آینده‌ رنگ جدولی ترافیکی با رزین های استایرن آکریلیک پایه‌ آب

آینده‌ رنگ جدولی ترافیکی با رزین های استایرن آکریلیک پایه‌ آب


مقدمه

در دهه‌ی گذشته صنعت رنگ و پوشش‌های جاده‌ای شاهد تحولات فراوانی بوده است.‌ در بسیاری از کشورها، قوانین سختگیرانه برای کاهش انتشار ترکیبات آلی فرار(VOC)، منجر به کنار گذاشتن سامانه‌های حلالی و روی آوردن به فرمول‌های پایه آب شده است.‌ این روند خصوصاً در رنگ جدولی ترافیکی و علامت‌گذاری جاده‌ها اهمیت یافته؛ چرا که خط‌کشی‌ها باید دوام و مقاومت کافی در برابر شرایط جوی و سایش داشته باشند.‌ در این میان، رزین استایرن آکریلیک پایه آب مناسب رنگ جدولی با مقاومت UV به عنوان گزینه‌ای نوآورانه مطرح شده است و توانسته تعادل مطلوبی بین کیفیت، زمان خشک شدن و هزینه فراهم آورد.‌

جایگاه رنگهای ترافیکی پایهآب در صنعت

رنگ‌های ترافیکی جزء مهم‌ترین عناصر ایمنی در جاده‌ها و خیابان‌ها محسوب می‌شوند.‌ خط‌کشی‌های واضح و بادوام نقش اساسی در هدایت رانندگان، تعیین مسیرها و هشدار دادن درباره‌ی خطرات دارند.‌ بر اساس گزارش انجمن پوشش‌های آمریکا (ACA)، دو فناوری اصلی در بازار رنگ‌های ترافیکی حضور دارند:‌ رنگ‌های پایه آب و ترموپلاستیک‌های hot‑melt.‌ تا پیش از دهه‌ی ۱۹۹۰، رنگ‌های حلالی بر پایه‌ی کلروپلاستیک‌ها و آلکیدها به دلیل زمان خشک شدن کوتاه، کاربرد گسترده‌ای داشتند، اما با افزایش محدودیت‌های زیست‌محیطی و کنترل VOC، رنگ‌های پایه‌آب مبتنی بر لاتکس آکریلیک و استایرن آکریلیک جایگاه غالب را کسب کردند.‌ پژوهش‌ها نشان می‌دهد که این رنگ‌ها علاوه بر سازگاری زیست‌محیطی، چسبندگی خوبی روی آسفالت و بتن دارند و مقاومت مناسبی در برابر هوا، UV و سایش ایجاد می‌کنند.‌ استفاده‌ی گسترده از این مواد، شرکت‌ها و مراکز تحقیقاتی را وادار کرده تا با بهره‌گیری از رزین‌های نوین، فرمولاسیون‌هایی ایجاد کنند که زمان خشک شدن سریع‌تر، دوام بیشتر و خاصیت‌های اضافی مانند خودتمیزشوندگی داشته باشند.‌

نقش رزین در فرمولاسیون رنگ

رزین پایه آب برای رنگ جدول مهم‌ترین مؤلفه‌ی فرمولاسیون است.‌ این ماده به عنوان چسب عمل کرده و ذرات رنگدانه و پرکننده را به یکدیگر و به سطح آسفالت می‌چسباند.‌ در رنگ‌های پایه‌آب، رزین علاوه بر چسبندگی، خواصی همچون انعطاف‌پذیری، مقاومت در برابر آب و مقاومت در برابر اشعه‌ی فرابنفش را فراهم می‌کند.‌ به طور کلی سه نوع رزین در رنگ‌های ترافیکی پایه آب مورد استفاده قرار می‌گیرد:‌ پلی‌وینیل استات (PVAc)، پلیمرهای متیل‌متاکریلات (MMA) و رزین‌های ۱۰۰ درصد آکریلیک.‌ رزین‌های استایرن آکریلیک ترکیبی از مونومرهای استایرن و آکریلیک هستند که به واسطه‌یبخش استایرنی سختی و مقاومت شیمیایی به دست می‌آورند و با بخش آکریلاتی، انعطاف‌پذیری و پایدار ماندن رنگ را حفظ می‌کنند.‌

فرمولاسیون رنگ جدولی پایه آب

یک نمونه فرمول از رنگ جدولی شامل بخش‌های زیر است:‌

  • رزین (۲۰ تا ۳۰ درصد حجم):‌ این بخش شامل لاتکس استایرن آکریلیک یا آکریلیک صد درصد است که تعیین‌کننده‌ی زمان خشک شدن و مقاومت رنگ است.
  • رنگدانه‌ها و پرکننده‌ها:‌ دی‌اکسید تیتانیوم برای رنگ سفید یا اکسید کروم برای رنگ زرد؛ همچنین کربنات کلسیم به عنوان ماده‌ی پرکننده برای ایجاد بدنه و کاهش مصرف رزین به کار می‌رود.‌
  • افزودنی‌ها:‌ عوامل ضدکف، مواد مرطوب‌کننده، بیوسایدها و مواد کنترل‌کننده‌ی رئولوژی.‌
  • آب و حلال‌های فرار:‌ آب اصلی‌ترین حلال است و مقدار کمی از الکل‌ها (مثل متانول) برای بهبود مقاومت در برابر یخ‌زدگی و تسریع خشک شدن به کار می‌رود.‌‌

خواص و مزایای رزینهای استایرن آکریلیک

رزین‌های استایرن آکریلیک پایه آب مزایای متعددی نسبت به رزین‌های سنتی دارند.‌ نخست اینکه این رزین‌ها بدون VOCهستند و در فرمولاسیون آن‌ها از حلال‌های آلی استفاده نمی‌شود یا به حداقل میزان کاهش یافته است.‌ همچنین این رزین‌ها قابلیت فیلم‌سازی در دمای محیط و حتی دماهای پایین‌تری نسبت به ترموپلاستیک‌های hot‑melt دارند، به طوری که رنگ‌ها می‌توانند در شرایط آب‌وهوایی متنوع اعمال شوند.‌ خواص دیگر عبارت‌اند از:‌

  1. چسبندگی بالا به سطوح مختلف:‌ این رزین‌ها لایه‌ای پیوسته و منعطف ایجاد می‌کنند که به‌خوبی به آسفالت‌های تازه و بتن می‌چسبد.‌ این ویژگی در ساخت رنگ جدولی ترافیکی اهمیت ویژه دارد زیرا سطوح بتنی کنار جاده‌ها معمولاً در معرض ضربه و سایش قرار دارند.‌
  2. مقاومت مناسب در برابر اشعه‌ی UV و آب:‌ پایداری در برابر نور خورشید و بارندگی عامل مهمی در حفظ رنگ و انعطاف‌پذیری است.‌ گرچه رزین‌های صد درصد آکریلیک از این نظر برتری دارند، رزین‌های استایرن آکریلیک با هزینه‌یکمتر عملکرد قابل قبولی ارائه می‌دهند.‌
  3. قابلیت تولید در انواع رنگ‌ها و ضخامت‌ها:‌ این رزین‌ها می‌توانند با رنگدانه‌های معدنی و آلی ترکیب شوند تا طیف وسیعی از رنگ‌های سفید، زرد، سبز مخصوص مسیر دوچرخه و حتی رنگ‌های فانتزی ایجاد شود.‌
  4. قابلیت شست‌وشو با آب و عدم نیاز به حلال برای پاک‌سازی:‌ این ویژگی سبب می‌شود مصرف‌کنندگان خانگی و شهرداری‌ها بدون نگرانی از آلودگی محیط زیست یا خطر آتش‌سوزی، تجهیزات خود را تمیز کنند.‌

عملکرد و عوامل مؤثر بر دوام

یکی از شاخص‌های اصلی عملکرد رنگ جدولی ترافیکی، حفظ بازتاب نور در شب است. استانداردهای آزمایشگاهی مانندASTM E1710 برای اندازه‌گیری بازتاب تحت شرایط خشک و ASTM E2177 برای شرایط مرطوب استفاده می‌شود.

دوام رنگ نیز به میزان چسبندگی و مقاومت در برابر سایش بستگی دارد. بررسی‌های میدانی انجام شده در برنامه‌یAASHTO نشان داده که ضخامت لایه‌ی رنگ تأثیر قابل توجهی بر کاهش بازتاب نور و سرعت فرسایش دارند؛ رنگ‌هایی که با ضخامت ۳۰ میل (حدود ۰٫۷۵ میلی‌متر) اجرا شده‌اند، تا سه سال عملکرد بهتری از خود نشان داده‌اند.

همچنین باید توجه داشت که استفاده از رنگ‌های پایه آب در آب‌وهوای مرطوب یا سرد ممکن است زمان خشک شدن را افزایش دهد؛ به همین دلیل برخی راهنمایی‌ها پیشنهاد می‌کند که پیش از اعمال لایه اصلی، یک لایه نازک به عنوان پرایمر زده شود تا چسبندگی بهتر ایجاد شود.

تأثیر محیط زیست و قوانین

افزایش آگاهی عمومی نسبت به آلودگی هوا و تغییرات اقلیمی، باعث شده تا قوانین سختی برای کاهش VOC وضع کنند.‌ اتحادیه‌ی اروپا طبق دستور 2004/42/EC حداکثر VOC در رنگ‌های علامت‌گذاری جاده را ۱۰۰ گرم در لیتر تعیین کرده است.‌ در ایالات متحده نیز برخی ایالت‌ها مانند کالیفرنیا سقف ۵۰ گرم در لیتر را اعمال می‌کنند. برخی مقررات ایالتی پیش‌بینی می‌کنند که از سال ۲۰۲۷ سقف به ۱۰۰ گرم برای تمام انواع رنگ‌های ترافیکی کاهش یابد.‌ این محدودیت‌ها تولیدکنندگان را به سمت استفاده از رزین‌های آب‌پایه و زیست سازگار سوق داده است.‌

از سوی دیگر، هزینه‌ها در اروپا باعث شده استفاده از رنگ‌های بر پایه‌ی حلال‌های نفتی تا ۲۲ درصد گران‌تر شود و کشورهایی مانند نروژ، طرح مالیاتی پتروشیمی را اجرا کرده‌اند که منجر به حذف کامل رنگ‌های اپوکسی سنتی از بازارشان شده است.‌ بنابراین، بحث‌های اقتصادی نیز در کنار قوانین به گسترش تولید رنگ جدول با رزین‌های سبز کمک کرده است.‌

نتیجهگیری

تحولاتی که در دهه‌ی اخیر در صنعت رنگ‌های ترافیکی رخ داده، نشان می‌دهد که آینده‌ی این حوزه وابسته به توسعه‌یرزین‌های پایدار و نوآورانه است.‌ رزین استایرن آکریلیک پایه آب به دلیل توازن بین قیمت، زمان خشک شدن، چسبندگی و مقاومت، توانسته بخش عمده‌ای از بازار رنگ‌های جدول و خط‌کشی خیابان را به خود اختصاص دهد.‌ تفاوت آن با رزین‌های ۱۰۰ درصد آکریلیک و ترموپلاستیک‌های hot‑melt به طراحان امکان می‌دهد براساس نیاز پروژه، گزینه‌ی مناسب را انتخاب کنند.‌ مقررات کاهش VOC و مالیات‌ها نیز تولیدکنندگان را به سمت رزین‌های بدون VOC برای رنگ معابر و تولید رنگ جدول با رزین‌های سبز سوق داده است.‌

پیش‌بینی می‌شود در آینده‌ی نزدیک، ترکیبات هیبریدی جدید، مواد زیست‌پایه و فناوری‌های هوشمند به رشد این صنعت کمک کنند.‌ افزایش آزمایش‌های میدانی و همکاری میان دانشگاه‌ها، نهادهای دولتی و بخش خصوصی باعث خواهد شد که نسل جدیدی از پوشش‌های جاده‌ای با کارایی بالا و تأثیرات محیط‌ زیستی اندک وارد بازار شود و در نهایت به افزایش ایمنی و زیبایی معابر شهری و جاده‌ای منجر گردد.‌

منابع

5/5 - (1 امتیاز)
ارسال نظر

آدرس ایمیل شما منتشر نخواهد شد.