高压无气喷涂技术在城轨车防腐处理中的应用

宗建平　王若钦　侯建英　赖学佳　董双良

摘要：高压无气喷涂是油漆喷涂技术的一种，具有生产效率高、喷涂速度快、一次成膜厚、油漆利用率高、涂层质量好等几大优点，同时由于喷涂时形成的漆雾少，因而大大降低了对环境的污染。目前此喷涂工艺已在城轨车车体防腐中得到广泛应用。

关键词：城轨车；高压无气喷涂；防腐处理

中图分类号：TQ630 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2013）11-0060-02

针对我国新型城镇化交通发展需求，城轨、地铁车辆需求逐年加大，要求也越来越高。我公司生产的100%低地板有轨电车，车体为铝合金材质。铝合金材质密度小、比刚度及比强度高，但其耐蚀性和外观修饰性不高，生产中通过采用涂料进行涂装来提高产品的车体内外部耐蚀性和车体外部装饰性。由于涂装工艺具有一定特殊性，涂层可能存在一些隐性问题，这些问题只有在涂装结束后很长一段时间才有可能显现，为此要严格控制影响涂层质量的每一个环节，选择最适宜的施工工艺，为动车组提供良好的防腐保护。

1 城轨车防腐采用高压无气喷涂的必要性

城轨车运行速度高，运行中会产生强大风阻，风沙很可能对城轨车涂层表面产生强烈的冲蚀，夏季高温高湿等运行环境也会对列车涂层质量产生很大的不利影响。因此，城轨车涂装涂层一定要具有极好的耐冲击性、附着性、耐老化性、耐腐蚀性，同时还应具有非常好的抗刮擦、耐水、耐化学清洗剂、耐玷污等性能。在城轨车涂装工序中基材的表面喷砂预处理和喷涂环氧防腐底漆是整个涂装施工的基础。喷砂预处理效果的好坏与底漆质量的优劣直接影响到车身的耐腐蚀性和使用寿命，影响客户对公司的评价。

环氧金属底漆为高粘度重防腐涂料，由于该涂料固含量高、黏度大，采用一般的涂装工艺施工难以进行，不能达到理想效果。高压无气喷涂工艺正是为解决聚氨酯、环氧等粘度较大的重防腐涂料大面积、快速涂装而产生的。

2 高压无气喷涂原理

高压无气喷涂动力来源为压缩空气，利用压缩空气来驱动高压泵，通过高压泵气缸与柱塞缸的存在的面积差，将压力放大，用放大的强大压力将油漆压到20～60MPa甚至更高的高压力条件下，之后再通过配套的喷枪喷嘴小孔喷出。经过加压的涂料通过喷嘴喷出时，到达大气后，立刻发生剧烈膨胀，涂料瞬间雾化，成为具有极高冲力的微细涂料颗粒，随着冲击空气和压力迅速下降，涂料中的溶剂瞬间得到挥发，涂料体积骤然膨胀而分散雾化，以扇形高速度漆流喷涂到基材表面，正因为涂料雾化不使用压缩空气，因此称为高压无气喷涂。

3 高压无气喷涂工艺的实施

低地板城轨车车体涂装我们采用双组份环氧金属底漆+聚酯腻子+双组份聚氨酯中涂+底色漆+清漆体系。双组份环氧底漆涂层与预处理后的铝合金基材直接接触，其主要作用是强化涂层与铝合金基材之间的附着力，为后续工序涂层质量控制打好基础，提高整车涂层耐腐蚀能力。低地板城轨车防腐处理中，高压无气喷涂工艺主要应用在车体环氧金属底漆喷涂上，施工工艺流程如下：

涂装前车体喷砂预处理→环氧金属底漆喷涂

3.1 涂装前车体喷砂预处理

涂装前表面预处理是获得优质涂层的基础，直接影响到涂层的使用寿命和防腐效果。对于城轨车铝合金车体，我们设计采用喷砂形式进行表面预处理。先进行车体表面清洁，保证车体内外表面无可见的油脂污物，其主要目的就是提供适合于涂装要求的良好基体。采用棕刚玉等磨料进行喷砂，对于喷砂操作过程中喷不到的死角部位可不进行喷砂，前提是这些部位无涂漆要求；车内端墙与侧墙、车顶连接处以及门柱内侧无法有效喷砂的死角部位允许手工打磨。喷砂后车体表面获得较为均匀的粗糙度，Ra3.2～12.5μm。为了保证涂层效果良好，要求喷砂完成后到车体防腐底漆涂装的时间间隔最多不超过7d（室温、湿度不大于80%的情况下）。

3.2 环氧金属底漆喷涂

采用高压无气喷涂工艺进行环氧金属底漆的喷涂，空气压力：0.4～0.6MPa，材料压力约18MPa。采取湿碰湿的喷涂方法喷涂两遍，两道漆之间无需闪干，要求底漆干膜厚度60～100μm。喷涂完成后闪干30min，60℃（车体温度）下干燥2h。

3.3 高压无气喷涂工艺实施过程中应注意的问题

3.3.1 人：实施高压无气喷涂的人员一定要经过系统培训，考试合格后方可安排上岗，并掌握基本操作，会排除基本故障；在工作过程中要穿戴好劳动防护用品，具有一定劳动保护意识。

3.3.2 机：检查使用高压无气喷涂设备及辅助设备的良好性，保证设备能正常运行。

3.3.3 料：合理控制涂料粘度范围。涂料粘度较大时，使用相配套稀释剂将较大粘度涂料调至合适喷涂的粘度范围。

3.3.4 法：

（1）喷枪嘴与待喷面的距离应该根据涂料的粘度特性、种类及工作压力来确定，一般以喷枪与待喷面距离为350～400mm为宜。

（2）控制喷枪速度应均匀，使之尽量沿着固定的轨迹均匀运作。喷枪与待喷面距离较大，喷枪移动速度又快，则喷涂流会很无力，喷到带喷面上涂层厚度较稀薄，导致生产效率低；距离过近时，喷枪移动速度慢，则会产生涂层出现流挂、桔皮和涂膜不匀等缺陷，造成涂料浪费，生产效率也差。

（3）喷枪喷嘴要时刻保持垂直于待喷面喷涂，尽量减少斜向喷涂。

（4）喷涂时两道之间要有1/3或1/2面积的重叠，避免产生漏喷现象；喷涂顺序为先难后易、先高处后低处、先小面积后大面积、先里后外，以确保覆盖整个车体，并达到理想涂层厚度和外观效果。

3.3.5 在施工期间，应加强漆房内通风，并设专人监护；温度：15℃～35℃，相对空气湿度：≤70%，防火、防爆。

3.3.6 涂层质量检查：涂层完工后进行涂层外观、厚度质量检查。

4 高压无气喷涂工艺实施效果

在低地板城轨车防腐中环氧底漆喷涂采用高压无气喷涂具有如下优点：

4.1 生产效率高

较高喷涂压力，不仅可以获得较厚的涂层，而且可以大大提高涂膜对铝合金车体的附着性。施工中仅需喷涂两遍，便可获得理想涂层厚度，而手工涂装方法涂刷三遍也不能保证获得相同的涂层厚度。实际效率可比手工刷涂提高5倍以上，对大面积喷涂效果更为显著。

4.2 漆膜质量好用

高压无气喷涂利用高压喷射使涂料雾化，雾化后的涂料微粒获得强有力的动能；借此动能涂料微粒射达孔隙之中，使漆膜更致密，从而增强漆膜与墙面的机械咬合力，涂料容易到达拐角、缝隙和凹凸不平的难刷等部位，一般喷涂工艺却很难施工。高压无气喷涂所形成漆膜均匀紧密、涂层附着力好。

4.3 节省涂料

稀释剂用量很少或不用，有利于环境保护和节能。

参考文献

[1]王泳厚，刘杏慈.涂料防腐蚀技术300问[M].北京：金盾出版社，1995.

[2]李红生，王文丽.高压无气喷涂工艺设备技术的应用[J].涂料技术与文摘，2002，（6）.

[3]杨春升.高压无气喷涂环氧厚浆涂料在水工混凝土结构防护处理中的应用[J].黑龙江水利科技，2011，1（39）.

[4]德国萨塔喷枪及喷涂设备培训教材第三版[M].

基金项目：唐山轨道客车有限责任公司科技项目（2012TCY007）

（责任编辑：吴 涛）