表面處理方面的資料鐵路客車(chē)用雙組分涂料現(xiàn)狀

1、.鐵路客車(chē)用雙組分涂料現(xiàn)狀(一)hc360慧聰網(wǎng)涂料行業(yè)頻道 2004-02-10 11:37:46    摘要 : 概述鐵道客車(chē)全面采用雙組分涂料的情況 , 測(cè)試了部分涂料的耐鹽霧或耐老化性能 , 評(píng)述了部分產(chǎn)品的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)及測(cè)試方法 , 對(duì)含氟涂料的應(yīng)用提出了看法。      關(guān)鍵詞 : 客車(chē) ; 涂料 ; 涂裝系 ; 含氟涂料     新造鐵路客車(chē)外表面采用的涂裝系一般為 : 表面處理加預(yù)涂底漆 , 底漆 1 2 道 , 膩?zhàn)?3 5 道 , 中間涂層 1 道 , 面漆 2 4 道 ( 分色

2、 ) 。從 20 世紀(jì) 90 年代初以來(lái) , 主要使用單組分涂料構(gòu)成的涂裝系 , 其中底漆主要為環(huán)氧酯類(lèi) , 加上環(huán)氧酯膩?zhàn)?, 面漆多為丙烯酸改性醇酸磁漆 , 通常不使用中涂層。從實(shí)際使用情況看 , 這種涂裝系由于面漆漆膜硬度較低 , 耐老化性能不好 , 相當(dāng)一部分車(chē)輛在運(yùn)用一年半的時(shí)間內(nèi)已開(kāi)始出現(xiàn)粉化、褪色及起泡、脫落等現(xiàn)象。有鑒于此 , 從 2001 年底鐵道部有關(guān)部門(mén)決定采用更高檔次的涂料 , 并從 2002 年下半年開(kāi)始 , 在新造鐵路客車(chē)上開(kāi)始采用。     1 涂料的選擇     目前鐵道客車(chē)的運(yùn)用情況是 : 根據(jù)運(yùn)用時(shí)

3、間或走行公里數(shù)安排段修 ( 輔修 ) , 通常每 (1.5 2) 年進(jìn)行一次 , 主要是對(duì)走行部 ( 轉(zhuǎn)向架 ) 進(jìn)行維護(hù) ; 每 3 次段修后 ( 即每 7 8 年 ) 進(jìn)行廠修 ( 大修 ) , 對(duì)客車(chē)進(jìn)行全面維護(hù)。按當(dāng)前涂料的使用狀況 , 醇酸類(lèi)面漆 ( 包括醇酸和丙烯酸改性醇酸面漆 ) 在經(jīng)過(guò) 1 年左右的運(yùn)行之后 , 會(huì)出現(xiàn)明顯的粉化和褪色現(xiàn)象 , 因此在每次段修時(shí)為了美觀 , 均整車(chē)重涂面漆。     理論上說(shuō) , 丙烯酸改性醇酸面漆的性能應(yīng)優(yōu)于普通醇酸面漆 , 但在運(yùn)用過(guò)程中發(fā)現(xiàn)其老化性能并沒(méi)有明顯改善。在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)進(jìn)行的紫外熒光燈 (QUV) 加速老

4、化試驗(yàn)結(jié)果也已證明了這一點(diǎn) : 在 200h 試驗(yàn)后 , 有些樣品的失光和粉化情況甚至不如普通醇酸漆。     聚氨酯面漆、特別是脂肪族丙烯酸聚氨酯面漆的性能明顯優(yōu)于醇酸類(lèi) , 目前國(guó)內(nèi)外橋梁、建筑等要求較長(zhǎng)壽命的結(jié)構(gòu)很多均使用這類(lèi)樹(shù)脂面漆。部分實(shí)際使用聚氨酯面漆的鐵路客車(chē)在運(yùn)用 4 年后 , 雖在第一次段修時(shí)未經(jīng)重涂面漆 , 其表面狀況仍然不錯(cuò) , 只有極輕微的粉化和褪色現(xiàn)象。     根據(jù)鐵道行業(yè)的特點(diǎn) , 面漆的保光、保色和抗粉化性能是影響車(chē)輛外觀的主要因素 , 從漆膜的常規(guī)性能上看 , 聚氨酯面漆的硬度、抗劃傷性和質(zhì)感均比較好

5、 , 因此確定采用雙組分聚氨酯類(lèi)面漆全面替代醇酸類(lèi)面漆。作為配套 , 底漆選用雙組分環(huán)氧或環(huán)氧聚氨酯類(lèi)涂料 , 配合不飽和聚酯膩?zhàn)?( 原子灰 ) 和雙組分環(huán)氧或聚氨酯中涂層 , 構(gòu)成鐵路客車(chē)雙組分涂裝系。     為了篩選出好的涂料產(chǎn)品 , 2002 年初開(kāi)始對(duì)部分廠家提供的樣品進(jìn)行比對(duì)試驗(yàn)。根據(jù)比對(duì)試驗(yàn)結(jié)果 , 鐵路客車(chē)生產(chǎn)廠在 2002 年下半年已開(kāi)始全面使用雙組分涂料。     作為試驗(yàn) , 鐵道部在 2002 年還對(duì)大連振邦氟涂料股份有限公司生產(chǎn)的氟碳漆進(jìn)行了整車(chē)試涂。     2 試驗(yàn)結(jié)果 &

6、#160;   比對(duì)試驗(yàn)的樣品均由涂料廠提供 , 底漆為雙組分環(huán)氧或聚氨酯防銹漆 , 面漆均為脂肪族聚氨酯 , 并按統(tǒng)一色標(biāo) ( 白色 : RAL9003 ; 紅色 :RAL3020) 提供涂膜樣板?？紤]到底漆的耐腐蝕性和面漆的耐老化性是其中的關(guān)鍵項(xiàng)點(diǎn) , 也是采用此類(lèi)涂裝系的主要目的 , 因此對(duì)底漆樣板僅進(jìn)行耐中性鹽霧試驗(yàn) , 面漆樣板進(jìn)行耐人工氣候加速試驗(yàn)。按照鐵道行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) TB/ T 2260 - 2001 鐵路機(jī)車(chē)車(chē)輛防銹底漆和 TB/ T 2393 - 2001 鐵路機(jī)車(chē)車(chē)輛面漆的要求 , 底漆樣板 (100mm × 150mm , 干膜厚 70 m ,

7、 劃痕 ) 應(yīng)通過(guò) 500h 鹽霧 , 面漆應(yīng)達(dá)到 QUV 老化試驗(yàn) 1000h 的指標(biāo)要求。表 1 和表 2 分別為部分廠家的底漆和面漆樣板的測(cè)試結(jié)果。     表 1 防銹底漆耐鹽霧試驗(yàn)結(jié)果     序號(hào) 500h 鹽霧試驗(yàn)結(jié)果 結(jié)論     1 板面上無(wú)泡、無(wú)銹 ; 劃痕處± 2mm 范圍內(nèi)有個(gè)別小泡 ; 劃痕處銹蝕無(wú)擴(kuò)展    合格     2 板面無(wú)起泡、不生銹 , 外觀良好 ; 劃痕處銹蝕無(wú)擴(kuò)展  

8、60; 合格     3 板面無(wú)起泡、不生銹 , 外觀良好 ; 劃痕處銹蝕寬度 < 1mm    合格    4 板面無(wú)銹 , 靠近劃痕處± 30mm 范圍內(nèi) 出現(xiàn)大量細(xì)小泡 ; 劃痕處銹蝕寬度 < 1mm    不合格     5 板面上出現(xiàn)中 大泡 , 靠近劃痕處 ± 10mm 范圍內(nèi)有大量中 小泡 ; 劃痕處銹蝕寬度 < 1mm   不合格     6

9、板面上成片起泡 , 劃痕附近尤甚 ; 劃痕處銹蝕寬度 1mm     不合格     7 板面無(wú)銹 , 靠近劃痕處± 10mm 范圍內(nèi)出現(xiàn)個(gè)別小 中泡 ; 劃痕處銹蝕無(wú)擴(kuò)展板面上出現(xiàn)大量細(xì)小泡 , 面積約占 1/ 3    不合格     8 劃痕處± 15mm 范圍內(nèi)有少量小 中泡 ; 劃痕處銹蝕寬度 < 1mm    不合格     9 板面無(wú)銹 , 靠近劃痕處± 1

10、0mm 范圍內(nèi)出現(xiàn)少量中 大泡 ; 劃痕處銹蝕無(wú)擴(kuò)展    不合格     注 : TB/ T 2260 - 2001 要求指標(biāo) : 板面無(wú)起泡、不生銹 ; 劃痕處銹蝕寬度 2mm ( 單向 ) 。 鐵路客車(chē)用雙組分涂料現(xiàn)狀(二)hc360慧聰網(wǎng)涂料行業(yè)頻道 2004-02-10 11:37:46    3 結(jié)果討論     3.1 底漆     一般認(rèn)為 , 雙組分防銹底漆的性能相對(duì)單組分漆來(lái)說(shuō)性能明顯占優(yōu) , 但從表 1 中的試驗(yàn)結(jié)果看耐鹽霧

11、性能并不是都很好 , 合格的不到一半 , 此狀況接近于原大量使用的單組分環(huán)氧酯防銹漆。從試驗(yàn)結(jié)果看 , 500h 試驗(yàn)后多數(shù)不合格的樣板存在起泡現(xiàn)象 , 而銹蝕擴(kuò)展情況并不嚴(yán)重。筆者認(rèn)為原因有以下方面 : (1) 對(duì)標(biāo)準(zhǔn)不了解。部分廠家的產(chǎn)品并未按鐵道行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)真進(jìn)行過(guò)試驗(yàn) , 雖然曾做過(guò) 500h 甚至更長(zhǎng)時(shí)間的鹽霧試驗(yàn) , 但并不是劃痕板 ;(2) 樣板的劃痕銹蝕擴(kuò)展并不嚴(yán)重 , 說(shuō)明其組分中緩蝕性顏料起了作用 , 起泡可能主要還是因?yàn)闃?shù)脂的耐水性不好 , 或者是胺值與環(huán)氧值的比例不對(duì)即交聯(lián)不完全 , 從而導(dǎo)致起泡 ; (3) 聚氨酯樹(shù)脂作防銹漆性能并不好。據(jù)廠家介紹 , 不合格產(chǎn)品中部分

12、產(chǎn)品采用了聚氨酯樹(shù)脂作為成膜物質(zhì) , 在鹽霧試驗(yàn)的連續(xù)高濕環(huán)境下性能并不理想 , 這可能是其產(chǎn)品不合格的主要原因之一。     表 2 面漆 1000h 耐人工氣候加速試驗(yàn)結(jié)果     注 : (1). 根據(jù) GB/ T 1766 - 1995 色漆和清漆涂層老化的評(píng)級(jí)方法的規(guī)定 , 按“裝飾性漆膜綜合老化性能等級(jí)的評(píng)定”進(jìn)行評(píng)價(jià) , 評(píng)級(jí)分為 0 5 共 6 個(gè)等級(jí) : 0 級(jí)最好 , 5 級(jí)最差 ;     (2). 試驗(yàn)條件 : 光源為 UV - B (313nm) 燈管。每一循環(huán)試驗(yàn)條件為 : U

13、V 光照 , 60 , 4h ; 冷凝 , 50 , 4h ;     (3). TB/ T 2393 - 2001 要求指標(biāo) ( 類(lèi)面漆 ) : 2 級(jí) ( 失光 3 級(jí) , 變色 2 級(jí) , 粉化 1 級(jí) , 泛金 2 級(jí) , 斑點(diǎn) 2 級(jí) , 沾污 2 級(jí) , 裂紋 3 (S1) 或 2 (S2) 級(jí) , 起泡 2 ( S2) 或 1 ( S3) 級(jí) , 長(zhǎng)霉 2 ( S2) 級(jí) , 脫落 0 級(jí) , 生銹 1 (S1) 級(jí)。     3.2 面漆     面漆的試驗(yàn)結(jié)果比想象的要差 , 僅有 1/

14、 3 產(chǎn)品合格 ( 2 級(jí) ) 。根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果 , 多數(shù)產(chǎn)品的粉化程度并不嚴(yán)重 , 失光和變色是主要問(wèn)題 , 但據(jù)了解多數(shù)廠家提供的是丙烯酸聚氨酯面漆 , HDI 多采用 BAYER 公司的 3390 或 N75 , 顏料也多為進(jìn)口產(chǎn)品 , 理論上紅色顏料不如白色顏料 , 但出現(xiàn)如此眾多不合格樣品的原因又是什么呢 ? (1) 按國(guó)家或化工行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) , 耐老化性能要求為廣州地區(qū)老化一年 , 此項(xiàng)指標(biāo)可操作性太差 ; 而 2001 年頒布執(zhí)行的 TB/ T 2393 鐵道行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)有些涂料生產(chǎn)廠家并不了解。 (2) 耐老化性能屬型式檢驗(yàn)項(xiàng)目 , 用戶(hù)很少要求提供型式檢驗(yàn)報(bào)告 , 加上設(shè)備能力問(wèn)題 ,

15、 涂料廠實(shí)際上對(duì)涂料的耐老化這一內(nèi)在性能并不了解 , 測(cè)試很少或根本沒(méi)有 , 當(dāng)然也可說(shuō)是重視程度不足。 (3) 涂料測(cè)試的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中有多種 , 如 GB/T 1865 - 1997 漆膜老化 ( 人工加速 ) 測(cè)定法 ,GB/ T 1118911 - 1989 非金屬材料曝露試驗(yàn)用的有水和無(wú)水光曝露設(shè)備 ( 氙弧型 ) 及實(shí)施方法 ,GB/ T 1118912 - 1989 非金屬材料曝露試驗(yàn)用的有水和無(wú)水光曝露設(shè)備 ( 碳弧型 ) 及實(shí)施方法 ,GB/ T 11190 - 1989 色漆、清漆、噴漆及有關(guān)產(chǎn)品的水 - 光曝露設(shè)備 ( 碳弧型 ) 及實(shí)施方法 ,GB/ T 16259 - 1

16、996 彩色建筑涂料人工氣候加速顏色老化試驗(yàn)方法 , 以及 GB/ T 14522 - 1993 機(jī)械工業(yè)產(chǎn)品用塑料、涂料、橡膠材料人工氣候加速試驗(yàn)方法等。根據(jù)光源的種類(lèi) , 可以將上述老化試驗(yàn)方法分為 3 種類(lèi)型 , 即氙燈型、碳弧型和紫外熒光燈型 , 三種光源的光譜曲線(xiàn)不同 , 能量分布不一樣 , 各種方法的測(cè)試結(jié)果不具可比性。     原鐵道行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) TB/ T 2393 - 93 中規(guī)定的老化性能試驗(yàn)同化工行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)一樣 , 為廣州地區(qū)曝曬一年 , 實(shí)際上無(wú)法實(shí)施 , 這就容易造成涂料常規(guī)性能檢驗(yàn)合格 , 而實(shí)際上涂膜耐久性太差的情況出現(xiàn)。 2000 年在

17、TB/ T 2393 修訂中 , 改為耐人工氣候加速試驗(yàn) , 采用 QUV (UVB) 老化試驗(yàn)方法 , 并將面漆產(chǎn)品分為兩類(lèi) , 類(lèi) ( 以醇酸漆為代表 ) 要求老化時(shí)間為 200h , 類(lèi) ( 聚氨酯漆為代表 ) 為 1000h 。 QUV 方法在國(guó)際上得到廣泛應(yīng)用 , 而且試驗(yàn)時(shí)間相對(duì)較短 , 具有一定的可比性。     筆者通過(guò)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn) , 目前市售的部分汽車(chē)修補(bǔ)用面漆 , 如果不罩清漆的話(huà) , QUV 試驗(yàn)的保光性能并不太好 , 但實(shí)際使用中反映卻還可以 , 這可能是緣于汽車(chē)表面可以?huà)伖獯蚰?。鐵路客車(chē)的運(yùn)用條件與汽車(chē)完全不同 , 首先是運(yùn)行路線(xiàn)長(zhǎng) , 經(jīng)

18、常是一天之內(nèi)從南到北超過(guò) 1500km , 經(jīng)受一年四季陽(yáng)光、風(fēng)沙、雨雪的侵蝕和高、低溫的交替作用 , 再加上車(chē)體結(jié)構(gòu)大 , 不可能像汽車(chē)那樣進(jìn)行表面清潔和維護(hù)。相對(duì)來(lái)說(shuō)運(yùn)用條件十分惡劣 , 因此鐵道行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中耐老化性能指標(biāo)高于其他行業(yè)就不足為奇了。從另一方面說(shuō) , 產(chǎn)品質(zhì)量涉及涂料配方的合理性、助劑和添加劑的使用以及進(jìn)口原材料的內(nèi)在質(zhì)量等多方面的因素 , 如果涂料生產(chǎn)廠不進(jìn)行深入研究、不進(jìn)行測(cè)試 , 將無(wú)從談起保證質(zhì)量 , 更不用考慮涂料的施工工藝對(duì)涂膜的影響了。     3.3 氟碳面漆     1982 年前后 , 日本旭硝子公司首先研制成功常溫固化含氟涂料 , 也就是所謂的氟碳漆。這實(shí)際上為一種含氟聚氨酯涂料 , 是由三氟氯乙烯 - 乙烯基醚 ( 酯 ) 共聚物制成含氟樹(shù)脂 , 在常溫下可與異氰酸酯交聯(lián)固化成膜 , 其中部分異氰酸酯仍為脂肪族的 HDI 。目前在國(guó)內(nèi)外多數(shù)常溫固化含氟涂料均是以此原理為基礎(chǔ)