铁路车辆涂料市场未来发展趋势分析

我国高速机车产品在试运行阶段，曾发现车身漆膜起泡、开裂;车头、底架、转向架等部位漆膜被碎石击破等现象，这不仅影响了机车的外观质量，而且将缩短使用寿命。通过引入弹性涂料体系可解决这类问题。

    高速机车外表面一般使用环氧树脂底漆+不饱和聚酯腻子+聚氧酯中涂+聚氯酯高光面漆的涂料体系。为降低机车自重，高速机车车体用板材往往比普通机车薄，导致车体不平整度增加，造成了机车外墙局部腻子层厚度远远大于普通机车，甚至达到6～8mm。在车速提高后，卷起的碎石增多，撞击力变大，对涂层的破坏力增强。日本“新干线”列车是采用弹性腻子材料解决这一问题的，而德国西门子机车在底架、排障器、转向架部位采用了厚涂型弹性环氧面漆或弹性聚氨酯面漆，漆膜厚度达到140gm以上，有效减缓了中击破坏力。

    弹性涂料的基料玻璃化温度低，在常温下处于高弹态，其分子结构由线型长链大分子组成，线型大分子间存在少量交联键，其中链段在常温下能够移动或转动，是柔顺无规则的线团结构。机车用弹性涂料主要包括弹性环氧改性不饱和聚酯腻子、弹性环氧面漆和弹性聚酯改性丙烯酸聚氨酯面漆等。弹性环氧改性不饱和聚酯腻子可采用添加乙烯基树脂以及添加柔性环氧酯树脂等方法改进不饱和聚酯的弹性。

    弹性环氧面漆一般采用双酚A型缩水甘油醚环氧树脂，因其分子结构中含芳环而有一定的硬度，又因含有醚键便于分子链的旋转而具有弹性;而固化剂主要选择韧性好的聚酰胺类，聚酰胺树脂分子结构中含有较长的碳链和极性基团，具有很好的弹性和附着力。

    弹性聚酯改性丙烯酸聚氯酯面漆属于厚浆型涂料，其聚酯树脂单体选用不规整的、相对分子质量大的多元醇时制得的树脂弹性大，而采用长链脂肪酸取代短链脂肪酸也可提高弹性;羟基丙烯酸树脂通过选择合适的活性基团也可提高弹性;氨酯键可以形成氢键，在外力作用下，氢键可分离而吸收外来的能量，当外力除去后又可重新再形成氢键，因此使聚氨酯漆膜具有柔韧性。

    机车和客车车体外墙弹性涂料体系一般为环氧改性聚氯酯底漆+弹性环氧改性不饱和聚酯腻子+聚氨酯中涂漆+丙烯酸聚氨酯面漆，底架、转向架和排障器弹性涂料体系一般为环氧改性聚氨酯底漆+弹性聚酯改性丙烯酸聚氨酯面漆(总涂层厚度在200pm以上)。

    施工方面，弹性环氧改不饱和聚酯腻子可厚涂、触变性好、不易垂流，弹性聚酯改性丙烯酸聚氨酯面漆施工黏度大，需用高压无气喷涂机，采用“湿碰湿”喷涂工艺涂装。

    目前我国铁路车辆用涂料绝大部分是溶剂型涂料，其排放的VOC会对环境造成污染，如铁路货车目前广泛应用的溶剂型厚浆醇酸漆，虽然其不挥发物含量通常达到65%以上，但实际的VOC排放量仍达400～500g/L，而一些铁路机车和客车面漆的VOC排放量则更高。国际上对于涂料的污染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存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，目前美国对工业涂料行业VOC排放的限制为1.8～3.5Ib/gal，每个工厂每年不超过50t;欧盟对工业涂料VOC含量限制为250～540g/L(~据涂料种类划分)。冈此，水性涂料、高固体分涂料、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。

    2O世纪80年代起，德国开始将水性醇酸、乳液型涂料、双组分水性甄氧底漆等水性涂料用于铁路车辆。进入2l世纪后，欧美地区在铁路客车和货车领域的水僻涂料体系应用非常普遍，如单组分单涂层厚涂型水性丙烯酸涂料、性双组分环氧底漆+水性单组分丙烯酸面漆、水性双组分环氧底漆+水性双组分聚氨酯面漆等。

    目前已开始存我国应用于铁路车辆制造业的水性涂料包括广泛用于墙板内侧表面的孔液型水性阻尼涂料以及用于防锈层的水性无机富锌底漆、车辆零部件用水性防锈漆等。典型的铁路车辆水生涂料体系为：双组分水性环氧底漆+腻子+双组分水性环氧底蓉十双组分水性聚氨酯面漆，而目前部分替代溶剂型涂层更为实际，如采用双组分7K性甄氧底漆+溶剂型聚氨酯中间层+溶剂型面漆等。

    高固体分涂料固含量达65%～85%，甚至可以达到90%，因此VOC排放量可控制在240～360glL甚至更低，而且它能为铁路车辆提供性能和工艺的最佳平衡，涂装效率高，喷涂设备无需作重大改变，因此在铁路车辆领域具有很好的发展前景。