摘要：随着铁路机车种类和轨道的发展，铁路机车涂料及涂装工艺也发生了变化，结合我国机车涂装工艺发展历史及我厂现状，对铁路机车用涂料及其工艺发展作如下分析。

关键词：车辆;涂装材料;工艺

引言：车辆涂装材料往往集中了涂料行业的最新技术和前沿应用，被视为衡量一个国家涂料水平的重要指标。改革开放以来，我国的车辆涂料水平逐渐与世界接轨，车辆涂料市场日趋繁荣，但距离国际先进水平仍然有较大差距。我国已是世界上车辆产销量最大、竞争最为激烈的市场，车辆涂料及其工艺直接决定消费者对车辆的审美和使用体验。为满足消费者日益多元化和个性化的要求，各车辆厂商纷纷加大了对车辆内外饰设计用涂装材料及工艺的研究。本文通过对该领域研究现状及趋势的梳理和分析，把握了车辆内外饰涂装材料及工艺的自身特点和内在规律，总结了当前存在的问题及原因，并结合近年来涌现出的涂装新材料和新工艺，阐述了未来满足车辆内外饰涂装设计应用要求的发展方向。

一、涂料选型

需根据车辆运行环境及碳纤维的表面特性来设计涂装工艺。轨道交通车辆运行时会遇到砂石冲击、太阳辐射、冷热交替、酸雨侵蚀等恶劣的环境，故本文选用了环氧基碳纤维增强复合材料。底漆是与碳纤维基材直接接触的第一道涂层。由于碳纤维材料对水敏感，吸水后的强度会明显降低，因此底漆应当具有高度致密性，能够防止水的渗透，附着力优异，如环氧底漆。采用碳纤维专用透明底漆可以起到适当封闭底材缺陷，提高整体涂层的丰满度、隔离性和耐久性的作用。因为碳纤维基材表面多孔隙，涂覆底漆后并不能完全遮住表面孔隙，所以选择与底漆、中涂漆相容性好且填充性好的腻子用于填充基材表面的孔隙。作为涂层体系最后一道涂层，面漆是防止复合材料老化的保护层，需要具有良好的抗紫外性、耐酸碱性及耐候性，能够抵御各种恶劣的气候条件，一般选用聚氨酯类油漆。综上所述，本文设计的碳纤维车体涂层体系为：双组分环氧底漆+不饱和弹性聚酯腻子+双组分聚氨酯中涂漆+双组分聚氨酯面漆。而为了获得碳纤维可视纹理的涂装效果，选用了透明腻子（聚天门冬氨酸酯腻子）和聚氨酯透明清漆。如果碳纤维基材表面致密度高、无缺陷，甚至可以简化到仅喷涂清漆。

二、涂装工艺

2.1表面处理

常用的表面处理工艺有喷砂、打磨、等离子处理、干冰处理等。铝合金车体进行整车喷砂处理（棕刚玉磨料，粒度规格为F46）。喷砂完成后，用TR200表面粗糙度仪检测车体表面的平均粗糙度Ra，要求5μm≤Ra≤12.5μm。车体喷砂处理的主要目的是保证涂层与车体基材形成良好的附着力。而碳纤维基材表面处理的主要目的是保证基材表面的清洁，调整表面的粗糙度，提高碳纤维的表面活性。由于碳纤维本身成型工艺的特点，其表面极易有外观缺陷。若使用与铝合金车体一样的喷砂处理方式，表面易出现明显的条纹痕迹、沟槽以及坑洼）。因此碳纤维材料的表面处理不能采用喷砂，通常先用异丙醇进行擦拭，再用P240砂纸进行机械打磨，然后用异丙醇擦拭表面并晾干，最终效果。通过打磨去除前道工序产生的颗粒、针孔、坑洼、条纹等缺陷，并获得高度毛化的表面，从而增大涂料的接触面，以产生“咬合效应”[3]。在喷涂前，表面必须清洁干净（要求无污、无尘、无油、无脂）并干燥。

2.2施工工艺

2.2.1透明涂层

对于铝合金车体，采用P80砂纸在需要刮涂腻子的部位进行手工打磨。因腻子层为整个涂层体系中较弱的环节，一次刮涂过厚容易造成涂层的收缩或开裂，故腻子应薄层多遍。一辆铝合金车体一般刮涂腻子3～4遍，以最大限度地提高漆膜性能，使车体外观平整，无明显缺陷。碳纤维刮涂透明腻子与铝合金刮涂腻子在工艺上有所不同。用P240打磨碳纤维基材之后刮涂透明腻子，2h后再打磨，建议打磨后放置4h。透明腻子层也不宜过厚，否则会增加附着力的风险。透明腻子干燥后使用P400砂纸进行打磨，然后喷涂透明高光清漆，湿碰湿喷涂2遍，中间无需闪干。

2.2.2复合涂层

由于透明体系不满足车体外表面美工方面的要求，因此与常规铝型材的涂层体系一样，由“水性环氧底漆+环保腻子+水性聚氨酯中涂漆+水性聚氨酯面漆”组成了碳纤维涂层。使用P240砂纸打磨碳纤维基材，然后湿碰湿喷涂2道环氧底漆。底漆按复合涂层体系施工参数干燥后，使用P240砂纸进行打磨。根据打磨后碳纤维的表面状态进行刮涂腻子，腻子干燥后使用P400砂纸进行打磨，打磨后再刮涂第2遍，注意腻子的刮涂度要不大于1mm。采用高压无气喷涂机喷涂底漆，泵比40∶1，空气压力0.6MPa。中涂和面漆采用隔膜泵喷涂，空气压力为0.6MPa。

2.3涂层性能

车体外表面用配套涂层体系的技术指标参考了Q/CR546.1–2016《动车组用涂料与涂装第1部分：车体外表面用涂料及涂层体系透明涂层体系的性能测试。复合涂层体系的性能测试结果显示：丁酮擦拭试验（往复擦拭50次）、耐液体介质试验（24h）、耐中性盐雾试验（1000h）、耐人工气候加速老化试验1000h和划格试验的结果与透明涂层体系相同。可见透明涂层体系和复合涂层体系的各项性能都满足产品要求。然而，弯曲性能和杯突试验只能采用马口铁板进行测试，对碳纤维基材没有相应的标准，仅以Q/CR546.1–2016作为参考，后续应对碳纤维涂装制定相应的标准。

三、总结

在绿色和个性化消费观念深入人心的背景下，车内外饰涂装材料和工艺面临新的发展机遇与挑战。其中，车内饰涂料中溶剂型涂料的污染高，不如水性涂料环保，于是，众多学者的研究主要聚焦在向水性涂料中加入特殊物质实现改性。

参考文献：

[1]刘宪文.我国汽车涂料的现状及进展[J].现代涂料与涂装，2011，14（10）：20-23.

[2]陈慕祖.汽车涂料的研究现状及发展方向[J].材料保护，2000，33（1）：68-70.