軌道車輛用環保涂料的分析及發展研究

鄭宏業

摘要：文章介紹了節能環保的汽車涂料以及所囊括的主要類型，以水性涂料為實例，對其在軌道車輛施工中的具體應用進行 詳細闡述，例如與溶劑型涂料在施工條件與方式等方面的區別，并構建了相應的施工涂層體系，探究了基材前處理方法以及 對施工環境提出的要求等問題，最后對環保涂料發展趨向進行分析，論證了環保涂料在軌道汽車中應用的可行性。

關鍵詞：軌道車輛；環保涂料；水性涂料；具體應用；分析

中圖分類號：TQ637 文獻標識碼：A 文章編號：2095-3178（2018）06-0128-01

伴隨著社會經濟的發展與進步，人們環保意識不斷增強，環保 思想流通于社會各個行業中。在涂裝技術行業中，環保涂料的應用 有效迎合了現代社會可持續發展需求，技術也不斷完善與成熟化， 在軌道汽車領域獲得很大的應用空間。在近十余年中，汽車涂料在 耐候性、耐石擊性、外觀裝飾性、藝術性等諸多方面均取得重大突 破。

1 節能環保的汽車涂料

在本世紀初期，世界各國涂料工業發展中在努力提升汽車涂料

性能的同時，給予其環保性高度重視。以往的溶劑型中涂、面漆涂 料逐漸被水性涂料、粉末涂料及高固體分涂料取而代之，演變成現 代環保型汽車涂料發展的潮流。

（1）水性涂料：水是主要溶劑，其將以往的有機溶劑取代，只 含有少許的醇和醚作為助溶劑。和傳統涂料相比，VOC 排放量可減 少 80%以上。但水性溶劑對基材表明質量提出嚴格要求，由于水的 表面張力較大，污染物易使涂抹產生缺陷。此外，該類涂料存管與 運輸時的溫度需在5～30℃之間，存儲穩定期約為3個月[1]。

（2）粉末涂料：是應用固體組分調制而成的一類低 VOC 含量的 涂料，無可會發的容積，生產、存儲與應用環節均不會產生 VOC， 故環保效果優良。在施工期間剩余涂料可和同種粉末混合，保存后 待用，大幅度降低材料浪費率。此外，該涂料還具有成膜穩固、耐 磨耐用等優勢。但其具備覆蓋性能偏低、換色過程繁瑣、對固化條 件要求高等缺點。

（3）高固體分涂料：該涂料生產時候選用了低黏度的聚酯、丙 烯酸樹脂與高固體分的氨基樹脂。在汽車單色面漆、罩光清漆、塑 料專用涂料等方面有較好應用效果。

2 水性涂料在軌道車輛中的施工

2.1施工特點

和溶劑型施工作業相比，因為水性涂料介質特殊，以致兩者在

施工條件與方式等方面存在較大差異。例如與溶劑型涂料相比，在 施工條件上，水性涂料干燥緩慢、易受外界因素影響、采用不同涂 裝方法色澤上存在加大差異、用水洗滌即可等；在施工方法上，水 性涂料可選擇容積數目很少、需預平流10～15min、黏度受水的影響 較大、易產生污染或縮孔等問題。

2.2軌道車輛水性涂料的施工土層體系

當下，與軌道車輛涂層體系相關的有兩種類型：其一是三層體

系（“底漆+中涂+面漆”），其二是四層體系（“底漆+中涂+色漆+清漆”）， 本文以三層體系為實例進行分析，將圖1。

圖 1 涂層體系

2.3基材前處理

和溶劑型涂料相比較，水性涂料對涂裝前處理提出相對嚴苛的要求。因為涂料吸附在基材表層，對涂料的極性分子和基材的極性 分子間的吸引效果產生極大依賴性。在對鋁合金車體行噴砂處理以 后，基材表面粗糙度和比表面積均有不同程度的提升，同時也為涂 層附著提供適宜的表面形狀，增強了機械嚙合效能，有助于提升附 著能力。但也可能因為表層粗糙度過大，以致涂膜厚度降低，粗糙 段殘留空氣，出現涂膜起泡、掉落等質量問題。由此可見，涂層與 底材的吸附能力以及涂膜厚度排布情況均與基材的粗糙度存在相關 性。筆者建議采用25～40目鋼砂行噴砂處理，粗糙度管控在6.5～20.0 μm區間中。

2.4施工環境要求

水是水性涂料的稀釋劑，因為水自身表面張力較大，潤滑性較

差，故可能導致水性漆產生流掛、縮孔等現象，此外，水的蒸發熱 相對較高。故水性涂料施工作業對環境提出相對較高的要求。

施工環境對涂裝質量產生直接影響，建議水性涂料的施工噴漆 室最適溫度為20～26℃，相對濕度為 60～75%，允許溫度為 18～32℃， 允許相對濕度為 35～75%[2]。為確保涂裝施工環境溫度、濕度、清潔 度的適宜性，建議全部噴涂作業均在噴漆房中進行。

2.5水性涂料的施工與注意事項

水性涂料作為新型涂料，和普通涂料相比差別很大，所以其在

施工方面有很大注意事項：①施工期間一定要對噴涂施工設備行防 腐處理，最好選擇不銹鋼與塑料材質的管道、設備等；用完后務必 用去離子水清潔處理；②稀釋期間應密切關注pH 的變化。水性涂料 出廠pH 多為 6.5～7.5，為弱堿性，施工期間應確保水性涂料的乳膠 與最優懸浮狀態，以獲得較好的流平和涂膜效果；③涂料一定要密 封保存，以防水分揮發；④嚴格按照作業指導書施工，以防在特殊 環節這能夠固化劑和水反應，導致效能喪失。

3 現代汽車涂料的發展趨向

新時期下，世界各國給予環境保護一定重視，21世紀汽車用漆

的主要發展趨向可做出如下概述：在適應汽車市場競爭需求與追求 新潮流基礎上，進一步改進與提升汽車涂層外觀的裝飾性（高光澤、 多彩色化以及提升立體感等）、抗摩擦性、抗石擊性以及耐污染性等，

與此同時也要大幅度降低汽車涂裝過程對生態環境的污染。國內外 汽車面漆頻繁應用的本色漆以氨基醇酸型、丙烯酸型、金屬閃光漆 及丙烯酸型為主[3]。在后續的幾年中，面漆的發展趨向是耐劃傷、 耐酸雨。轎車與面包車采用的中層涂料以聚酯型和氨基酸酯型為主，

后續的發展趨向是研發具備抗石擊和耐寒性能聚氨酯中涂，水性中 涂等，汽車底盤采用的涂料應朝著更具抗腐蝕性能的趨向發展。

結束語

總之，汽車涂料是一類對使用要求與技術含量要求很高的涂料，

在現代群體環保意識不斷提升、環保法律日趨完善化的時代中，對 VOC 排放做出的規定也越來越嚴格，水性涂料、粉末涂料等綠色環 保涂料將逐步取代傳統的溶劑型涂料，演變成現代環保型汽車涂料 發展的主流方向。汽車涂料是涂料工業發展的中堅力量，汽車行業 發展也為汽車涂料性能發展的重要動力。

參考文獻

[1]黃春輝，李游，陳仕箐.軌道客車用水性涂料性能研究及

應用[J].機車車輛工藝，2017（05）：47-48.

[2]陳旭，韓玉紅，夏海渤，趙民.水性涂料在軌道車輛上的應 用及影響要素[J].涂料技術與文摘，2017，38（03）：18-23. [3]戴惠新，鄭云昊，朱亞軍，宗艷.提升城軌車輛外觀質量的 研究[J].涂料技術與文摘，2016，37（08）：2-6.