В настоящее время существует проблема увеличения ресурса работы термопластичных разметочных материалов.The invention relates to thermoplastic materials that can be used to mark the roadway with asphalt concrete pavement. The horizontal marking of the carriageway of highways is one of the most important technical means of organizing traffic, ensuring its safety. The main reasons for the destruction of the markings are the harsh weather conditions in Russia, the use of aggressive deicing agents, the impact of fuels and lubricants, the poor condition of the roadway, as well as a fairly frequent violation of the technology for the production of marking materials. It is believed that road marking paints last less than one year, and thermoplastics less than two years. The advantage of thermoplastic materials over paints is that the thickness of the applied layer can be increased up to 1.5-4 cm, which allows to extend the service life of the road markings. Currently, there is a problem of increasing the service life of thermoplastic marking materials.

Известны термопластичные материалы для разметки дорожного полотна с асфальтобетонным покрытием, в составы которых входят различные типы синтетических связующих, определяющих основные технические показатели материала, а также наполнители, пигменты и другие целевые добавки. Так в патенте Австралии АИ-В-33-909/33, МКИ5 C09D 001/08, 005/10, 007/12, С04В 024/126 в качестве модификаторов использованы полиакрилаты, сополимеры акрилатов со стиролом.Known thermoplastic materials for road marking with asphalt concrete pavement, the compositions of which include various types of synthetic binders that determine the main technical parameters of the material, as well as fillers, pigments and other targeted additives. So in the Australian patent AI-B-33-909 / 33, MKI5 C09D 001/08, 005/10, 007/12, C04B 024/126 polyacrylates, copolymers of acrylates with styrene are used as modifiers.

В патентах РФ 2074872 (МКИ⁶ C09D 167/02), РФ 2074921 (МКИ⁶ C09D 167/02, E01F 9/04), РФ 2167901 (МКИ⁶ C09D 167/02, E01F 9/04) и РФ 2216564 (МКИ⁶ C09D 167/02, E01F 9/04) предложены составы термопластичных разметочных материалов для горизонтальной разметки автомобильных дорог на основе полиэфирных смол, модифицированных низкомолекулярными сложными эфирами, гликолями, отходами термопластичного полиуретана, различными типами восков. Наибольшее распространение для регионов с суровыми климатическими условиями получили разметочные материалы на основе полиэфирных смол - термопласты горячего нанесения [2]. К недостаткам известных изобретений следует отнести обилие компонентов, которое, однако, не приводит к улучшению таких важных свойств разметки, как водопоглощение и адгезия к асфальтобетону.In patents RF 2074872 (MKI ⁶ C09D 167/02), RF 2074921 (MKI ⁶ C09D 167/02, E01F 9/04), RF 2167901 (MKI ⁶ C09D 167/02, E01F 9/04) and RF 2216564 (MKI ⁶ C09D 167/02, E01F 9/04) proposed compositions of thermoplastic marking materials for horizontal road marking based on polyester resins modified with low molecular weight esters, glycols, thermoplastic polyurethane waste, various types of waxes. The most widespread for regions with harsh climatic conditions are marking materials based on polyester resins - hot-applied thermoplastics [2]. The disadvantages of the known inventions include the abundance of components, which, however, does not lead to an improvement in such important properties of the markings as water absorption and adhesion to asphalt concrete.

Наиболее близким к предлагаемому материалу является термопластичный состав для маркировки дорожного полотна на основе твердой полиэфирной смолы, содержащий полиэфирную смолу с 40% терефталевой кислоты, включающий пластификатор - полиэфир на основе алифатических двухосновных кислот и гликолей, пигмент, наполнитель, антисидементационную добавку и светотехнические добавки [1]. Известный состав термопластичного материала решает задачу по улучшению эксплуатационных свойств дорожно-разметочного покрытия, однако показатели его стойкости к загрязнениям и водопоглощению недостаточно высоки.Closest to the proposed material is a thermoplastic composition for marking the roadway based on solid polyester resin, containing polyester resin with 40% terephthalic acid, including plasticizer - polyester based on aliphatic dibasic acids and glycols, pigment, filler, anti-sediment additive and lighting additives [1 ]. The known composition of the thermoplastic material solves the problem of improving the operational properties of the road marking pavement, however, the indicators of its resistance to pollution and water absorption are not high enough.

Целью изобретения является улучшение эксплуатационных характеристик термопласта как дорожно-разметочного материала, а именно: повышение его твердости, снижение интенсивности износа разметки и увеличение адгезии между разметкой и асфальтом. Добавление борной кислоты увеличивает температуру плавления термопластика. В составе термопластика диоксид титана рутильный 10 и борная кислота 10 масс. %.The aim of the invention is to improve the performance characteristics of the thermoplastic as a road marking material, namely: increasing its hardness, reducing the wear rate of the marking and increasing the adhesion between the marking and asphalt. The addition of boric acid increases the melting point of the thermoplastic. The thermoplastic contains rutile titanium dioxide 10 and boric acid 10 wt. %.

Поставленная цель достигается тем, что термопластичный материал для разметки автомобильных дорог и аэродромов, включающий полиэфирную смолу с 40% терефталевой кислоты, диоксид титана рутильный, отличающийся тем, что дополнительно содержит присадку в виде борной кислоты и мраморную крошку при следующем соотношении компонентов, масс. %:This goal is achieved by the fact that a thermoplastic material for marking roads and airfields, including polyester resin with 40% terephthalic acid, rutile titanium dioxide, characterized in that it additionally contains an additive in the form of boric acid and marble chips in the following ratio of components, wt. %:

Полиэфирная смола 60Polyester resin 60

Диоксид титана рутильный 10Rutile titanium dioxide 10

Борная кислота 10Boric acid 10

Мраморная крошка 20.Marble chips 20.

Заявляемый состав термопластичного материала обеспечивает разметку, хорошо видную водителям как в светлое, так и в темное время суток при любой погоде, характеризуется низкой интенсивностью износа. Высокая износостойкость термопласта обеспечивает длительный срок его службы - от 3-х до 4-х лет на дорогах с интенсивным автомобильным движением.The claimed composition of the thermoplastic material provides a marking that is clearly visible to drivers both in daylight and in the dark in any weather, and is characterized by a low intensity of wear. The high wear resistance of the thermoplastic ensures a long service life - from 3 to 4 years on roads with heavy traffic.

Введение мраморной крошки обеспечивает дополнительный светоотражающий эффект разметки автомобильных дорог и аэродромов и снижает скольжение колес транспорта, а также положительно влияет на прочностные свойства разметки (твердость, износ и др.). Снижение содержания мраморной крошки в композиции ниже 10 мас. % приводит к снижению прочностных свойств термопласта, а повышение сверх 30 мас. % экономически неоправданно.The introduction of marble chips provides an additional reflective effect of road and airfield markings and reduces wheel slip of transport, and also has a positive effect on the strength properties of the markings (hardness, wear, etc.). Reducing the content of marble chips in the composition below 10 wt. % leads to a decrease in the strength properties of the thermoplastic, and an increase in excess of 30 wt. % is economically unjustified.

Технологический процесс изготовления термопласта для разметки автомобильных дорог и аэродромов состоит из двух стадий:The technological process of manufacturing thermoplastic for road and airfield marking consists of two stages:

1) подготовка сырья, которая включает в себя сушку наполнителей (мраморная крошка) при температуре 100°С и разогрев полиэфирной смолы с добавлением сухой борной кислоты до 120-130°С;1) preparation of raw materials, which includes drying fillers (marble chips) at a temperature of 100 ° C and heating the polyester resin with the addition of dry boric acid to 120-130 ° C;

2) изготовление термопластичного материала.2) manufacturing of thermoplastic material.

Смешение всех компонентов может осуществляться непосредственно в разметочной машине, или в реакторах, снабженных якорной мешалкой, или в смесителях горизонтального типа, снабженных лопастными мешалками. На качество термопластичного материала влияет порядок загрузки компонентов.Mixing of all components can be carried out directly in a marking machine, or in reactors equipped with an anchor stirrer, or in horizontal mixers equipped with paddle stirrers. The order in which the components are loaded affects the quality of the thermoplastic material.

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°С состав наносится на дорожное покрытие разметочными машинами.Manufacturing technology for road marking consists in mechanical mixing of pre-crushed components at room temperature until a homogeneous free-flowing mass is obtained. The compound heated to a temperature of 180-200 ° C is applied to the road surface by road marking machines.

Пример 1. Для приготовления 10 кг термопласта сначала сплавляют на голом огне при температуре 120°С 6 кг (60 мас. %) полиэфирной смолы с 2 кг (20 мас. %) сухой борной кислоты. Сплав охлаждают, растворяют в 500 мл дистиллированной воды не отфильтровывая выпавшего осадка. Так как полимер содержит остаток фталевой кислоты, наблюдается сильная флуоресценция. Образующаяся композиция приобретает хорошие поверхностно-активные и смачивающие свойства. Далее температуру реакционной смеси поднимают до 140°С и последовательно вводят мраморную крошку - 2 кг (20 мас. %).Example 1. To prepare 10 kg of thermoplastic, 6 kg (60 wt.%) Of polyester resin with 2 kg (20 wt.%) Of dry boric acid are first fused over naked fire at a temperature of 120 ° C. The alloy is cooled, dissolved in 500 ml of distilled water without filtering the precipitate formed. Since the polymer contains phthalic acid residue, strong fluorescence is observed. The resulting composition acquires good surface-active and wetting properties. Next, the temperature of the reaction mixture is raised to 140 ° C and marble chips - 2 kg (20 wt.%) Are sequentially introduced.

Источники информацииSources of information

1. Патент РФ 2216564, МКИ6 C09D 167/02, E01F 9/04 Термопластичный состав для маркировки дорожного полотна / Авторы Морозов В.В., Крылов В.К., Кузнецов В.Д., Михайлова Т.В., Бубнова Б.Г. и др., заявка 2002122531/04, заяв. 2002.08.22, опубл. 20.11.2003, бюл. №1.1. RF patent 2216564, MKI6 C09D 167/02, E01F 9/04 Thermoplastic composition for road marking / Authors Morozov V.V., Krylov V.K., Kuznetsov V.D., Mikhailova T.V., Bubnova B .G. and others, application 2002122531/04, application. 2002.08.22, publ. 20.11.2003, bul. # 1.

2. Платонов А.П. Полимерные материалы в дорожном и аэродромном строительстве. - Л.: Автодор, - 1994. - 137 с; Синтетические материалы, используемые при строительстве и ремонте автомобильных дорог. - Обзор, информ. - М.: НИИТЭХИМ, 1994. - вып. 2-31 с.).2. Platonov A.P. Polymeric materials in road and airfield construction. - L .: Avtodor, - 1994 .-- 137 s; Synthetic materials used in the construction and repair of highways. - Review, inform. - M .: NIITEKHIM, 1994. - issue. 2-31 s.).

Claims

Thermoplastic material for marking roads and airfields, including polyester resin with 40% terephthalic acid, rutile titanium dioxide, characterized in that it additionally contains an additive in the form of boric acid and marble chips in the following ratio of components, wt. %:

Polyester resin 60 Rutile titanium dioxide 10 Boric acid 10 Marble chips twenty