赵香国 陈玮 岳书静

摘要：结合水性涂料与轨道车辆的实际特点，对轨道车辆用水性涂料的体系选择进行了分析，指出水性涂料的优势所在;探讨轨道车辆用水性涂料的施工工艺;对未来水性工业涂料在轨道车辆中的应用进行展望，认为其所拥有的绿色环保优势极为突出，且其现有的施工困难也会随着技术发展而不断克服，因此水性工业涂料在轨道车辆中的应用是大势所趋。

关键词：水性涂料;轨道车辆;工艺

轨道车辆用水性涂料的应用，契合了轨道交通行业绿色化、环保化发展的必然趋势，是未来轨道车辆涂装的基本选择。就传统的溶剂型涂料而言，其本身具有的性质特点决定了其需要应用到大量的有机溶剂，这些有机溶剂本身就存在较大的毒性，一方面会增加施工现场的危险性，直接损害施工人员的身体健康，也是火灾、爆炸等恶劣事故出现的不安定因素;另一方面，这些溶剂一旦排放进入大气中，会造成严重的污染后果，与可持续发展的理念相互背离。水性涂料本身以水分散介质，因此其涂装过程中所产生的挥发性有机化合物总量较少，其特有的化学性质使得在节能环保方面拥有着卓越的优势。

1 轨道车辆用水性涂料体系选择

1.1 底漆

在所有车辆的涂装体系中，底漆都是涂装施工的起始环节，其涂装效果如何，直接影响着体系的整体质量，特别是底漆的层间附着力与防腐能力更是对最终的涂装效果产生着基础性的影响。因此，在对底漆涂料体系进行选择的过程中，应当对不通水性涂料进行对比，比较判断的标准应当是附着力、防腐性等要素，同时，考虑到水性涂料涂装施工中通常腻子层是调节平整度的主要方式，因此为了保证施工流程的有效对接以及施工效果的持久性，在底漆选择中要有限选择与基材、腻子层附着良好的材料。水性环氧树脂分子结构中含有醚键、羟基以及活性环氧基等强极性基团，这些基团的存在使环氧树脂分子与相邻界面产生电磁吸附或化学键。综合水性环氧树脂优异的附着力、耐化学品腐蚀以及耐水性等特点，选择以水性环氧涂料作为底漆。

1.2 中涂漆

中涂漆也是轨道用水性涂料体系中的关键环节，中涂漆的应用，可以有效提高涂装对象表面的平整度与光滑度，使得面漆涂层的丰满度得以增强，达到良好的涂装表现。一般来货，在选择水性工业涂料应用于轨道车辆涂装施工时，应当优先选择水性聚氨酯材料，该材料通常通常由二异氰酸酯和多元醇经聚加成反应制成。鉴于异氰酸酯和多元醇种类的多样性，得到的聚氨酯可以是从软到硬、从脆到韧、从高弹性到有一定刚性的各种形态的产品，适用范围广阔。

1.3 面漆

在轨道车辆的涂装体系中，面漆是最终体系，且面漆的涂装效果是轨道车辆整体涂装效果最为直观的反映。面漆既要体现满足轨道车辆的装饰性需求，具有鲜明的颜色与质感，同时又要考虑到轨道车辆运转过程中所接触到的复杂性，为轨道车辆提供保护作用。因此，面漆材料必须具有较高的耐污染性、耐腐蚀性、耐老化性，且应当达到涂膜干燥快、保光保色好的要求，以维护轨道车辆涂层的持续性。传统的环氧涂料耐久性较为薄弱，在紫外线照射后很容易降解粉化，因此其作为面漆材料显然无法充分满足轨道车辆的现实需求，而采用水性聚氨酯涂料则可以有效解决这一问题，其在配漆稳定性、低温成膜性等方面具有突出的优势，制备与施工过程相对便捷，且本身具有硬度高、柔韧性好、附着力高、抗黄变性的优势，这也与轨道车辆装饰与保护并举的涂装需求相互契合。

2 轨道车辆用水性涂料的施工工艺

2.1 施工环境要求

施工环境的差异可能直接转化为最终涂装效果的差异，水性涂料施工中，最佳温度应当控制在20-26℃之间，最佳食度为60-75%左右，为了达到这一目标，通常应当对喷漆室内的送风装置增设相应的温湿调节配件，通过有效的人工干预营造最佳的施工环境。同时，在喷涂过程中应当保证施工环境的独立性，最大程度排除外界因素对施工的干扰，全程必须在装配有上送下吸式送风系统的喷漆房中完成，保证进风清洁度，尽可能降低空气中杂质对于涂装质量产生的影响。

2.2 表面处理

对于水性材料来说，将其喷涂在基材表面并保持长期的涂装效果，所依托的基本原理是涂料中极性分子与基材表面分子间的相互作用，这也是表面处理施工工艺得以展开的基本逻辑。因此，在涂装之前需要对基材进行喷砂处理，是一项关键性的工作。喷砂处理可以从有效提升表面的粗糙程度，并在客观上扩展原有的基材表面积，使得其吸引作用能相应递增，提升涂装效果的持续性;同时，喷砂处理后所营造的表面粗糙度，可以为部分涂料的质量提供支撑，从而有效避免消除流挂等影响涂装效果的情况，这一方法在应用到大面积垂直涂装的表面施工时，往往具有更为突出的效果。当然，这并不意味着要一味地追求表面粗糙程度的提升，如果表面过度粗糙，那么在涂料量相同的情况下，涂装粗糙表面所产生的涂层厚度，与相应的光滑表面相比存在明顯的劣势，在波峰处这种现象更为明显，这也就意味着涂装可能无法满足基本的厚度要求，也降低了其使用年限，造成后续的维护浪费;同时，如果粗糙度过高，那么在进行涂装施工时往往会对空气产生截留效果，外在杂质的引入会增加涂层质量的不确定性，使得其出现气泡、脱落的情况。通常来说，选用24～40目棕刚玉进行喷砂处理，粗糙度范围控制在6.5～20 μm，则可以达到较为适宜的表面粗糙度目标。

2.3 底漆

根据底漆一次成膜厚、外观要求低于面漆的特点，采用高压无气喷涂工艺，喷涂压力：48∶1;喷涂黏度DIN6号杯（20 ℃）：60～80 s;枪嘴口径：0.33～0.38 mm;空气压力：0.4～0.7 MPa。底漆喷涂结束后，需要在漆房通风环境下干燥1 h以上，待漆面表干（漆面用手触不发黏）后，60 ℃烘干7 h，干膜厚度40～80 μm。

2.4 中涂漆

中涂漆采用空气辅助雾化高压喷涂工艺，喷涂压力：30∶1;喷涂黏度DIN6号杯（20 ℃）：25～40 s;喷嘴型号：413或者415;空气压力：0.4～0.7 MPa。中涂喷涂结束后，需要在漆房通风环境下干燥2 h以上，然后在15 ℃以上干燥16 h以上，干膜厚度40～60 μm。

2.5 面漆

面漆对施工工艺和环境要求较高，采用“湿碰湿”两遍空气喷涂工艺，环境温度和湿度要求：15～25 ℃、30%～75%;喷涂黏度DIN 6号杯（20 ℃）：20～25 s;喷嘴口径：1.3 mm;空气压力：0.4～0.7 MPa。面漆喷涂结束后，需要在漆房通风环境下干燥2 h以 上，然后在15 ℃以上干燥16 h以上，干膜厚度30～60 μm。

3 水性工业涂料在轨道车辆中的应用展望

轨道车辆用水性涂料在实践中展现出了较为显著的优势，其本身构成中不含有游离TDI等有毒重金属，这契合了现代轨道车辆绿色环保的发展方向，同时其毒性与燃烧烟密度均达到了BS6853的要求，拥有传统材料无法比拟的防火性能，这也使得其在提升轨道车辆涂装安全性方面贡献着重要作用。2011年，新加坡C151A型地铁正式投放以来，其所使用的水性涂装材料已经赢得了车组人员的一致肯定。

虽然水性工业工业涂料在轨道车辆的应用中，对于施工环境具有较为严苛的要求，且其施工流程的控制内容较为复杂，但是总体而言其所拥有的的节能、环保等优势使得其在轨道车辆涂装中具有极高的应用价值。且必须注意到的是，当前水性工业涂料在轨道车辆中的应用历程并不长，相关的技术体系尚未完全成熟，但是已经可以达到较为突出的涂装效果，因此随着施工的持续扩展，以及工艺、环境、设备等技术性条件的更新迭代，未来轨道车辆用水性涂料的施工难度也会有效降低，实现对多元化轨道车辆的全面覆盖。

参考文献

[1]欧阳晓东，张理，于峰. 水性涂料在轨道车辆上的应用[J]. 现代涂料与涂装，2015，18（12）：7-10.