城轨车辆受电弓绝缘漆附着力问题研究

马元斌

中车西安车辆有限公司城轨制造中心 陕西西安 710086

地铁车辆本地化总装配过程中，车顶受电弓绝缘漆涂装存在附着力不强问题，造成成片脱离车体基材。结合西安地铁本地化首列车制造实际，针对受电弓绝缘漆脱离基材问题，展开系列工艺试验，旨在通过科学的方法分析绝缘涂层脱离基材的成因，找出符合本地环境及实际生产要素的强化受电弓绝缘漆与基材附着力的方法，从而满足产品质量要求，避免产品安全隐患。对此，本文研究了环境湿度、基材打磨方式、涂装工艺等对附着力的影响以及增强涂层附着力的工艺改进措施。

1 试验过程

试验的试板采用与基材一致的样块，对基材用80目砂纸打磨，涂刷前处理剂，后涂刷501P底漆，再涂刷中间层，再刷防滑用粘接剂并撒防滑橡胶片，最后涂刷面漆。其中前处理主剂与固化剂比例按说明书4：1重量比配比，中间层主剂与固化剂比例按说明书2：1重量比配比，涂刷4mm厚，面漆主剂与固化剂比例按说明书3：1重量比配比。涂层中埋入5×300扎带，扎带前端扎出圆环，采用CMT6503拉伸机对试板涂层附着力进行分析。

2 结果与分析

对涂层试验试板施工过程中的环境湿度、上道涂层干燥程度、基材打磨方式等工艺影响因素分别进行对比试验，对拉伸机输出的拟合方程及可决系数进行分析判断，同时结合试板拉伸破坏后的涂层沟槽形貌进行观察分析[1]。

2.1 湿度的影响

对试验进行环境湿度试验，除面漆工序采用52%rh的湿度外，对其他工序采用不同湿度条件下的涂层附着力进行测试，结果表明较为干燥的情况下更有利于绝缘漆涂装，能增加其与基材的附着力。

2.2 前处理干燥程度的影响

结果表明前处理漆干燥程度对附着力质量影响较大。在下道涂层前，上道涂层完全干燥后，方可进入下工序，涂层的附着力较强。前处理底漆未完全干燥，导致底漆涂层表面张力不均匀，影响后续涂层涂刷后与前道涂层之间的浸湿结合，致使底漆与基材、涂层间的附着力不均匀，拉伸试验时曲线波动较大，存在断点。

2.3 基材打磨方式的影响

用80目圆盘砂纸旋转打磨样块表面，获得C1试样。用矩形腻子打磨机及80目沙带同一方向打磨样块表面，获得C2试样。试板打磨后，均用用无纺布蘸取异丙醇擦拭样块表面，用干的无纺布擦拭晾干，结果表明矩形腻子打磨机带80目沙带同一方向打磨方式较佳，涂层的附着力较强。打磨方式直接影响基材表面的粗糙度是否均匀，当基材表面不均匀时，打磨波峰处会致使涂料过薄，浸湿结合较差；打磨波谷处会造成涂料不能完全覆盖基材，致使产生气泡的隐患。圆盘旋转打磨比较难控制基材表面均匀的粗糙度，致使拉伸时曲线不均匀存在断点[2]。

2.4 油漆主剂均匀度的影响

前处理主剂不摇直接涂装，获得D1试样，前处理主剂摇匀后涂装获得D2试样，

试验机输出的 D1 为 y=0.6931x+22.064 及 R2=0.8476；D2为 y=1.0232x+20.27 及 R2=0.8674。从试验结果看，D2 拉伸曲线连续，直线拟合度较高，D1拉伸曲线较D2存在两处不太明显的断点，曲线连续性较D2略差。D2粘接性能较D1强，即油漆使用前须摇匀后再进行涂装。

通过试板的拉伸破坏照片，撕开D1断层，可以看出，残留主剂使用未摇匀前的表层清液，且涂层表面已开翘，与前期试制问题的涂层翘边现状较为接近，经讨论分析，由于未摇匀前的清液，性能不稳定，所以会出现拉伸数据较理想，但实际已出现翘边的情况。综合认为，在工况情况下可能存在安全隐患。

前处理主剂搁置一段时间后，会造成主剂分层，上层出现较为光滑的清液，若不摇匀前处理主剂的清液，会造成基材表面局部位置光滑，导致主剂与基材的张力不均匀，粘附性差，在涂层干燥过程中造成涂层自身受力不均匀，致使涂层翘边脱离等问题[3]。

3 结论

（1）高湿度下进行涂装作业，会引起漆膜表面冷凝结水汽，此时涂装会降低涂层与基材的附着力，容易引起涂层开裂、起包、脱落等附着力下降问题，造成品质异常。因此涂装过程须保证在较低湿度下进行。

（2）前处理底漆未干，影响涂层间的浸湿结合，因此涂装各工序间应保证前道涂层干燥后再进入下工序，促进涂层间的相互浸透，增加涂层的附着力。

（3）基材表面均匀的粗糙度对涂层的附着力及涂层寿命有较大影响。粗糙度不均匀，会造成防护性降低，或留有气泡隐患，致使涂层的附着力下降，出现早损，脱落、翘起等现象。因此采用合适的工具打磨基材，保证基材表面粗糙度均匀，可提高涂层与基材的附着力。

（4）前处理主剂不摇匀，造成基材表面局部位置光滑，导致主剂与基材的张力不均匀，溶剂挥发时，漆膜收缩引起附着力不均匀，导致涂层脱落、翘起。因此各涂层主剂在使用前应充分摇匀，避免清液影响造成的品质异常。