浅谈轨道交通车辆用水性漆涂装工艺的橘皮改进

浅谈轨道交通车辆用水性漆涂装工艺的橘皮改进

蔡景柱

（中车株洲电力机车有限公司，湖南株洲 412000） 

摘要：介绍了轨道交通车辆水性漆的施工特点，结合生产过程中产生的质量情况,提出了进行橘皮改进的方法.

关键词：水性漆; 橘皮; 改进 

引言

鉴于环境保护压力正在影响全球工业，国内外环保法规及政策也在推动着水性涂料及涂装和运用。目前轨道交通行业也日益重视水性漆涂装，轨道交通客户多个项目意向采用水性漆涂装，并对轨道交通车辆水性漆涂装后的美化装饰要求也在逐步提高，水性漆涂装质量对轨道交通车辆产品质量的整体提升也愈发起着不可低估的重要作用。而车体外表面涂装后的橘皮是水性漆外观质量的重要指标之一，且因水性漆施工橘皮在施工过程中难以控制，故其对水性漆产品质量提升的作业也越发凸显。因此，要提高轨道交通车辆水性漆施工外观质量，抓好橘皮控制及工艺改进是非常重要的。笔者结合工作实际，对水性漆涂装工艺车身的橘皮控制和优化方法进行了初步的探索。

1  水性漆的优势

水性漆主要由易溶于水的合成树脂、颜填料、溶剂（水）和助剂组成，而溶剂型漆由合成树脂、颜填料、溶剂（苯类有机溶剂）、TDI（甲苯二异氰酸酯）和助剂组成。水性漆的组成成分及所使用的溶剂与溶剂型漆存在较大区别，所以其特性也截然不同。与溶剂型漆相比，水性漆具有以下优势：

1）安全性更高。水性漆以水为溶剂，具有阻燃防爆的高安全性，而溶剂型漆属于易燃易爆危险化学品，在储存、运输及应用过程中都存在燃烧爆炸等安全隐患。

2）VOC排放更低。溶剂型漆含有大量挥发性有机化合物（VOC）,而水性漆的VOC低含量。一般两者都需要经过漆雾净化设备处理（过滤棉一级吸附及活性炭二级吸附），达标后才能排放。

3）水性漆及其沾染物归类于一般工业固废，由具备一般工业固废处置资质的单位进行处理。溶剂型漆所产生的的漆渣及相关沾染物（漆桶、抹布等）属于《国家危险废物名录》中的HW12类危险废物，须按危险废物进行管理，交给具有危险废物经营许可证的单位进行集中无害化处理。

2  水性漆在轨道交通车辆涂装应用中的注意事项

2.1基材表面处理方面

在实际生产和涂装作业过程中，铁路机车基材表面处理往往难以全部达到特别理想的效果，局部地方难免会存在表面清洁度差或轻微油污的情况，施工后会直接显现出缺陷和质量问题，因此，水性漆对涂装表面的清洁度要求很高。为了保证涂装质量和不产生缺陷，基材表面的处理和清洁度的检查控制是水性漆涂装之前最重要也是最基础的工作。

2.2 油漆调漆方面

水性漆目前基本上都是采用双组份，即一份漆料和一份固化剂，在施工前调漆时按要求的配比进行混合并搅拌均匀。需要注意的是，水性漆需要加入水来进行稀释，以调节溶剂黏度，并使用黏度计来测定黏度是否达到工艺规定的施工要求。无论是有机溶剂还是水，稀释剂都不参与漆膜的形成，在漆膜固化干燥的过程中最终都会挥发掉。

2.3 厂房设备和工具

由于水性漆有较强的防火、防腐和耐化学性能，且水性漆施工具有最佳的施工环境温湿度要求，因此其施工效果对喷烘漆室的设备有较高要求，需要对喷漆室进行相应恒温恒湿的改造。另外，对于喷涂工具而言，其整体施工与原有溶剂型涂料的涂装工艺基本相同。

2.4 施工环境方面

水性漆是是以水为分散介质的混合溶液，水在不同温湿度下，其电导率、表面张力和挥发速度不同，这会影响水性漆的施工稳定性以及喷涂后的外观质量等温度水性漆在环境温度低于0℃时易产生结冰，温度低于5℃将以影响水性漆的成膜质量，影响最终的涂装质量，所以施工温度要控制在5℃以上。而水性漆在20-25℃下水的物理化学性能属于中间平衡状态，属于最佳的施工温度。且水性漆施工温度过高也会造成水性漆施工后表面干燥较快，继而造成产品明显的外观涂装质量。此外，水性漆喷涂粘度受温度的影响较大，故此在施工过程中温度变化不宜过大，从而确保产品施工的粘度，保证漆膜质量。

3  影响橘皮的因素分析

油漆橘皮就是高光泽表面的波状结构，因油漆在车身成膜后会形成高光泽度的涂膜，该涂膜受表面波动度的影响，产生一种波动的视觉效果，常把这种效应称为“橘皮”。对车身橘皮质量的评价主要是通过目测和橘皮仪检测两种方式进行。目前客户尚未明确规定采取何种方式进行评价。

油漆外观的橘皮质量高低与底层的状态质量有非常重要的关系，底层的漆膜越均匀细腻，对橘皮质量的优化控制越好。通常来说，影响油漆橘皮质量的因素有多种，包括：板材平整度、底层的粗糙度、油漆黏度、油漆的性能、色漆干湿状态、喷漆室温度和湿度、喷涂参数、漆膜各涂层的厚度等因素。其中影响较大的因素有：底层状态、色漆喷涂状态、色漆施工次数、喷涂参数控制。下面将对上述影响外观橘皮较大的因素进行了简析。

3.1底层状态对橘皮的影响

油漆外观的橘皮质量高低与底层的状态质量有非常重要的关系，底层的漆膜越均匀细腻，对橘皮质量的优化控制越好。比如中涂层的粗糙度越好，油漆的短波值就越好。此外，板材的粗糙度也对橘皮有重要作用。因此，对橘皮进行优化控制就要对中涂层漆的黏度进行适当调整，并在面漆喷涂前，提高砂纸打磨的手法，特别是要注意提高边角打磨质量，综合提升才能得到一个较好的底层状态。

3.2色漆喷涂状态对橘皮的影响

要提高油漆施工的质量，在确保油漆遮盖力的基础上，色漆越薄对橘皮的优化越好。经过多次实践证明，色漆干湿较好的状态是：色漆喷涂后表面湿漉有光泽，其闪干后用手触摸时不沾手。控制好色漆干湿状态对油漆质量效果提升明显。

3.3 色漆施工次数对橘皮的影响

进行车体外观油漆喷涂时，色漆的流平对橘皮质量的提高作用起重大作用，人工进行外表喷涂时一般为三道喷涂，不同的三道喷涂比例对色漆流平的影响不同。在喷涂总量一定的情况下，不同的喷涂比例对油漆长波改善作用不大，而对短波的影响较大。经过实践探索得出：在头道喷涂与二道、三道喷涂时，如果按照2：4：4的喷涂比例，且表干时间分别为10min、25min、40min，表干完成后直接放入烤房进行烘烤，进一步流平，能得到较好的色漆流平。因此，掌握好喷涂比例，能有效改善橘皮质量。

3.4 喷房温湿度对橘皮的影响

水的特性与有机溶剂相差甚远，水的蒸发潜热大，水蒸发所需的能量是有机溶剂的5倍（见表1）。加上受温度和相对湿度的影响，与空气中的含水量有关，相对湿度高(即空气中含水量多)的场合，水从涂膜蒸发就难，涂装作业性就下降。通过对目前使用的水性漆进行验证，将温度控制(24±3)℃，湿度控制在60％±5％的橘皮质量最佳。

表1.不同溶剂蒸发潜热

4  结语

水性漆在轨道交通车辆领域的成功应用，不仅解决了传统溶剂型漆存储、施工中的安全隐患，而且节能降耗、更加环保，在行业内具有广泛的推广应用市场前景。另外，随着国家对城市雾霾、污染治理和节能减排工作力度的加大，各大城市和铁路检修企业也面临着巨大的减排压力。水性漆绿色、环保、节能、安全、可靠，综合技术性能优于溶剂型漆，采用水性漆涂装轨道交通车辆，更符合国家政策和行业发展方向。随着水性漆技术的不断发展和施工工艺的日渐成熟，其应用范围将越来越广阔，使用水性漆替代溶剂型漆进行涂装是轨道交通车辆制造和检修涂装行业的趋势和研究方向。

作者简介：蔡景柱（1990-），男，本科，助理工程师，从事涂装工艺管理。