The main purpose of this research is formulating and optimizing a new road-marking paint which is an environmentally friendly product. This paint is produced with an emulsion of an acrylic copolymer and contains the least of the volatile organic compounds. The formulation and optimization procedure is carried out on the base of experimental design by the method of mixture in which the important paint properties are modeled by using special cubic model. The present method has the capability of investigation the effect of raw materials at different levels with fewer experiments than factorial and fractional factorial design.In this research, the main parameters such as resin, pigment and filler were selected at different levels, and different samples were prepared by combination of additives and other required reagents. The properties of wet and dry films of the samples were determined using ASTM test methods. Different responses such as pigment volume concentration (PVC), latex critical pigment volume concentration (LCPVC), abrasion resistance, hardness, gloss, no pick up time and surface drying time, were selected as the objective functions of this study. By running DX6 software, using special cubic model and selection of desired range of end-use properties, the region of optimum paint formula was determined.The accuracy of the model was examined by preparing a sample in optimized region and by determining its final properties, experimentally. The results exhibit a good agreement between the model and experimental measurements. This product was compared with commercial solvent based traffic paint and good quality was reported in end-use properties 

هدف اصلی این کار تحقیقاتی فرموله کردن و بهینه­سازی یک رنگ ترافیکی جدید سازگار با محیط زیست است. این رنگ از امولسیون یک کوپلیمر اکریلیک تهیه می­شود و حاوی کمترین میزان ترکیبات آلی فرّار است. بهینه­سازی فرمولاسیون بر اساس طراحی آزمایش­ها به روش مختلط انجام شد که در آن خواص مهم رنگ با استفاده از مدل مکعبی مخصوص مدل­سازی شد. با استفاده از این روش می­توان اثر مواد خام در سطوح مختلف را با انجام آزمایش­های کمتر نسبت به طراحی­های عاملی و عاملی کسری بررسی کرد. در این کار تحقیقاتی، پارامترهای اصلی شامل رزین، رنگدانه و پرکننده در سطوح مختلف انتخاب شد و نمونه­های مختلفی با ترکیب مواد افزودنی و دیگر واکنشگرها تهیه شد. خواص فیلم­های تر و خشک نمونه­ها با استفاده از روش­های آزمون ASTM تعیین شد. پاسخ­های مختلفی مانند غلظت حجمی رنگدانه (PVC)، غلظت حجمی بحرانی رنگدانه در لاتکس (LCPVC)، مقاومت سایشی، سختی، برّاقیت، زمان خشک شدن ترافیکی رنگ (عدم برداشت رنگ توسط تایر خودرو) و زمان خشک شدن سطح رنگ به عنوان توابع هدف در این مطالعه انتخاب شد. با اجرای نرم­افزار DX6، استفاده از مدل مکعبی مخصوص و انتخاب محدودة مطلوب خواص نهایی، محدودة بهینة فرمولاسیون رنگ تعیین شد. صحّت مدل با تهیة یک نمونه در محدودة بهینه شده و تعیین خواص نهایی آن بررسی شد. نتایج به دست آمده سازگاری خوبی را بین مدل و اندازه­گیری تجربی نشان داد. این محصول با رنگ ترافیکی پایه حلال تجاری مقایسه شد و کیفیت خوب خواص نهایی آن گزارش شد.

1- مقدمه

در سال­های اخیر تولید رنگ ­های ترافیکی پایه آب به دلیل افزایش محدودیت ­های زیست محیطی افزایش یافته است. این پوشش­ ها به دلیل استفاده از رزین پایه آب در آن­ها و سطح پایین ترکیبات آلی فرّار به عنوان رنگ­های ترافیکی سازگار با محیط زیست شناخته می­شوند. اجرای قوانین زیست محیطی سخت­گیرانه در دهة 1950باعث افزایش تحقیقات در زمینة رنگ­های پایه آب و جایگزینی تدریجی رنگ­های پایه حلال از دهة 1970 شد [1-3]. فرّاریت کمتر، ایمنی بیشتر بخصوص در برابر آتش و شرایط بهداشتی بهتر حین تولید و کاربرد از جمله مزایای اصلی استفاده از رنگ­های پایه آب است. رزین­های دیسپرس شونده در آب (مانند رزین امولسیونی اکریلیک) اجزای اصلی رنگ­های پایه آب هستند که حفاظت در برابر گرد و غبار خوبی را ایجاد می­کنند...