疫情下的大基建，机车涂料面临新机遇，你准备好了吗？
2020/08/11
一、背景描述
全面实现小康社会的第一年，却以不健康的疫情开局，给2020年本就面临的严峻而复杂的经济形势又蒙上了一层阴影，疫情为2020年中国经济增长带来难以预估的巨大损失，要想在十三五最后一年有所建树，基建的拉动无疑最为直接有效。
轨道交通投资有利于缓解交通压力、提高整个社会通勤效率，是基建补短板的重点领域；同时，在基建方面，公路已过剩，轨道交通尤其是城市轨道尚有较大空间。截至2020年1月份，就有200多个来自铁路、公路、市政、轨道交通等领域和海外的基建项目及标段中标，总中标额高达3224多亿元。
二、机车涂装沿革
80年代初，中车公司组织进行了客车高性能涂料的试验研究，环氧酯防锈底漆、环氧酯腻子、丙烯酸醇酸面漆等单组分涂装体系相继应用。2002年中铁发布了144号文件，25K、25G部备客车采用双组份涂装体系，涂装工艺经历了单组份涂料体系向双组份涂料体系的过渡。
对于单组份体系与双组份体系的试验和实际应用表明：双组份涂料喷涂前虽然需要执行主剂与固化剂的配比调配和熟化过程，但交联型干燥机理的双组份体系施工性和物理化学指标都要优于自干成膜的单组份体系，同时提高了涂层使用寿命和外观装饰性。
随着科学技术的发展，各行各业涂料的发展向更便捷、清洁的方向转化，呈现出水性化、高固体份化、无溶剂化的三大趋势。涂料根据形态可分为液体涂料和固体涂料，固体涂料以粉末涂料为主，应用于内饰零部件表面涂装，和低速车的窗框装饰；液体涂料有溶剂涂料、水性涂料，按照组成可分为单组份涂料和双组份涂料，有车间底漆、防锈漆、腻子、中涂漆、面漆、清漆、重防腐涂料、阻尼涂料等。
三、机车底材前处理工艺
机车涂料的底材按应用分为基础底材和涂层底材，不同的底材对处理的要求不同。
基础底材处理，是指涂料涂装前对板材、型材或是部件进行表面处理，处理方法有物理处理法和化学处理法。
物理处理包括手工打磨和抛丸喷砂，手工打磨由于生产效率低，职工劳动强度大、质量不稳定，仅适用于局部修补而不适应批量作业。高铁动车车体手工打磨部位粗糙度允许值为Ra3.2～12.5µm。
抛丸喷砂工艺是最彻底、最通用、最迅速、效率最高的清理方法，适用于大面积的作业，需根据基础底材的材质和厚度选择砂料。TB/T2879.4《金属和非金属材料表面处理技术条件》中，对表面清洁度和粗糙度要求分别为：“抛（喷）射除锈后的钢材表面，除锈等级应达到GB/T8923中的Sa2.5级”，“抛（喷）射除锈后的钢件表面粗糙度为Ra12.5～50µm （铸件除外）”。高铁动车采用铝合金车体，表面粗糙度要求为Ra5～12.5µm。如CRH3-350车体涂装前喷砂处理采用46目的棕刚玉进行喷砂，对于无法有效喷砂的死角部位允许手工打磨，施工后要求表面粗糙度均匀，为Ra3.2µm～12.5µm。
四、机车涂装体系
目前除不锈钢车体外，多数轨道客车通常在外表面采用涂料涂装的方法进行防护和装饰，因此所用涂料及涂装体系的性能与车辆寿命关系很大。
机车涂料绝大多数还是溶剂型的涂料，VOC高，对环境造成了严重的污染，例如普遍在用的铁路货车，虽然涂料不挥发物含量在70%以上，实际VOC排放任然高达500g/L左右，面漆的不挥发物比底漆低，VOC排放更高。
考虑机车涂料的污染问题，环保法案国际上对于涂料的污染问题从标准和法规方面早有推动。从l990年起，欧洲和北美开始大量在工业领域使用水性涂料，并逐渐完善了相应的法规和标准体系。
我国新的GB30981-2019的标准颁布实施，水性涂料、高固体份涂料和粉末涂料等环保型涂料产品在铁路车辆中的应用已成为未来发展大趋势。
动车组车体外表面用水性涂料涂装系为“底漆＋腻子＋中涂＋面漆；底漆+腻子+中涂+底色漆+罩光清漆”，与大多数铁路客车和机车的现用涂装体系相同。两种车辆使用的涂料也属同一类别：底漆均为双组分环氧底漆(60-80μm)，腻子用聚酯腻子找平（>0.5mm），中涂是双组分聚氨酯（40-60μm），面漆为聚氨酯色漆、清漆（40-60μm）。
目前市场无论动车组还是客车，车体均为焊接成型，导致需要大量腻子找平，因此完整涂装体系的厚度通常为0.2-0.5mm， 最高可达到1mm以上。客车或动车组运行过程中涂层的失效通常首先表现在面漆的失光或变色，当然也有涂膜起泡、脱落、划伤、磨损或其他原因。由于这两种车辆的运用环境不同，即使某种体系涂料在客车上表现良好，但用在动车组上有可能很快出现问题， 车辆的使用环境是这种差别的主要原因。动车组在隧道、涵洞等空间高速交汇时，由于气压的关系，会车体侧板的变形严重，这就对涂装体系的整体性能提出了更高的柔韧性要求。
五、机车涂料参考标准
1、铁路机车车辆用防锈底漆（TB T 2260-2017）；
2、铁路机车车辆用面漆供货技术条件（TB/T 2393—2001）；
3、铁路机车车辆阻尼涂料供货技术条件（HG/T 5058-2016）。
其中《铁路机车车辆用面漆供货技术条件》对腻子、中涂漆、面漆进行了性能要求，规范低速轨道客车涂料的选择。
六、成功案例
地铁车辆Metro 大巴原厂漆和修补漆
汽车修补漆
缘禾（原源禾）化工是德国科思创公司Covestro（原拜耳材料科技），湛新纽佩斯公司，Supercolori 等公司的一级代理商。主要经营的产品：科思创（原拜耳）的水性聚氨酯分散体、水性固化剂、水性羟基丙烯酸分散体、溶剂型树脂、溶剂型固化剂；湛新纽佩斯溶剂型树脂；及水性哑光树脂、手感助剂、绒毛粉、增稠剂、润湿剂等环保型原材料。应用领域：水性工业涂料、水性地坪及墙面涂料、水性木器涂料、水性塑料涂料、水性柔感涂料、水性轨道交通涂料、水性可剥离涂料、水性哑光光油、水性纺织浆料、水性纺织涂布、水性皮革涂饰、水性油墨，纸张印刷，导电涂料及其他特种涂料等。
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