铁路车辆可剥离防护涂料的研制及应用

陶加法 ，汪 洋，陈 强 ，肖 艳

（1.中车长江车辆有限公司，湖北武汉 430212；2.武汉材料保护研究所，湖北武汉 430030；3.特种表面保护材料及应用技术国家重点实验室，湖北武汉 430030）

铁路车辆可剥离防护涂料的研制及应用

陶加法1，汪 洋2，3，陈 强1，肖 艳1

（1.中车长江车辆有限公司，湖北武汉 430212；2.武汉材料保护研究所，湖北武汉 430030；3.特种表面保护材料及应用技术国家重点实验室，湖北武汉 430030）

根据铁路车辆海洋运输防护特点，研制了一种高固体分可剥离防护涂料，确定了其材料组成和配方比例，并对其进行了盐雾试验和实际应用。该涂料在铁路车辆上的应用，可提高铁路车辆海洋运输的防护能力，有效保证出口产品的外观质量和整体质量。

铁路车辆；可剥离涂料；防护涂料

0 引言

出口铁路车辆通常通过海洋运输方式运抵至用户，在海洋运输过程中，由于受海洋气候和盐雾环境影响，车辆表面极易被腐蚀而出现锈蚀现象。尽管可以通过整车或局部包装的方法，来减少可能出现的腐蚀，但这种包装方法，仍然无法避免盐雾或海水侵入车辆表面，甚至会长期累积于车辆局部且难以自然排出，造成局部锈蚀更为严重的后果。为保证出口铁路车辆的质量，解决出口产品在海洋环境运输过程中的防腐蚀问题，需使用临时性防护材料进行防护。

可剥防护涂料具有优异、长久的保护作用和优良的综合性能，并且易于清除，且清除过程无其他额外设备设施要求。应用于铁路车辆，可有效保护金属基材和漆膜，避免和防止盐雾腐蚀、盐水侵蚀等对金属基材和漆膜的破坏，且其弹性好、附着力适中、可剥性能好，施工简单方便，防护功能结束后去除容易。

1 可剥离防护涂料的制备

1.1 成膜基料的筛选

根据拟研制产品的使用环境和技术指标要求，确定高固体分可剥离涂料的成膜树脂选用苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物（SBS）。SBS在常温下具有良好的拉伸强度和弹性，扯断永久变形比塑料小，具有和通用橡胶相近的摩擦因数；SBS有两个玻璃化温度，使之具有明显的热塑性弹性体特征；SBS能溶解在许多烃类、酯和酮类溶剂中，且能耐水、醇、弱酸和弱碱的侵蚀。此外，SBS具有良好的电性能和耐老化性能。上述特性使SBS用于制备可剥离防护涂料具有明显的优势。

1.1.1 SBS嵌段共聚物的溶解性试验

选用常规溶剂甲苯、二甲苯、丁醇、醋酸丁酯、环己酮、丁酮等进行溶解性能比较试验，按m（SBS）∶m（溶剂）=1∶8在溶剂中加入SBS颗粒。试验结果见表1。

表1 SBS在各类溶剂中溶解性能的试验结果Table 1 The test results of solubility of SBS in various solvents

由表1可见，苯类溶剂对SBS有良好的溶解效果，其中二甲苯的溶解效果最好，在同样的浓度下，SBS颗粒在二甲苯中的溶解速度较快；醇溶剂对SBS无溶解性；而酮类溶剂和醋酸丁酯对SBS的溶解效果较弱。故选择二甲苯为溶剂，二甲苯用量的影响见表2。

表2 二甲苯用量的影响Table 2 The effect of xylene amount

由表2可见，二甲苯用量较少时，溶解速度慢，部分SBS未溶解；二甲苯过量时，完全溶解后的溶液黏度较低，当m（SBS）∶m（二甲苯）为1∶3时，溶液黏度适中。

1.1.2 单独SBS溶液成膜后的性能评价

单独SBS溶液成膜后的性能评价见表3。

1.2 颜填料试验

使用蓝色颜料、钛白粉、有机膨润土和分散剂按常规的色浆制备方法研磨制备色浆，细度30 μm。将10%的颜填料色浆添加到SBS溶液中，制得的可剥防护涂膜强度增加，可剥离性变好，具体配比需进行定量试验分析确定。

表3 单独SBS涂膜的性能Table 3 The property of SBS coating alone

1.3 紫外光吸收剂试验

单独SBS涂膜紫外老化500 h后的试验结果表明，涂膜表面有轻微粉化、失光和变色现象，但涂膜强度无明显下降。加入颜填料后，老化试验前涂膜光泽度26，紫外老化试验500 h后的涂膜光泽度为3。

为解决涂膜的紫外老化失光和粉化问题，尝试在涂料中加入多种紫外吸收剂：N，N-苯基对苯二胺（TPPD）、辛基化二苯胺（OD）、N，N-二丁基二硫代氨基甲酸镍（NBC）、4，4'-二辛基二苯胺（ODA）和4，4′-双（α，α-二甲基苄基）二苯胺（HS-911），用量为1%，试验结果如表4所示。由表4可见：OD和ODA有较明显的效果，加入后涂膜光泽损失较小。

表4 不同紫外光吸收剂对涂膜抗紫外老化性能的影响Table 4 The influence of different UV absorber on the anti-UV aging property of coating

1.4 热稳定剂试验

单独SBS溶液成膜物的热稳定性评价结果表明，经过80℃高温后，涂膜的附着力变好，可剥离性变差，加入少量热稳定剂（0.3%左右）后，涂膜耐热性有所改善，可剥离性受热影响较小。

1.5 缓蚀剂选择

金属基材上单独SBS溶液成膜物的耐盐雾性能为150 h，边缘有锈蚀。配方中加入5%氨基三亚甲基膦酸（ATMP）后，盐雾试验168 h，涂膜性能无明显变化。

1.6 高固体分可剥离防护涂料的配制

经反复试验和优化，确定了由SBS、二甲苯、颜填料、热稳定剂、紫外光吸收剂、消泡剂、流平剂、缓蚀剂（ATMP）按一定比例配制高固体分可剥离防护涂料。

2 可剥离性能

比较了不同厚度下可剥离防护涂料的剥离状态，以确定可剥离防护涂料方便剥离的最小厚度。

表5 不同厚度可剥离防护涂料的剥离情况Table 5 The peeling state of strippable protective coatings with different thickness

由表5可见，可剥离防护涂料的厚度为120 μm左右时，即可大片剥离。为保证涂膜厚度，采用空气喷涂方式涂装时，需喷涂4道，每道干膜厚度≥30 μm；采用高压无气喷涂方式时，需喷涂2道，每道干膜厚度≥60 μm；采用辊涂或刷涂方式施工时，只需涂装1道，干膜厚度即可达120 μm左右。

3 可剥离防护涂料的盐雾试验

使用实际车辆产品用涂料和涂层体系，按正常施工工艺喷涂试样，干燥后，对试样的一半进行遮蔽，在未遮蔽区域喷涂约120 μm厚的可剥离涂料。按GB/T 1771—2007《色漆和清漆 耐中性盐雾性能的测定》进行盐雾试验，试验结果见图1。

图1 盐雾试验结果Figure 1 The results of salt spray test

4 铁路车辆中的实际应用

在喷涂醇酸清漆的铁路车辆配件表面，喷涂可剥离防护涂料。实际应用结果表明，可剥离防护涂料可有效提高铁路车辆表面涂层的防护能力，能满足铁路车辆长期存放或海洋运输后，表面原有涂层光亮如新的效果，在其防护功能结束后，能方便简单地剥离。

5 结语

可剥离防护涂料在铁路车辆中的应用，可提高铁路车辆海洋运输的防护能力，有效保证出口产品的外观质量和整体质量，并可降低人工包装车辆的费用，提高工作效率。

可剥离防护涂料除应用于海洋运输的铁路车辆和配件的防护外，也可应用于其它大、中型出口机械产品的防护，具有广阔的应用前景。

Development and Application of Strippable Protective Coatings for Railway Vehicles

Tao Jiafa1，Wang Yang2，3，Chen Qiang1，Xiao Yan1
（1.CSR Yangtze Co.，Ltd.，Wuhan Hubei，430212，China ；2.Wuhan Research Institute of Materials Protection，Wuhan Hubei，430030，China；3.State Key Laboratory of Special Surface Protection Materials and Application Technology，Wuhan Hubei，430030，China）

According to the characteristics of marine transportation protection of railway vehicles，a kind of high solids strippable protective coatings was developmented. The composition and ratio of the formulation were determined. Its salt spray test and practical application were carried out. The application of the strippable protective coatings for railway vehicles could not only improve the protection of vehicles in marine transportation but also guarantee the appearance and overall quality of the export products.

railway vehicle；strippable coatings；protective coatings

TQ 630.7

A

1009-1696（2017）06-0022-04

2017-03-27

陶加法（1966—），男，华中理工大学应用化学专业毕业，学士学位，现任中车长江车辆有限公司高级工程师，主要从事铁路车辆表面处理和涂料涂装工作。

汪洋，男，博士研究生，主要研究方向为涂料涂装。