□ 王 君

(中遠(yuǎn)關(guān)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(bǔ)涂料的設(shè)計(jì)與研制，討論了影響涂膜性能的因素，并且對(duì)涂層性能進(jìn)行了介紹和評(píng)價(jià)。

　　關(guān)鍵詞:火車客車內(nèi)室;雙組分;聚氨酯涂料

　　中圖分類號(hào)：TQ630.7+1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-2556(2014)04-0041-04

0 前 言

客運(yùn)火車內(nèi)室一般選用ABS、FRP、PP、PE、PVC 等有機(jī)合成塑料，在使用一段時(shí)間后，內(nèi)室塑料通常 會(huì)出現(xiàn)不同程度的變色、污損，每運(yùn)行一段時(shí)間后， 鐵路局對(duì)所轄車輛都要進(jìn)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(jìn)行修補(bǔ)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(hù)內(nèi)飾板材，延長(zhǎng)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(yīng)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(diǎn)，修補(bǔ)涂料就具有快干性的特點(diǎn)，半硬干燥時(shí) 間就小于30 min，并可進(jìn)行覆涂。

(2)涂膜表面狀態(tài)好。涂膜應(yīng)具有良好的外觀，表 面光滑平整，無(wú)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(yùn)火車運(yùn)行 過(guò)程中，在人為的磕、碰和磨擦?xí)r涂膜完好，不開(kāi)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(duì)內(nèi)飾 板應(yīng)具有良好附著力，同時(shí)涂膜還應(yīng)對(duì)木地板具有 良好的封閉性，能有效防止水蒸氣等的滲入導(dǎo)致木 地板膨脹變形，對(duì)木地板和集裝箱外板造成損傷。

(5)施工適應(yīng)性廣?；罨?Pot Life)長(zhǎng)(3～5 h)， 同時(shí)還應(yīng)滿足在全國(guó)各地客車廠、不同的施工環(huán)境 (濕度、溫度)下，涂膜無(wú)異常。 客運(yùn)火車內(nèi)室修補(bǔ)漆必須同時(shí)滿足以上5點(diǎn)要 求。

2 試驗(yàn)部分

2.1 試驗(yàn)原料及儀器

2.1.1 試驗(yàn)原料

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

2.1.2 主要試驗(yàn)儀器

研磨分散機(jī)、高速攪拌機(jī)、電子分析天平、光澤 儀、涂膜制備器、附著力測(cè)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(yīng)制成的含端—NCO基的加成物或預(yù)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(bǔ)涂料中最重要的性能指標(biāo)，因 此，針對(duì)不同種類多異氰酸酯樹(shù)脂的干燥時(shí)間，做如 下試驗(yàn)，以長(zhǎng)興某羥基丙烯酸樹(shù)脂為主劑作固定要 素，變化固化劑類型，考察干燥時(shí)間，其試驗(yàn)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(shí)間均要大 于HDI三聚體，因?yàn)镠DI三聚體的分子鏈上有更多 的—NCO基團(tuán)，所以HDI三聚體的反應(yīng)速率更快，干 燥時(shí)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(bǔ)涂料的固化劑樹(shù)脂，n(—NCO)/n(—OH)＝1.0～1.1時(shí)最佳。

2.2.2 多羥基組分(主劑)

含羥基組分樹(shù)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(duì)于多羥基組分的基本要求是：

(1)和多異氰酸酯樹(shù)脂及助劑，溶劑有很好的互 溶性；

(2)有足夠的—OH，和—NCO達(dá)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(chǎng)上兩家樹(shù)脂供應(yīng)商的樹(shù)脂產(chǎn)品，分 別測(cè)試對(duì)比相關(guān)數(shù)據(jù)。在這些樹(shù)脂中7237樹(shù)脂指觸 時(shí)間非常短，說(shuō)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(yīng)，這樣n(—NCO)/n(—OH)的交聯(lián)密度就會(huì)升 高，涂膜硬度也會(huì)變高，同時(shí)也會(huì)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(bǔ)涂料的表面狀態(tài)是除干燥速度以外最重要 的考核指標(biāo)，異氰酸酯易與空氣中的水反應(yīng)而使涂 膜中出現(xiàn)暗泡，影響涂膜表面狀態(tài)的因素。同時(shí)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(jìn)程，同時(shí)也加入有機(jī)催干 劑進(jìn)行調(diào)整。

2.3 配方設(shè)計(jì)(見(jiàn)表3)

4 結(jié)果與討論

4.1 溫度對(duì)涂膜干燥時(shí)間的影響

由于火車客車維修廠遍布全國(guó)各地，不同季節(jié) 各地溫差很大，溫度的高低會(huì)對(duì)涂膜的干燥時(shí)間有 很大的影響，因此測(cè)定溫度對(duì)干燥時(shí)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(shí)間直線 下降，溫度35 ℃時(shí)涂膜在10 min內(nèi)半硬干燥，而當(dāng)溫度下降至0 ℃時(shí)，半硬干燥時(shí)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(gè)非常重要的參數(shù)， 它決定了涂料的干燥時(shí)間、活化期和施工間隔等，對(duì) 雙組分涂料的設(shè)計(jì)有非常重要的參考價(jià)值，涂裝時(shí) 間與凝膠分率關(guān)系見(jiàn)圖3。

5 結(jié) 語(yǔ)

通過(guò)嚴(yán)格篩選原料以HDI三聚體作為固化劑，多 種樹(shù)脂配合制備的雙組分聚氨酯配方。所制聚氨酯 涂料適應(yīng)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(yùn)火車車廂內(nèi)飾修補(bǔ)中有良好 的實(shí)用價(jià)值。

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收稿日期 2014-01-15