截至2009年我國已有8.6萬km的鐵路線，乘坐鐵路客車是我國居民長途出行的主要方式。尤其是近年來，國家將發(fā)展和提升鐵路基礎建設作為政府主導投資的一個重要方向，鐵路客車的升級換代和年產(chǎn)量的增加為涂料行業(yè)創(chuàng)造了巨大的商機。我國的鐵路客車生產(chǎn)集中在南車和北車集團下屬的生產(chǎn)廠家。其新車的年產(chǎn)量自2000年以來連年增長，舊車的升級改造和翻新也是一個巨大的數(shù)字。而車型的變化更是巨大，從我們熟悉的綠皮普快客車逐漸過渡到G型120km/h的新普快車、T型160km/h的特快車以及300km/h以上的動車等新車型。隨著車型的變化，車廠對涂料的要求也逐步提高，早期適用于綠皮車的醇酸系列涂料已經(jīng)不能滿足新車型的需要，鐵道部下屬的鐵科院也提出各車型對應的涂料標準，對涂料的使用實行較為嚴格的準入制度。本文介紹了為滿足鐵道部T型鐵路客車涂料標準而設計的相應的涂料配套和配方及在南車集團浦鎮(zhèn)車輛廠進行涂裝使用的情況。

    2 涂料的品種和設計

    2.1環(huán)境分析和涂料體系

    鐵路客車長期行駛在露天鐵路線上，所處的環(huán)境十分復雜。有潮濕的南方水網(wǎng)地帶和沿海地區(qū)，也有干旱少雨的西北荒原。又因為鐵路客車的特殊性，其使用率非常之高，新車出廠后至少在3～5年內要在很少的保養(yǎng)投入下全日制運行?？蛙囦撡|車體在涂料的保護下要無銹蝕、不脫落、不龜裂，且要保證車體的美觀。這樣就要求鐵路客車涂料有非常好的物理性能、耐化學品腐蝕性能、抗陽光老化性能和優(yōu)良的裝飾性能。我國鐵道部發(fā)布了TB/T2260、TB/T2393標準，對車輛的底、面漆等做出了具體的規(guī)定和控制指標。根據(jù)這些標準要求涂料配套設計為：雙組分環(huán)氧底漆+不飽和聚酯膩子+雙組分環(huán)氧中涂漆+雙組分聚氨酯面漆，總的涂膜厚度達到200μm以上，這個配套同時也符合鐵道部通常招標用的配套。涂料體系中雙組分環(huán)氧底漆提供對鋼鐵底材的主要防腐功能，不飽和聚酯膩子用來修整和找平。因為膩子的PVC高、孔隙多，不宜直接涂裝面漆，所以中涂漆作為過渡層增加底面漆之間的附著力和漆膜致密度。而聚氨酯面漆則提供表層的保護和裝飾功能。

    2.2涂料配方設計（試驗部分）

    配方設計共分環(huán)氧底漆、環(huán)氧中涂漆、聚氨酯面漆3個部分。每個部分按照“功能目標設定→設計配方→性能測試→對比期望性能選出最佳配方”的順序進行。

    2.2.1環(huán)氧底漆的設計

    ⑴TB/T2260對環(huán)氧底漆性能的要求見表1。

表1 環(huán)氧底漆的性能

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    ⑵設計3個配方待選，所用原料見表2。

表4 環(huán)氧中涂漆的性能

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    ⑵設計3個配方待選，所用原料見表5。

表5 基本原料

 配方設計要素：

    固定要素：當量比為0.5；

    變動要素：PVC為35%（1#）、40%（2#）、45%（3#）。

    ⑶對3個配方進行性能檢測，結果見表6。

表6 性能檢測結果

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    根據(jù)試驗結果，2#配方完全滿足設計要求，作為中選配方。3#配方雖然性能也較好，但外觀平整度不及1#和2#，故此剔除。

    2.2.3 聚氨酯面漆的篩選

    ⑴TB/T2393對聚氨酯面漆性能的要求見表7。

表7 聚氨酯面漆的性能

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    ⑵設計2個配方待選，所用原料見表8。

表8 基本原料

 配方設計要素：

    固定要素：當量比為1.07，PVC為18.7%；

    變動要素：加入增塑助劑2%（1#）、4%（2#）。

    ⑶對2個配方進行性能檢測，結果見表9和圖1。

表9 試驗結果

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圖1 漆面失光曲線

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    根據(jù)試驗結果，2#配方完全滿足設計要求，作為中選配方。1#配方只有耐沖擊性稍差。

    2.4 認證工作

    根據(jù)試驗設計工作，將3種涂料試驗結果整合成正式配方，付諸生產(chǎn)。分別通過了鐵科院檢驗認證以及南京浦鎮(zhèn)車輛廠入廠檢驗認證。

    3 現(xiàn)場涂裝

    3.1 表面處理

    在濕度為85%以下的室內廠房進行表面處理。采用噴砂除銹、機械除銹相結合的方式去掉浮銹、氧化皮，除銹等級達到ISO8501要求的Sa2.5級以上。除銹之后在1h內完成清潔吹掃，而后立即進行涂裝施工。

    3.2 涂料的噴涂

    ⑴涂裝工具

    現(xiàn)場進行了空氣噴涂和無氣噴涂試驗，并且進行了對比。確定環(huán)氧底漆采用無氣噴涂，中間漆和面漆采用空氣噴涂。膜厚控制按照公式：

干膜厚度=濕膜厚度×體積固體含量

    ⑵具體涂裝過程

    底漆：表面處理好后立即噴涂底漆，防止底材返銹。底漆調稀后，用涂-4杯測量黏度為30～40s時進行噴涂，效果較好。底漆在24h實干，對焊縫等出現(xiàn)的孔隙用不飽和聚酯膩子修補，間隔12h后用磨光機整體打磨平整，吹掃掉灰塵，準備下一道涂裝。中涂漆：中涂漆是底面漆的過渡層，對于漆膜附著力、面漆外觀至關重要。中涂漆經(jīng)過現(xiàn)場摸索，調稀到黏度為20～25s后進行噴涂，效果較好。涂層均勻、平整、光滑。而后靜置至漆膜實干，稍微用砂紙進行打磨修整，即可噴涂面漆。面漆：采用空氣噴涂方式，調稀到黏度為16～20s后進行噴涂，效果較好。涂層光滑，可以保證漆膜的裝飾性。因為漆膜光澤很高（達到90左右），所以灰塵等缺陷會非常明顯，在噴涂操作之前，噴漆房須進行清整和吹掃，并且嚴格控制配漆過程，防止水汽帶入，影響異氰酸酯的質量。為滿足用戶提高生產(chǎn)效率和規(guī)范生產(chǎn)工藝的要求，對施工工藝進行了摸索并最終確定了工藝流程：表面處理→吹掃清潔→噴涂環(huán)氧底漆→干燥24h→刮涂膩子修整→干燥12h→打磨、清潔表面→噴涂中涂漆→靜置干燥12h→修整并清潔表面→噴涂面漆→自然干燥12h→分色涂裝不同色漆→自然干燥12h→噴涂腰線→噴涂結束→車內總裝涂裝的工藝流程按照實際摸索的噴涂數(shù)據(jù)，確定了每道漆的干燥時間，有效地控制了生產(chǎn)節(jié)奏，能夠保證一臺車從焊接完畢到噴涂完畢僅耗費7d左右的時間。這樣一個工藝每道漆之間的間隔時間比較合理，可以確保每層漆膜之間附著力最佳，既保證了工作效率又保證了涂裝質量。

    3.3 存在的其它問題和解決方法

    ⑴因為客車表面由不同顏色組成，在噴漆分色時用膠帶對已干的面漆黏附保護，出現(xiàn)過有些部位在膠帶黏附后光澤降低的現(xiàn)象。原因分析：膠帶黏附的一面部分有機物脫落在漆膜表面造成的。

    解決方法：在配方設計過程中增加有機硅流平助劑的用量，增加漆膜滑爽度，避免表面黏附現(xiàn)象。

    ⑵涂裝過程中曾出現(xiàn)中涂層干燥后較粗糙的現(xiàn)象，影響面漆裝飾效果。原因分析：噴涂槍壓太高，槍嘴太細，而且施工時恰逢高溫暑熱天氣，溶劑揮發(fā)太快，造成涂料沒來得及流平就已經(jīng)表干。

    解決方法：調低槍壓，增大稀釋比率。

    3.4 涂層評價

    防腐體系配套良好，綜合了底、中、面3道漆的優(yōu)點。很好地滿足了露天運行的車輛在重防腐、抗紫外老化、抗風沙侵蝕方面的要求。采用合適的噴涂方式，效率高且表面光潔、外觀優(yōu)良。復合涂層總膜厚200μm以上，滿足長期防腐要求。

    4 結語

    按照設計的涂料品種配套，在浦鎮(zhèn)25G和25T車輛項目上得到應用，并且可以在較穩(wěn)定和高效的工藝流程下順利涂裝施工，使用效果獲得用戶的肯定。防腐體系選用比較合理，環(huán)氧底漆-環(huán)氧中涂漆-聚氨酯面漆配套性良好，達到鋼質車體進行的防腐涂裝的設計要求。