铁路客车用双组分涂料涂装系现状-第1章
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转载自：中国新型涂料网 （2007…6…12 9：36：56） 75人次浏览
摘要：概述铁道客车全面采用双组分涂料的情况；测试了部分涂料的耐盐雾或耐老化性能；评述了部分产品的相关标准及测试方法；对含氟涂料的应用提出了看法。
关键词：客车；涂料；涂装系；含氟涂料
新造铁路客车外表面采用的涂装系一般为：表面处理加预涂底漆；底漆1～2道；腻子3～5道；中间涂层1道；面漆2～4道（分色）。从20世纪90年代初以来；主要使用单组分涂料构成的涂装系；其中底漆主要为环氧酯类；加上环氧酯腻子；面漆多为丙烯酸改性醇酸磁漆；通常不使用中涂层。从实际使用情况看；这种涂装系由于面漆漆膜硬度较低；耐老化性能不好；相当一部分车辆在运用一年半的时间内已开始出现粉化、褪色及起泡、脱落等现象。有鉴于此；从2001年底铁道部有关部门决定采用更高档次的涂料；并从2002年下半年开始；在新造铁路客车上开始采用。
1 涂料的选择
目前铁道客车的运用情况是：根据运用时间或走行公里数安排段修（辅修）；通常每（1。5～2）年进行一次；主要是对走行部（转向架）进行维护；每3次段修后（即每7～8年）进行厂修（大修）；对客车进行全面维护。按当前涂料的使用状况；醇酸类面漆（包括醇酸和丙烯酸改性醇酸面漆）在经过1年左右的运行之后；会出现明显的粉化和褪色现象；因此在每次段修时为了美观；均整车重涂面漆。
理论上说；丙烯酸改性醇酸面漆的性能应优于普通醇酸面漆；但在运用过程中发现其老化性能并没有明显改善。在实验室内进行的紫外荧光灯（QUV）加速老化试验结果也已证明了这一点：在200h试验后；有些样品的失光和粉化情况甚至不如普通醇酸漆。
聚氨酯面漆、特别是脂肪族丙烯酸聚氨酯面漆的性能明显优于醇酸类；目前国内外桥梁、建筑等要求较长寿命的结构很多均使用这类树脂面漆。部分实际使用聚氨酯面漆的铁路客车在运用4年后；虽在第一次段修时未经重涂面漆；其表面状况仍然不错；只有极轻微的粉化和褪色现象。
根据铁道行业的特点；面漆的保光、保色和抗粉化性能是影响车辆外观的主要因素；从漆膜的常规性能上看；聚氨酯面漆的硬度、抗划伤性和质感均比较好；因此确定采用双组分聚氨酯类面漆全面替代醇酸类面漆。作为配套；底漆选用双组分环氧或环氧聚氨酯类涂料；配合不饱和聚酯腻子（原子灰）和双组分环氧或聚氨酯中涂层；构成铁路客车双组分涂装系。
为了筛选出好的涂料产品；2002年初开始对部分厂家提供的样品进行比对试验。根据比对试验结果；铁路客车生产厂在2002年下半年已开始全面使用双组分涂料。
作为试验；铁道部在2002年还对大连振邦氟涂料股份有限公司生产的氟碳漆进行了整车试涂。
2 试验结果
比对试验的样品均由涂料厂提供；底漆为双组分环氧或聚氨酯防锈漆；面漆均为脂肪族聚氨酯；并按统一色标（白色：RAL9003；红色：
RAL3020）提供涂膜样板。考虑到底漆的耐腐蚀性和面漆的耐老化性是其中的关键项点；也是采用此类涂装系的主要目的；因此对底漆样板仅进行耐中性盐雾试验；面漆样板进行耐人工气候加速试验。按照铁道行业标准TB/T2260…2001《铁路机车车辆防锈底漆》和TB/T2393…2001《铁路机车车辆面漆》的要求；底漆样板（100mm×150mm；干膜厚70μm；划痕）应通过500h盐雾；面漆应达到QUV老化试验1000h的指标要求。表1和表2分别为部分厂家的底漆和面漆样板的测试结果。
3 结果讨论
3。1 底漆
一般认为；双组分防锈底漆的性能相对单组分漆来说性能明显占优；但从表1中的试验结果看耐盐雾性能并不是都很好；合格的不到一半；此状况接近于原大量使用的单组分环氧酯防锈漆。从试验结果看；500h试验后多数不合格的样板存在起泡现象；而锈蚀扩展情况并不严重。笔者认为原因有以下方面：（1）对标准不了解。部分厂家的产品并未按铁道行业标准认真进行过试验；虽然曾做过500h甚至更长时间的盐雾试验；但并不是划痕板；
（2）样板的划痕锈蚀扩展并不严重；说明其组分中缓蚀性颜料起了作用；起泡可能主要还是因为树脂的耐水性不好；或者是胺值与环氧值的比例不对即交联不完全；从而导致起泡；（3）聚氨酯树脂作防锈漆性能并不好。据厂家介绍；不合格产品中部分产品采用了聚氨酯树脂作为成膜物质；在盐雾试验的连续高湿环境下性能并不理想；这可能是其产品不合格的主要原因之一。
注：1。根据GB/T1766…1995《色漆和清漆涂层老化的评级方法》的规定；按“装饰性漆膜综合老化性能等级的评定”进行评价；评级分为0～5共6个等级：0级最好；5级最差；
2。试验条件：光源为UV…B（313nm）灯管。每一循环试验条件为：UV光照；60℃；4h；冷凝；50℃；4h；
3。TB/T2393…2001要求指标（Ⅱ类面漆）：≤2级（失光3级；变色2级；粉化1级；泛金2级；斑点2级；沾污2级；裂纹3（S1）或2（S2）级；起泡2（S2）或1（S3）级；长霉2（S2）级；脱落0级；生锈1（S1）级。
3。2 面漆
面漆的试验结果比想象的要差；仅有1/3产品合格（≤2级）。根据试验结果；多数产品的粉化程度并不严重；失光和变色是主要问题；但据了解多数厂家提供的是丙烯酸聚氨酯面漆；HDI多采用BAYER公司的3390或N75；颜料也多为进口产品；理论上红色颜料不如白色颜料；但出现如此众多不合格样品的原因又是什么呢？（1）按国家或化工行业标准；耐老化性能要求为广州地区老化一年；此项指标可操作性太差；而2001年颁布执行的TB/T2393铁道行业标准有些涂料生产厂家并不了解。（2）耐老化性能属型式检验项目；用户很少要求提供型式检验报告；加上设备能力问题；涂料厂实际上对涂料的耐老化这一内在性能并不了解；测试很少或根本没有；当然也可说是重视程度不足。（3）涂料测试的国家标准中有多种；如GB/T1865…1997《漆膜老化（人工加速）测定法》；GB/T11189。1…1989《非金属材料曝露试验用的有水和无水光曝露设备（氙弧型）及实施方法》；GB/T11189。2…1989《非金属材料曝露试验用的有水和无水光曝露设备（碳弧型）及实施方法》；GB/T11190…1989《色漆、清漆、喷漆及有关产品的水…光曝露设备（碳弧型）及实施方法》；GB/T16259…1996《彩色建筑涂料人工气候加速颜色老化试验方法》；以及GB/T14522…1993《机械工业产品用塑料、涂料、橡胶材料人工气候加速试验方法》等。根据光源的种类；可以将上述老化试验方法分为3种类型；即氙灯型、碳弧型和紫外荧光灯型；三种光源的光谱曲线不同；能量分布不一样；各种方法的测试结果不具可比性。
原铁道行业标准TB/T2393…93中规定的老化性能试验同化工行业标准一样；为广州地区曝晒一年；实际上无法实施；这就容易造成涂料常规性能检验合格；而实际上涂膜耐久性太差的情况出现。2000年在TB/T2393修订中；改为耐人工气候加速试验；采用QUV（UVB）老化试验方法；并将面漆产品分为两类；Ⅰ类（以醇酸漆为代表）要求老化时间为200h；Ⅱ类（聚氨酯漆为代表）为1000h。QUV方法在国际上得到广泛应用；而且试验时间相对较短；具有一定的可比性。
笔者通过试验发现；目前市售的部分汽车修补用面漆；如果不罩清漆的话；QUV试验的保光性能并不太好；但实际使用中反映却还可以；这可能是缘于汽车表面可以抛光打磨。铁路客车的运用条件与汽车完全不同；首先是运行路线长；经常是一天之内从南到北超过1500km；经受一年四季阳光、风沙、雨雪的侵蚀和高、低温的交替作用；再加上车体结构大；不可能像汽车那样进行表面清洁和维护。相对来说运用条件十分恶劣；因此铁道行业标准中耐老化性能指标高于其他行业就不足为奇了。
从另一方面说；产品质量涉及涂料配方的合理性、助剂和添加剂的使用以及进口原材料的内在质量等多方面的因素；如果涂料生产厂不进行深入研究、不进行测试；将无从谈起保证质量；更不用考虑涂料的施工工艺对涂膜的影响了。
3。3 氟碳面漆
1982年前后；日本旭硝子公司首先研制成功常温固化含氟涂料；也就是所谓的氟碳漆。这实际上为一种含氟聚氨酯涂料；是由三氟氯乙烯…乙烯基醚（酯）共聚物制成含氟树脂；在常温下可与异氰酸酯交联固化成膜；其中部分异氰酸酯仍为脂肪族的HDI。目前在国内外多数常温固化含氟涂料均是以此原理为基础的。从理论上说；由于部分C…H键为键能最强的C…F键取代；其耐老化性和抗污性均优于不含氟的聚氨酯；据报道室内人工加速老化试验能达到4000h～6000h。表2中No。10样板即为氟碳面漆经QUV老化1000h后的试验结果。
根据铁道部运输局的要求；2002年长春、四方、浦镇和唐山四个车辆厂先后用氟碳面漆进行了试装车试验；共计涂装了13辆25K型客车。此次试验的目的是利用含氟涂料抗老化性能好、特别是自洁性能优异、表面清理工作相对容易的特点；希望能明显改善车辆外观状况；并延长车辆表面涂装系的使用寿命。试涂工作说明：氟碳涂料的工艺性能可以满足车辆制造厂的要求。由于涂料的涂装技术和质量涉及多种因素；整车涂装的实际效果仍有待进一步考查。
氟碳漆在成膜机理上与聚氨酯漆一样；因此其性能也应与之相近或稍强。考虑到脂肪族聚氨酯面漆的老化性能极为参差不齐；不能指望氟碳面漆在性能上有质的飞跃。目前国内含氟涂料已成热点；多家涂料厂上此项目；但据笔者了解；部分厂根本不具备检测条件；甚至连老化试验都没有认真进行过；想象一下这样的厂怎样保证产品质量？如果仅采用质量好的聚氨酯面漆就能达到要求；为何要使用质量没有明显优势、而价格又要高得多的含氟涂料呢。
