水性涂料在80 t不銹鋼鐵路貨車涂裝上的應用

齊衛(wèi)明，宋玉強，曾慶國，張曉璐，孫濤

(齊齊哈爾軌道交通裝備有限責任公司，黑龍江齊齊哈爾 161002)

1 鐵路貨車涂裝現(xiàn)狀

鐵路貨車目前保有量為80多萬輛，按每年新增3萬輛計算，油漆消耗大約在3 000 t左右，目前大部分使用的都是溶劑型涂料，溶劑含量可達60%以上。溶劑屬于易揮發(fā)、易燃、易爆物，對環(huán)境會造成污染，長期吸入有害人體健康。

雖然近年來不銹鋼和鋁合金在車輛上廣泛應用，使得車輛的使用壽命延長，油漆使用量也隨之減少，但其對環(huán)境的污染不容忽視。近些年一些鐵路工廠也都進行了油漆涂裝技術(shù)改造，并對有機廢氣進行了有效的治理排放。隨著國家對大氣污染防治計劃的進一步落實，工信部從三個方面對建材業(yè)進行結(jié)構(gòu)調(diào)整和轉(zhuǎn)型，其中就包括全面推進循環(huán)經(jīng)濟和清潔文明生產(chǎn)，推進非有機溶劑型涂料產(chǎn)品創(chuàng)新，減少生產(chǎn)和使用過程中揮發(fā)性有機物排放。鐵路貨車行業(yè)在2010年開始試用水性涂料，2014年4月我公司在80 t鐵路貨車上開始批量使用水性涂料，本文對此進行了總結(jié)。

2 噴涂工藝

80 t貨車材質(zhì)為碳鋼和不銹鋼混合組成，車輛的下車門和中門均采用的是不銹鋼材質(zhì)。

水性涂料涂裝工藝如下:板材拋丸預處理→預涂車間底漆→涂漆前表面處理→預補涂底漆→涂裝底漆→烘干→預補涂水性面漆→噴涂3道水性面漆→干燥→涂打標記→交驗

2．1 涂漆前表面清理

2．1．1 碳鋼的拋丸預處理

所有的碳鋼材質(zhì)材料在下料前都進行了拋丸預處理，丸料介質(zhì)為普通鋼丸，規(guī)格為φ 0．8 mm，拋丸粗糙度為30～80 μm，清潔度等級為Sa 2．5級，拋丸后噴涂車間防護底漆，防護底漆為乙烯磷化車間底漆。

2．1．2 車體涂漆前的表面清理

用砂輪、鋼絲刷、砂紙等打磨車體表面并重點清理焊渣、焊縫及燒傷部位，徹底清除車體表面的油污、灰塵等所有污物。

2．2 涂裝底漆

水性涂料涂裝前需要涂裝底漆，底漆選擇可以采用乙烯磷化底漆也可以采用水性底漆。乙烯磷化底漆對不銹鋼光滑表面有良好的結(jié)合力，又名蝕刻底漆。

噴涂使用乙烯磷化底漆時油漆粘度在35～40 s(涂4#杯)，乙烯磷化底漆為雙罐包裝，其中一組分為磷酸，混合后經(jīng)常攪拌，噴涂間隔時間過長再次使用前必須要攪拌均勻，混合后的適用期為6 h。

底漆噴涂時車體表面溫度不得低于5℃，底漆厚度30～40 μm，需要噴涂3遍。

采用高壓無氣噴涂機，壓力比65∶1，噴嘴型號 017-20，進氣壓力為0．4 ～0．5 MPa。

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

2．3 水性面漆噴涂

噴涂前需要檢查車體表面底漆狀態(tài)，如有飄落漆渣的表面需要用砂紙將浮渣清除。水性涂料噴涂前需要充分攪拌均勻，粘度過大可適量加入潔凈水調(diào)試，但是潔凈水加入量不得超過油漆量的5%。油漆開桶后粘度很高，呈膏狀，通過攪拌后可以觸變粘度降低，適合噴涂。

可以連續(xù)噴涂三遍，每遍間隔要大于5 min，干膜總厚度大于70 μm，溫度低于5℃不能施工。

2．4 水性漆烘干

水性漆噴涂后需要經(jīng)過40～60℃烘干，干燥時間大于40 min，進入烘干室前的自然晾干時間不宜過長，一般不超過30 min。

2．5 水性涂料涂裝過程中的問題及解決措施

2．5．1 龜裂:水性涂料與溶劑型涂料同時使用時，當溶劑涂料的漆霧侵入在水性涂料下面時，干燥過程中就會發(fā)生龜裂現(xiàn)象。

解決措施:做好溶劑涂料與水性涂料的交界部位的防護。

2．5．2 縮孔:水性涂料以水為介質(zhì)，因水的表面張力大，底材的污物或者底漆極性較強容易發(fā)生縮孔現(xiàn)象。

解決措施:做好表面清理檢查，調(diào)整底漆使之極性降低，底漆表面需要具有一定的粗糙度。

2．5．3 墜裂:水性涂料的厚涂性差，一道涂膜濕膜厚度不能超過120 μm，否則將產(chǎn)生墜裂現(xiàn)象。

解決措施:多次涂裝達到要求的漆膜厚度，每道涂膜厚度一般為30～40 μm(干膜)。

2．5．4 面漆脫落:水性漆保質(zhì)期6個月，必須在保質(zhì)期內(nèi)使用。水性漆放置時間過長容易發(fā)生乳化現(xiàn)象，導致附著力急劇降低。

解決措施:使用保質(zhì)期內(nèi)新制水性涂料。

2．5．5 底漆脫落:底材清理不干凈導致漆膜脫落，環(huán)境潮濕，溫度變化大容易導致底漆脫落。

解決措施:加強底材清理，濕度過大或溫差較大停止底漆施工。

3 有機物排放監(jiān)測

表1為貨車分廠烘干間溶劑型涂料與水性涂料有機廢氣排放量對比，水性涂料的廢氣排放量更低。

表1 溶劑型涂料與水性涂料有機廢氣監(jiān)測結(jié)果ρ/(mg·m－3)

4 結(jié)論

水性涂料低毒低害，VOC含量低，是今后涂料發(fā)展的方向，環(huán)保部于2014年3月31日頒發(fā)了HJ2537—2014《環(huán)境標志產(chǎn)品技術(shù)要求-水性涂料》標準，于2014年7月1日正式實施。該標準規(guī)定了在建筑涂料和工業(yè)涂料，包括集裝箱涂料、木器涂料、交通涂料、防腐涂料、道路標線涂料的所有申請，如揮發(fā)性有機化合物VOC和甲醛等的一些含量要求，也為今后水性涂料的開發(fā)與應用提供了技術(shù)支持。盡管我國水性涂料應用剛剛處于起步階段，水性涂料的研發(fā)和應用還會受到很多挑戰(zhàn)，但是隨著社會的發(fā)展，環(huán)境治理的需求，水性涂料將會更加的完善和成熟。

目前水性涂料的價格比溶劑型高，施工的工藝性限制因素較多，比如冬季的施工、運輸問題，水性漆耐腐蝕的長效驗證問題，都有待在今后的應用中去驗證和考驗，但水性涂料是今后涂料發(fā)展的方向毋庸置疑。

［1］ GB16297—1996，大氣污染物綜合排放標準［S］．