未來鐵路車輛涂料市場發(fā)展趨勢

我國高速機(jī)車產(chǎn)品在試運行階段，曾發(fā)現(xiàn)車身漆膜起泡、開裂;車頭、底架、轉(zhuǎn)向架等部位漆膜被碎石擊破等現(xiàn)象，這不僅影響了機(jī)車的外觀質(zhì)量，而且將縮短使用壽命。通過引入彈性涂料體系可解決這類問題。

高速機(jī)車外表面一般使用環(huán)氧樹脂底漆＋不飽和聚酯膩子＋聚氧酯中涂＋聚氯酯高光面漆的涂料體系。為降低機(jī)車自重，高速機(jī)車車體用板材往往比普通機(jī)車薄，導(dǎo)致車體不平整度增加，造成了機(jī)車外墻局部膩子層厚度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于普通機(jī)車，甚至達(dá)到6～8 mm。在車速提高后，卷起的碎石增多，撞擊力變大，對涂層的破壞力增強(qiáng)。日本“新干線”列車是采用彈性膩子材料解決這一問題的，而德國西門子機(jī)車在底架、排障器、轉(zhuǎn)向架部位采用了厚涂型彈性環(huán)氧面漆或彈性聚氨酯面漆，漆膜厚度達(dá)到1 40 gm 以上，有效減緩了 中擊破壞力。

彈性涂料的基料玻璃化溫度低，在常溫下處于高彈態(tài)，其分子結(jié)構(gòu)由線型長鏈大分子組成，線型大分子間存在少量交聯(lián)鍵，其中鏈段在常溫下能夠移動或轉(zhuǎn)動，是柔順無規(guī)則的線團(tuán)結(jié)構(gòu)。機(jī)車用彈性涂料主要包括彈性環(huán)氧改性不飽和聚酯膩子、彈性環(huán)氧面漆和彈性聚酯改性丙烯酸聚氨酯面漆等。彈性環(huán)氧改性不飽和聚酯膩子可采用添加乙烯基樹脂以及添加柔性環(huán)氧酯樹脂等方法改進(jìn)不飽和聚酯的彈性。

彈性環(huán)氧面漆一般采用雙酚A型縮水甘油醚環(huán)氧樹脂，因其分子結(jié)構(gòu)中含芳環(huán)而有一定的硬度，又因含有醚鍵便于分子鏈的旋轉(zhuǎn)而具有彈性;而固化劑主要選擇韌性好的聚酰胺類，聚酰胺樹脂分子結(jié)構(gòu)中含有較長的碳鏈和極性基團(tuán)，具有很好的彈性和附著力。

彈性聚酯改性丙烯酸聚氯酯面漆屬于厚漿型涂料，其聚酯樹脂單體選用不規(guī)整的、相對分子質(zhì)量大的多元醇時制得的樹脂彈性大，而采用長鏈脂肪酸取代短鏈脂肪酸也可提高彈性;羥基丙烯酸樹脂通過選擇合適的活性基團(tuán)也可提高彈性;氨酯鍵可以形成氫鍵，在外力作用下，氫鍵可分離而吸收外來的能量，當(dāng)外力除去后又可重新再形成 氫鍵， 因此使聚氨酯漆膜具有柔韌性。

機(jī)車和客車車體外墻彈性涂料體系一般為環(huán)氧改性聚氯酯底漆＋彈性環(huán)氧改性不飽和聚酯膩子＋聚氨酯中涂漆＋丙烯酸聚氨酯面漆，底架、轉(zhuǎn)向架和排障器彈性涂料體系一般為環(huán)氧改性聚氨酯底漆＋彈性聚酯改性丙烯酸聚氨酯面漆(總涂層厚度在200 pm 以上)。

施工方面，彈性環(huán)氧改 不飽和聚酯膩子可厚涂、觸變性好、不易垂流，彈性聚酯改性丙烯酸聚氨酯面漆施工黏度大，需用高壓無氣噴涂機(jī)，采用“濕碰濕”噴涂工藝涂裝。

目前我國鐵路車輛用涂料絕大部分是溶劑型涂料，其排放的VOC會對環(huán)境造成污染，如鐵路貨車目前廣泛應(yīng)用的溶劑型厚漿醇酸漆，雖然其不揮發(fā)物含量通常達(dá)到65%以上，但實際的VOC排放量仍達(dá)400～500 g/L，而一些鐵路機(jī)車和客車面漆的VOC排放量則更高。國際上對于涂料的污染 題從標(biāo)準(zhǔn)和法規(guī)方面早有推動。從l 990年起，歐洲和北美開始大量存工業(yè)領(lǐng)域使用水性涂料，并逐漸完善了相應(yīng)的法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)體系， 目前美國對工業(yè)涂料行業(yè)VOC排放的限制為1.8～3.5 Ib/gal，每個工廠每年不超過50 t;歐盟對工業(yè)涂料VOC含量限制為250～540 g/L(~據(jù)涂料種類劃分)。岡此，水性涂料、高固體分涂料、粉末涂料等環(huán)保型涂料產(chǎn)品在鐵路車輛中的應(yīng)用已成為未來發(fā)展大趨勢。

2O世紀(jì)80年代起，德國開始將水性醇酸、乳液型涂料、雙組分水性甄氧底漆等水性涂料用于鐵路車輛。進(jìn)入2l世紀(jì)后，歐美地區(qū)在鐵路客車和貨車領(lǐng)域的水僻涂料體系應(yīng)用非常普遍，如單組分單涂層厚涂型水性丙烯酸涂料、 性雙組分環(huán)氧底漆＋水性單組分丙烯酸面漆、水性雙組分環(huán)氧底漆＋水性雙組分聚氨酯面漆等。

目前已開始存我國應(yīng)用于鐵路車輛制造業(yè)的水性涂料包括廣泛用于墻板內(nèi)側(cè)表面的孔液型水性阻尼涂料以及用于防銹層的水性無機(jī)富鋅底漆、車輛零部件用水性防銹漆等。典型的鐵路車輛水 生涂料體系為：雙組分水性環(huán) 氧底漆＋膩子＋雙組分水性環(huán)氧底蓉十雙組分水性聚氨酯面漆，而目前部分替代溶劑型涂層更為實際，如采用雙組分7K性甄氧底漆＋溶劑型聚氨酯中間層＋溶劑型面漆等。

高固體分涂料固含量達(dá)65%～85%，甚至可以達(dá)到90%，因此VOC排放量可控制在240～360 glL甚至更低，而且它能為鐵路車輛提供性能和工藝的最佳平衡，涂裝效率高，噴涂設(shè)備無需作重大改變，因此在鐵路車輛領(lǐng)域具有很好的發(fā)展前景。bdssslmj.com