□ 王 君

(中远关西涂料化工有很公司，天津 300457)

　　摘要:介绍了火车客车车厢内室用修补涂料的设计与研制，讨论了影响涂膜性能的因素，并且对涂层性能进行了介绍和评价。

　　关键词:火车客车内室;双组分;聚氨酯涂料

　　中图分类号：TQ630.7+1 文献标识码：A 文章编号：1006-2556(2014)04-0041-04

0 前 言

客运火车内室一般选用ABS、FRP、PP、PE、PVC 等有机合成塑料，在使用一段时间后，内室塑料通常 会出现不同程度的变色、污损，每运行一段时间后， 铁路局对所辖车辆都要进行一次返厂维修。而如果 大面积更换内饰板的话，成本较高，通常做法是选用 双组分聚氨酯涂料进行修补翻新，这样维修成本较 低，工作效率也比较高。

1 涂料性能分析

为了保护内饰板材，延长内饰板材的使用寿命， 需要在内饰板材表面涂装色漆，并应具有如下要求：

(1)干燥速度快。为了满足客车维修快节奏的生 产特点，修补涂料就具有快干性的特点，半硬干燥时 间就小于30 min，并可进行覆涂。

(2)涂膜表面状态好。涂膜应具有良好的外观，表 面光滑平整，无气泡、针孔等漆病等的存在。

(3)硬度高，耐磨性好。为了保证在客运火车运行 过程中，在人为的磕、碰和磨擦时涂膜完好，不开裂 不脱落，涂膜必须具有良好的耐磨性和耐擦洗性。

(4)与内饰板的附着力和封闭性好。涂膜对内饰 板应具有良好附着力，同时涂膜还应对木地板具有 良好的封闭性，能有效防止水蒸气等的渗入导致木 地板膨胀变形，对木地板和集装箱外板造成损伤。

(5)施工适应性广。活化期(Pot Life)长(3～5 h)， 同时还应满足在全国各地客车厂、不同的施工环境 (湿度、温度)下，涂膜无异常。 客运火车内室修补漆必须同时满足以上5点要 求。

2 试验部分

2.1 试验原料及仪器

2.1.1 试验原料

羟基丙烯酸树脂(进口)；热塑性丙烯酸树脂(进口)；消光粉(AZ-360)；钛白粉(进口金红石型)；分散剂 (BYK)；流变助剂；流平助剂(进口)；HDI三聚体固化 剂N3390(Bayer)；二甲苯；醋酸丁酯；催化剂(国产)。

2.1.2 主要试验仪器

研磨分散机、高速搅拌机、电子分析天平、光泽 仪、涂膜制备器、附着力测试仪、秒表。

2.2 原材料的选择

2.2.1 多异氰酸酯组分(固化剂) 聚氨酯固化剂为多异氰酸酯和含活泼氢的化合

物反应制成的含端—NCO基的加成物或预聚物，脂 肪族多异氰酸酯。HDI缩二脲及HDI三聚体的特性列 于表1。

干燥速度是修补涂料中最重要的性能指标，因 此，针对不同种类多异氰酸酯树脂的干燥时间，做如 下试验，以长兴某羟基丙烯酸树脂为主剂作固定要 素，变化固化剂类型，考察干燥时间，其试验结果如 图1所示，其中N75为缩二脲，N3390为HDI三聚体。

由图1可以看出，缩二脲产品的干燥时间均要大 于HDI三聚体，因为HDI三聚体的分子链上有更多 的—NCO基团，所以HDI三聚体的反应速率更快，干 燥时间更短。综合成本、硬度等其他因素，选择N3390 HDI三聚体作为修补涂料的固化剂树脂，n(—NCO)/n(—OH)＝1.0～1.1时最佳。

2.2.2 多羟基组分(主剂)

含羟基组分树脂繁多，性能上差异甚大，并非所 有的羟基组分均能与多异氰酸酯组分相匹配，而必 须满足制备双组分聚氨酯涂料的特定条件，否则不 能获得良好的效果，对于多羟基组分的基本要求是：

(1)和多异氰酸酯树脂及助剂，溶剂有很好的互 溶性；

(2)有足够的—OH，和—NCO达到充分交联成 膜；

(3)要有合适的玻璃化温度，满足快干要求。

(4)不含水分和低分子单体，酸值尽可能低，不影 响涂膜性能。 选取了市场上两家树脂供应商的树脂产品，分 别测试对比相关数据。在这些树脂中7237树脂指触 时间非常短，说明初期干燥速度较快；4365A产品羟 基值非常高。

根据公式：

其中：A——固化剂—NCO值；

B——主剂—OH值；

MHardener，MBase——固化剂与主剂的固体分；

n—— 主剂与固化剂的混合比，即Base/ Hardener(B/H)值。

在混合比n固定的情况下，需要更多的固化剂与 之反应，这样n(—NCO)/n(—OH)的交联密度就会升 高，涂膜硬度也会变高，同时也会增加涂膜的抗渗透 及耐沾污能力。

2.2.3 助剂的选择

修补涂料的表面状态是除干燥速度以外最重要 的考核指标，异氰酸酯易与空气中的水反应而使涂 膜中出现暗泡，影响涂膜表面状态的因素。同时涂膜 表面的平整滑爽也是客车所必需的，因此流平剂和 消泡剂是双组分聚氨酯涂料中最重要的两种助剂。 为加快涂料干燥的整体进程，同时也加入有机催干 剂进行调整。

2.3 配方设计(见表3)

4 结果与讨论

4.1 温度对涂膜干燥时间的影响

由于火车客车维修厂遍布全国各地，不同季节 各地温差很大，温度的高低会对涂膜的干燥时间有 很大的影响，因此测定温度对干燥时间的影响是非 常必要的。 由图2可以看出随着温度的升高，干燥时间直线 下降，温度35 ℃时涂膜在10 min内半硬干燥，而当温度下降至0 ℃时，半硬干燥时间约为40 min。

4.2 凝胶分率曲线

凝胶分率是双组分涂料一个非常重要的参数， 它决定了涂料的干燥时间、活化期和施工间隔等，对 双组分涂料的设计有非常重要的参考价值，涂装时 间与凝胶分率关系见图3。

5 结 语

通过严格筛选原料以HDI三聚体作为固化剂，多 种树脂配合制备的双组分聚氨酯配方。所制聚氨酯 涂料适应范围广，有良好的涂膜装饰性、干燥性、耐 污性，适用于ABS、FRP、PP、PE、PVC等塑料底材，附 着力性能优异，在客运火车车厢内饰修补中有良好 的实用价值。

参考文献

[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

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[4] 张振,何国.聚氨酯耐沾污性涂料的研制[J].涂料技术与 文摘,2011(11):35-37

收稿日期 2014-01-15