水性涂料在80 t不锈钢铁路货车涂装上的应用

齐卫明，宋玉强，曾庆国，张晓璐，孙涛

(齐齐哈尔轨道交通装备有限责任公司，黑龙江齐齐哈尔 161002)

1 铁路货车涂装现状

铁路货车目前保有量为80多万辆，按每年新增3万辆计算，油漆消耗大约在3 000 t左右，目前大部分使用的都是溶剂型涂料，溶剂含量可达60%以上。溶剂属于易挥发、易燃、易爆物，对环境会造成污染，长期吸入有害人体健康。

虽然近年来不锈钢和铝合金在车辆上广泛应用，使得车辆的使用寿命延长，油漆使用量也随之减少，但其对环境的污染不容忽视。近些年一些铁路工厂也都进行了油漆涂装技术改造，并对有机废气进行了有效的治理排放。随着国家对大气污染防治计划的进一步落实，工信部从三个方面对建材业进行结构调整和转型，其中就包括全面推进循环经济和清洁文明生产，推进非有机溶剂型涂料产品创新，减少生产和使用过程中挥发性有机物排放。铁路货车行业在2010年开始试用水性涂料，2014年4月我公司在80 t铁路货车上开始批量使用水性涂料，本文对此进行了总结。

2 喷涂工艺

80 t货车材质为碳钢和不锈钢混合组成，车辆的下车门和中门均采用的是不锈钢材质。

水性涂料涂装工艺如下:板材抛丸预处理→预涂车间底漆→涂漆前表面处理→预补涂底漆→涂装底漆→烘干→预补涂水性面漆→喷涂3道水性面漆→干燥→涂打标记→交验

2．1 涂漆前表面清理

2．1．1 碳钢的抛丸预处理

所有的碳钢材质材料在下料前都进行了抛丸预处理，丸料介质为普通钢丸，规格为φ 0．8 mm，抛丸粗糙度为30～80 μm，清洁度等级为Sa 2．5级，抛丸后喷涂车间防护底漆，防护底漆为乙烯磷化车间底漆。

2．1．2 车体涂漆前的表面清理

用砂轮、钢丝刷、砂纸等打磨车体表面并重点清理焊渣、焊缝及烧伤部位，彻底清除车体表面的油污、灰尘等所有污物。

2．2 涂装底漆

水性涂料涂装前需要涂装底漆，底漆选择可以采用乙烯磷化底漆也可以采用水性底漆。乙烯磷化底漆对不锈钢光滑表面有良好的结合力，又名蚀刻底漆。

喷涂使用乙烯磷化底漆时油漆粘度在35～40 s(涂4#杯)，乙烯磷化底漆为双罐包装，其中一组分为磷酸，混合后经常搅拌，喷涂间隔时间过长再次使用前必须要搅拌均匀，混合后的适用期为6 h。

底漆喷涂时车体表面温度不得低于5℃，底漆厚度30～40 μm，需要喷涂3遍。

采用高压无气喷涂机，压力比65∶1，喷嘴型号 017-20，进气压力为0．4 ～0．5 MPa。

磷化底漆可以加热烘干也可以自然干燥。加热干燥 40 ～60℃，0．5 h;自然干燥2 h。

2．3 水性面漆喷涂

喷涂前需要检查车体表面底漆状态，如有飘落漆渣的表面需要用砂纸将浮渣清除。水性涂料喷涂前需要充分搅拌均匀，粘度过大可适量加入洁净水调试，但是洁净水加入量不得超过油漆量的5%。油漆开桶后粘度很高，呈膏状，通过搅拌后可以触变粘度降低，适合喷涂。

可以连续喷涂三遍，每遍间隔要大于5 min，干膜总厚度大于70 μm，温度低于5℃不能施工。

2．4 水性漆烘干

水性漆喷涂后需要经过40～60℃烘干，干燥时间大于40 min，进入烘干室前的自然晾干时间不宜过长，一般不超过30 min。

2．5 水性涂料涂装过程中的问题及解决措施

2．5．1 龟裂:水性涂料与溶剂型涂料同时使用时，当溶剂涂料的漆雾侵入在水性涂料下面时，干燥过程中就会发生龟裂现象。

解决措施:做好溶剂涂料与水性涂料的交界部位的防护。

2．5．2 缩孔:水性涂料以水为介质，因水的表面张力大，底材的污物或者底漆极性较强容易发生缩孔现象。

解决措施:做好表面清理检查，调整底漆使之极性降低，底漆表面需要具有一定的粗糙度。

2．5．3 坠裂:水性涂料的厚涂性差，一道涂膜湿膜厚度不能超过120 μm，否则将产生坠裂现象。

解决措施:多次涂装达到要求的漆膜厚度，每道涂膜厚度一般为30～40 μm(干膜)。

2．5．4 面漆脱落:水性漆保质期6个月，必须在保质期内使用。水性漆放置时间过长容易发生乳化现象，导致附着力急剧降低。

解决措施:使用保质期内新制水性涂料。

2．5．5 底漆脱落:底材清理不干净导致漆膜脱落，环境潮湿，温度变化大容易导致底漆脱落。

解决措施:加强底材清理，湿度过大或温差较大停止底漆施工。

3 有机物排放监测

表1为货车分厂烘干间溶剂型涂料与水性涂料有机废气排放量对比，水性涂料的废气排放量更低。

表1 溶剂型涂料与水性涂料有机废气监测结果ρ/(mg·m－3)

4 结论

水性涂料低毒低害，VOC含量低，是今后涂料发展的方向，环保部于2014年3月31日颁发了HJ2537—2014《环境标志产品技术要求-水性涂料》标准，于2014年7月1日正式实施。该标准规定了在建筑涂料和工业涂料，包括集装箱涂料、木器涂料、交通涂料、防腐涂料、道路标线涂料的所有申请，如挥发性有机化合物VOC和甲醛等的一些含量要求，也为今后水性涂料的开发与应用提供了技术支持。尽管我国水性涂料应用刚刚处于起步阶段，水性涂料的研发和应用还会受到很多挑战，但是随着社会的发展，环境治理的需求，水性涂料将会更加的完善和成熟。

目前水性涂料的价格比溶剂型高，施工的工艺性限制因素较多，比如冬季的施工、运输问题，水性漆耐腐蚀的长效验证问题，都有待在今后的应用中去验证和考验，但水性涂料是今后涂料发展的方向毋庸置疑。

［1］ GB16297—1996，大气污染物综合排放标准［S］．