淺析水性涂料在軌道車輛的應(yīng)用

1、淺析水性涂料在軌道車輛的應(yīng)用摘要：隨著科技的不斷開展和進(jìn)步，人們的環(huán)保觀念增強(qiáng)，環(huán)保思想深入人心。在涂裝技術(shù)領(lǐng)域，水性涂料彰顯環(huán)保友好性，技術(shù)日趨成熟，在軌道車輛中得到推廣和應(yīng)用。該文全面介紹了水性涂料的特征，結(jié)合軌道交通的特點(diǎn)，分析了對水性涂料的選擇，對其在未來的開展前景進(jìn)行了展望，以期更好地推動軌道交通行業(yè)的開展。關(guān)鍵詞：水性涂料體系選擇應(yīng)用開展前景中圖分類號：U26文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1674-098X202101a-0089-02近年來，國內(nèi)高鐵、地鐵、輕軌等軌道車輛開展得非常迅速，在軌道交通車輛領(lǐng)域，目前以使用溶劑型涂料為主【1】。而溶劑型涂料在使用過程中會釋放出有機(jī)揮發(fā)性物質(zhì)V

2、OC。目前VOC已經(jīng)成為一個重大污染源，對環(huán)境產(chǎn)生巨大危害，污染大氣，使生態(tài)系統(tǒng)受到了破壞。隨著人們環(huán)保意識逐漸增強(qiáng)以及世界各國對VOC排放量要求越來越高，具有環(huán)保、低VOC、節(jié)能等優(yōu)點(diǎn)的水性涂料得到了很大開展并擁有良好的市場及應(yīng)用前景。1水性涂料1.1水性涂料的優(yōu)點(diǎn)水性涂料如水性聚氨酯是以水作為主要溶劑代替了傳統(tǒng)的有機(jī)溶劑，只以少量醇和醚作為助溶劑。從環(huán)保方面來看，由于涂料中不含有機(jī)溶劑，大大減少了VOC排放，減少了對生態(tài)環(huán)境的破壞。從節(jié)約資源來看，與傳統(tǒng)有機(jī)溶劑不同，因?yàn)榭捎盟逑此酝苛系耐垦b工具，減少了溶劑的使用?！?】1.2水性涂料的缺點(diǎn)水性涂料在耐水性、耐溶劑性、耐候性和枯燥速度等

3、方面與傳統(tǒng)有機(jī)溶劑相比有所缺乏，需要進(jìn)行一定的外表處理才能得到較好的附著力。與傳統(tǒng)溶劑相比，水性涂料施工條件更高，這些因素導(dǎo)致水性涂料的能耗較傳統(tǒng)的溶劑型涂料會有所增加，且運(yùn)輸和儲存要求較高，這就增加了其本錢。2軌道車輛用水性涂料體系選擇目前通常在軌道車輛外表面涂料涂裝對其進(jìn)行防護(hù)和裝飾。車體外表面用涂料涂裝體系為“底漆+中層漆+面漆三層體系【4】。2.1底漆底漆直接與基材相連接，作為軌道車輛涂層的第一層，選擇要慎重。其選擇需要從防腐蝕性、附著力、耐化學(xué)品等方面考慮。水性環(huán)氧樹脂分子結(jié)構(gòu)中含有的羥基、醚鍵以及活性環(huán)氧基等強(qiáng)極性基團(tuán)，產(chǎn)生的化學(xué)鍵或電磁吸附讓水性環(huán)氧樹脂具備了優(yōu)良的粘著力、耐化性

4、、絕緣性等優(yōu)異性能，廣泛用于涂料工業(yè)，符合選擇底漆涂料的要求。由于底漆需要有附著力、防腐蝕性、耐化學(xué)品等性能，擁有優(yōu)異的附著力、耐化性以及耐水性等特點(diǎn)的水性環(huán)氧樹脂，作為軌道車輛底漆是一個相當(dāng)好的選擇。2.2中層漆中層漆的主要功能是用于增強(qiáng)漆膜厚度、提高遮蓋力，對底層的平整性和光滑性進(jìn)行修正、填補(bǔ)，提高其外觀性能，并減少紫外線對底層的破壞。一般對中涂漆的要求是：能夠與底漆、面漆良好結(jié)合，具備一定的彈性與填充的性能。通過復(fù)合改性、納米改性、交聯(lián)改性等方法對水性聚氨酯WPU進(jìn)行改進(jìn)，可以得到耐腐蝕、阻燃和節(jié)能環(huán)保等特殊功能的WPU涂料【2】，是中層漆的適宜選擇。GnanaprakasamChris

5、topher等發(fā)現(xiàn)加有油酸的外表改性氧化鋅OA-ZnO和聚合物基體之間的界面相互作用對納米復(fù)合材料的性能有重要影響。將該體系參加水性聚氨酯中可以增強(qiáng)抗腐蝕性。這是因?yàn)閰⒓佑退岬募{米氧化鋅發(fā)生外表改性，從而使納米氧化鋅更加分散，增加了水性涂料的抗腐蝕性。參加改性后的納米氧化鋅的水性聚氨酯的抗腐蝕有顯著的提高。電化學(xué)阻抗譜說明，一定質(zhì)量分?jǐn)?shù)的OA-ZnO水性聚氨酯涂料具有較好的抗腐蝕性。這是因?yàn)楦男缘难趸\納米顆粒在水性聚氨酯涂料中分散均勻，防止腐蝕性物質(zhì)在基材中流動，進(jìn)而防止其腐蝕基材。2.3面漆面漆是軌道車輛的最后一層涂料，需要有裝飾和美觀，外表裝飾和保護(hù)耐磨等功能。而城軌車輛所呈現(xiàn)出的整體效

6、果都需要通過面漆來表達(dá)，分為金屬漆和罩光清漆。WPU涂料作為綠色涂料，由于具有優(yōu)異的耐污染、耐磨性，符合汽車面漆的裝飾、耐磨、環(huán)保等要求，同時(shí)也有裝飾作用，是軌道車輛面漆的優(yōu)良選擇。WuGM等利用氨基苯甲酸改性萜烯基環(huán)氧樹脂制備了陰離子多元醇分散體T-PABA，然后利用該分散體與六亞甲基二異氰酸酯交聯(lián)制備了新的WPU復(fù)合水性涂料，該涂料具有良好的耐熱性能。通過熱重分析研究其耐熱性能，發(fā)現(xiàn)50%的重量損失溫度在400420。該水性涂料具有良好的粘著力、耐磨、防污等性能。3國內(nèi)軌道車輛水性涂料目前，在軌道車輛上主要使用的水性涂料有：用于機(jī)車車內(nèi)及底架上的乳液型阻尼涂料、用于底漆的水性環(huán)氧樹脂和水性

7、聚氨酯涂料、用于面漆的水性聚氨酯涂料等【4】。3.1乳膠型涂料隨著車體振動，車速提高，車輛的噪聲會顯著增加。水性阻尼涂料因?yàn)榫哂袦p振、隔音降噪功能而廣泛應(yīng)用于軌道車輛中。阻尼涂料可直接噴涂于結(jié)構(gòu)外表，所以便于施工，而橡膠阻尼材料遇到結(jié)構(gòu)復(fù)雜的外表時(shí)會出現(xiàn)施工困難的問題，在使用阻尼涂料時(shí)那么會防止該問題，表達(dá)了其優(yōu)越性。水性阻尼涂料作為一種具有優(yōu)良抗振、隔熱、減噪、防腐、阻燃等性能的功能型涂料，主要用于機(jī)車車內(nèi)及底架上。3.2水性環(huán)氧樹脂涂料由于水性環(huán)氧樹脂分子結(jié)構(gòu)中的強(qiáng)極性基團(tuán)產(chǎn)生的電磁吸附或化學(xué)鍵讓水性環(huán)氧樹脂具備了易固化、粘附力強(qiáng)、耐化學(xué)藥品、電絕緣性等優(yōu)異性能。由于環(huán)氧樹脂乳液的戶外耐候

8、性較差，因此水性環(huán)氧樹脂涂料主要用作防腐底漆而不作為中層漆或者面漆。3.3水性聚氨酯涂料相對于傳統(tǒng)PU涂料，WPU涂料具有無毒、低VOC等特點(diǎn)，是節(jié)約資源、環(huán)保的水性涂料。而改性之后的WPU涂料在耐蝕性、耐磨性、附著力等方面不遜于傳統(tǒng)的PU涂料。通常利用改性的二異氰酸酯及含羥基的多元醇經(jīng)聚加成反應(yīng)制成WPU，由于異氰酸酯和多元醇種類具有多樣性，所以得到水性聚氨酯具有各種形態(tài)的優(yōu)異性能。利用復(fù)合改性、納米改性、交聯(lián)改性、納米改性等方法改性的WPU，將會在汽車涂料領(lǐng)域得到更多的應(yīng)用。德國國有鐵路公司使用WPU涂料作為軌道車輛的底漆和面漆都有過成功應(yīng)用的實(shí)例。4水性涂料在軌道車輛中的應(yīng)用展望與傳統(tǒng)溶

9、劑不同，水性涂料是以水為分散介質(zhì)，防止了傳統(tǒng)溶劑給環(huán)境帶來污染的問題。通過改性等方法，水性涂料有著良好的附著力、耐化學(xué)性、耐腐蝕性，還有裝飾、美觀等功能；其性能不遜于傳統(tǒng)的溶劑型涂料。目前環(huán)保、節(jié)能、低碳乃是軌道車輛甚至整個工業(yè)的開展趨勢，水性涂料因?yàn)榫哂协h(huán)保、節(jié)能、低碳等優(yōu)點(diǎn)在軌道車輛行業(yè)中具有良好的市場及應(yīng)用前景。雖然目前水性涂料在對工件外表前處理、溫度濕度的控制、面漆修補(bǔ)等方面有所缺乏，但通過努力和創(chuàng)新，水性涂料會在軌道車輛中得到廣泛應(yīng)用。參考文獻(xiàn)【1】歐陽曉，張理，于峰.水性涂料在軌道車輛上的應(yīng)用J.現(xiàn)代涂料與涂裝，2021，1812：7-10.【2】許凱翔，楊建軍.功能型水性聚氨酯建