摘要：水性涂料近年来日益成熟，在具有优秀的不粘性与耐用性的同时，还顺应了环境保护的发展潮流。因此，在各行各业都得到了广泛应用，特别是在轨道车辆上大放异彩。本文首先介绍了水性涂料的优缺点，之后根据轨道交通的特点举例说明水性涂料在其中的相关应用，并简要分析了水性涂料在使用时涂装质量的影响因素。
关键词：水性涂料；轨道交通；涂装质量
引言：随着国家与人民对环境保护的逐渐重视，原来轨道车辆中大量使用的溶剂型涂料因易释放大量有机挥发性物质污染大气环境而被逐渐淘汰。涂料向水性涂料、高固体分涂料、辐射固化涂料等新型环保方向发展是大势所趋。目前，国际上许多发达国家在水性涂料的应用上已经成熟，而我国国内轨道车辆也开始逐步将水性涂料投入使用，以减少涂料对于环境及施工工人身体健康的影响。
一、水性涂料的相关特点
水性涂料是指以水作为溶剂或分散介质的涂料。主要包括水溶剂涂料、水稀释性涂料、水分散性涂料即乳胶涂料三种。
相比于传统的油漆涂料，水溶性涂料具有诸多优点：
1）水性涂料以水作为主要溶剂，可以用水清洗涂装工具，成本更低，且降低了火灾可能性与危害程度。
2）水性涂料对材质表面适应性更佳，附着力强，且可以在潮湿环境中使用。
3）水性涂料电泳涂膜具有极好的耐腐蚀性与防护性。
4）水性涂料采用低毒性的有机溶剂，改善作业环境，保障工作人员健康，且对环境污染更小。
然而，水性涂料并不是十全十美的，他也有着如下缺点，亟待技术革新加以改善。
1）水性涂料对材质表面清洁度要求高，污渍易产生缩孔。
2）水性涂料对涂装设备具有较大的腐蚀性，设备造价高。
3）水性涂料对施工环境及工艺要求严格，其施工耗能更高。
二、水性涂料在轨道车辆方面的应用
水性涂料在轨道车辆上，最主要也是最常见的是作为车身主体外部的防护与装饰。目前，国内轨道车辆广泛使用水性涂料四层体系：底漆层、腻子层、中间层与面漆层。有时会根据外观配色的特殊要求，再增加底色漆与清漆。
底漆层是所以涂层中与车身主体材料直接接触的一层，是整个涂装体系的基础。我们一般选用水性环氧树脂涂料作为底漆。由于水性环氧树脂涂料具有极佳的耐腐蚀性，易固化且附着力较强，适合于基材直接接触。同时，考虑到水性环氧树脂涂料的户外耐候性较差，故一般只用于底漆而非中层漆或面漆。在施工时，水性环氧底漆较多采用高压无气的喷涂方式，厚度控制在60~80μm，喷涂后需通风一小时以上再进行升温干燥。
腻子层的主要作用是增加膜厚，修补底漆上的缺陷与不平整。所以腻子层是四层涂装中最厚的一层，一般使用不饱和聚酯，并用滑石粉、膨润土、二氧化硅等无机物作为填充材料。在涂抹腻子层时，需确认底漆层已经完全干透，使用人工涂抹的方式，根据车身整体涂料的厚度及平面度要求，刮涂四到六遍。每层腻子厚度需要小于等于1mm，整体厚度需小于3mm。
中间层即使对底漆层腻子层平整度与光滑度的修补，降低紫外线对内层的破坏；同时也是对面漆光鲜度与丰满度的改善。对于承上启下的中间层，不但要求它与内外层能结合良好，还要求其具备一定的弹性与填充性能。
常使用水性聚氨酯涂料作为中间层，以手工空气辅以高压无气的方式进行喷涂。厚度控制在30~60μm，需要注意的是，在喷涂后应干燥16h以上再喷涂面漆。
面漆是实现车身美观并抵御外部环境侵害的关键层，应具有优异的耐磨、耐污性能。因此，面漆常使用水性聚氨酯和丙烯酸乳液的掺混漆。其优点在于可在较低温度下成膜，不反粘、硬度高、柔韧性好，附着力强。采用手工空气喷涂，膜厚控制在30~60μm。需通风干燥16h以上。
此外，除了车身主体喷漆，车内及车架上也会使用到水性涂料。乳液型阻尼涂料就是一款具有优良抗振、阻燃、降噪、防腐的水性涂料，常用于复杂结构车架外部涂抹，以解决橡胶阻尼材料安装不便的问题，使轨道车辆再提速时，噪音振动不随之提高。
三、影响水性涂料的因素
1、基材表面环境
涂料对于基材的附着力，主要来源于涂料分子与基材表面极性基团的相互吸引，并伴随着一定的化学反应。因水性涂料是由水作为溶剂与分散介质的，其常温下的表面张力系数约为72mN/m，远远大于常规的油性溶剂。这也使得水性涂料的浸润性较差，因此，基材表面环境对于水性涂料的影响也被放大了。在对基材进行喷涂之前，应先尽可能去除基材表面的杂质，如氧化膜、油污等。同时，可以通过喷砂等方式增加基材表面粗造度，产生机械齿的方法提升涂料与基材间的结合力。
2、固化剂对水性环氧涂膜性能的影响
水性环氧涂料的固化剂一般是多元胺及其加成物。固化剂在很大程度上影响着涂料的成膜性能。固化剂需要在水中具有较好的溶解性并均匀分布在水中形成稳定状态，且需要能互溶于水性环氧树脂，形成稳定均匀的多相体系。相较于改性聚酯胺类固化剂、水性多元胺改性物等，水性聚酯胺类固化剂具有更好分防腐性能，耐水性与干燥速率也更优秀，适合作为轨道车辆车身底漆的固化剂。
3、水性环氧/胺氢物质的调配
环氧当量与活泼氢物质当量比例的不同，直接影响着涂膜性能。当环氧树脂量较多时，涂膜具有更佳的防腐性，耐水性。而胺氢物质量较多时，涂膜的光泽与机械性能更好。因此，在调配时需要根据使用的具体环境与要求选择调配比例。对于轨道车辆中的应用，一般选用环氧/胺氢物质的量比在1.1～1.2之间。
结语：
资源节约型、环境友好型的社会是我国人民的不懈追求，水性涂料的广泛应用，正符合了这一要求，顺应了这一潮流。在实践中根据实际情况控制其影响因素，做到因地制宜，才能最大化的发挥水性涂料的优越性。同时，在应用中不断深化研究水性涂料，改善其缺点，扩大其优点，也应是我们的努力目标。
参考资料
[1]陈计波,高鹏,刘胜普,韩冰,韩伟豪.水性环氧涂料防腐性能影响因素的研究[J].中国涂料,2019,34(09):31-35+55.
[2]于全蕾,韩国祥,栾俊,刁朔,葛忠慧,姜兆华,王瑞涛,郝博.轨道交通车辆用水性涂料试验研究[J].涂料工业,2019,49(07):46-52.
[3]赵树东.水性工业涂料在轨道车辆上的应用[J].现代涂料与涂装,2019,22(04):10-13.
[4]陈春霖,孟晓伟,唐毅,周胜之,黄榜,宋磊.水性涂料的特点及其应用发展[J].山东化工,2019,48(07):87-88.
[5]陈旭,韩玉红,赵民,唐红娟,陈书翔.轨道车辆用功能涂料的应用现状及发展前景[J].涂料工业,2017,47(11):81-87.