□ 王 君

(中遠關西涂料化工有很公司，天津 300457)

　　摘要:介紹了火車客車車廂內(nèi)室用修補涂料的設計與研制，討論了影響涂膜性能的因素，并且對涂層性能進行了介紹和評價。

　　關鍵詞:火車客車內(nèi)室;雙組分;聚氨酯涂料

　　中圖分類號：TQ630.7+1 文獻標識碼：A 文章編號：1006-2556(2014)04-0041-04

0 前 言

客運火車內(nèi)室一般選用ABS、FRP、PP、PE、PVC 等有機合成塑料，在使用一段時間后，內(nèi)室塑料通常 會出現(xiàn)不同程度的變色、污損，每運行一段時間后， 鐵路局對所轄車輛都要進行一次返廠維修。而如果 大面積更換內(nèi)飾板的話，成本較高，通常做法是選用 雙組分聚氨酯涂料進行修補翻新，這樣維修成本較 低，工作效率也比較高。

1 涂料性能分析

為了保護內(nèi)飾板材，延長內(nèi)飾板材的使用壽命， 需要在內(nèi)飾板材表面涂裝色漆，并應具有如下要求：

(1)干燥速度快。為了滿足客車維修快節(jié)奏的生 產(chǎn)特點，修補涂料就具有快干性的特點，半硬干燥時 間就小于30 min，并可進行覆涂。

(2)涂膜表面狀態(tài)好。涂膜應具有良好的外觀，表 面光滑平整，無氣泡、針孔等漆病等的存在。

(3)硬度高，耐磨性好。為了保證在客運火車運行 過程中，在人為的磕、碰和磨擦時涂膜完好，不開裂 不脫落，涂膜必須具有良好的耐磨性和耐擦洗性。

(4)與內(nèi)飾板的附著力和封閉性好。涂膜對內(nèi)飾 板應具有良好附著力，同時涂膜還應對木地板具有 良好的封閉性，能有效防止水蒸氣等的滲入導致木 地板膨脹變形，對木地板和集裝箱外板造成損傷。

(5)施工適應性廣。活化期(Pot Life)長(3～5 h)， 同時還應滿足在全國各地客車廠、不同的施工環(huán)境 (濕度、溫度)下，涂膜無異常。 客運火車內(nèi)室修補漆必須同時滿足以上5點要 求。

2 試驗部分

2.1 試驗原料及儀器

2.1.1 試驗原料

羥基丙烯酸樹脂(進口)；熱塑性丙烯酸樹脂(進口)；消光粉(AZ-360)；鈦白粉(進口金紅石型)；分散劑 (BYK)；流變助劑；流平助劑(進口)；HDI三聚體固化 劑N3390(Bayer)；二甲苯；醋酸丁酯；催化劑(國產(chǎn))。

2.1.2 主要試驗儀器

研磨分散機、高速攪拌機、電子分析天平、光澤 儀、涂膜制備器、附著力測試儀、秒表。

2.2 原材料的選擇

2.2.1 多異氰酸酯組分(固化劑) 聚氨酯固化劑為多異氰酸酯和含活潑氫的化合

物反應制成的含端—NCO基的加成物或預聚物，脂 肪族多異氰酸酯。HDI縮二脲及HDI三聚體的特性列 于表1。

干燥速度是修補涂料中最重要的性能指標，因 此，針對不同種類多異氰酸酯樹脂的干燥時間，做如 下試驗，以長興某羥基丙烯酸樹脂為主劑作固定要 素，變化固化劑類型，考察干燥時間，其試驗結(jié)果如 圖1所示，其中N75為縮二脲，N3390為HDI三聚體。

由圖1可以看出，縮二脲產(chǎn)品的干燥時間均要大 于HDI三聚體，因為HDI三聚體的分子鏈上有更多 的—NCO基團，所以HDI三聚體的反應速率更快，干 燥時間更短。綜合成本、硬度等其他因素，選擇N3390 HDI三聚體作為修補涂料的固化劑樹脂，n(—NCO)/n(—OH)＝1.0～1.1時最佳。

2.2.2 多羥基組分(主劑)

含羥基組分樹脂繁多，性能上差異甚大，并非所 有的羥基組分均能與多異氰酸酯組分相匹配，而必 須滿足制備雙組分聚氨酯涂料的特定條件，否則不 能獲得良好的效果，對于多羥基組分的基本要求是：

(1)和多異氰酸酯樹脂及助劑，溶劑有很好的互 溶性；

(2)有足夠的—OH，和—NCO達到充分交聯(lián)成 膜；

(3)要有合適的玻璃化溫度，滿足快干要求。

(4)不含水分和低分子單體，酸值盡可能低，不影 響涂膜性能。 選取了市場上兩家樹脂供應商的樹脂產(chǎn)品，分 別測試對比相關數(shù)據(jù)。在這些樹脂中7237樹脂指觸 時間非常短，說明初期干燥速度較快；4365A產(chǎn)品羥 基值非常高。

根據(jù)公式：

其中：A——固化劑—NCO值；

B——主劑—OH值；

MHardener，MBase——固化劑與主劑的固體分；

n—— 主劑與固化劑的混合比，即Base/ Hardener(B/H)值。

在混合比n固定的情況下，需要更多的固化劑與 之反應，這樣n(—NCO)/n(—OH)的交聯(lián)密度就會升 高，涂膜硬度也會變高，同時也會增加涂膜的抗?jié)B透 及耐沾污能力。

2.2.3 助劑的選擇

修補涂料的表面狀態(tài)是除干燥速度以外最重要 的考核指標，異氰酸酯易與空氣中的水反應而使涂 膜中出現(xiàn)暗泡，影響涂膜表面狀態(tài)的因素。同時涂膜 表面的平整滑爽也是客車所必需的，因此流平劑和 消泡劑是雙組分聚氨酯涂料中最重要的兩種助劑。 為加快涂料干燥的整體進程，同時也加入有機催干 劑進行調(diào)整。

2.3 配方設計(見表3)

4 結(jié)果與討論

4.1 溫度對涂膜干燥時間的影響

由于火車客車維修廠遍布全國各地，不同季節(jié) 各地溫差很大，溫度的高低會對涂膜的干燥時間有 很大的影響，因此測定溫度對干燥時間的影響是非 常必要的。 由圖2可以看出隨著溫度的升高，干燥時間直線 下降，溫度35 ℃時涂膜在10 min內(nèi)半硬干燥，而當溫度下降至0 ℃時，半硬干燥時間約為40 min。

4.2 凝膠分率曲線

凝膠分率是雙組分涂料一個非常重要的參數(shù)， 它決定了涂料的干燥時間、活化期和施工間隔等，對 雙組分涂料的設計有非常重要的參考價值，涂裝時 間與凝膠分率關系見圖3。

5 結(jié) 語

通過嚴格篩選原料以HDI三聚體作為固化劑，多 種樹脂配合制備的雙組分聚氨酯配方。所制聚氨酯 涂料適應范圍廣，有良好的涂膜裝飾性、干燥性、耐 污性，適用于ABS、FRP、PP、PE、PVC等塑料底材，附 著力性能優(yōu)異，在客運火車車廂內(nèi)飾修補中有良好 的實用價值。

參考文獻

[1] FANG R.,GENG Z. Y.,ZHANG X. H.,et al.. Synthesis of high-solid two-component acrylic polyurethane coatings[J]. Paint & Coatings Industry, 2005(1):7-11

[2] 張峰.客車用工程塑料[J].客車技術與研究, 2007, 29(3): 17-19

[3] 聚氨酯涂料化學.通用參考手冊,拜耳化工,2013

[4] 張振,何國.聚氨酯耐沾污性涂料的研制[J].涂料技術與 文摘,2011(11):35-37

收稿日期 2014-01-15