data-full-width-responsive="true"> 1 引言随着我国现代化轨道交通的迅速发展和科技进步，列车的行驶速度在不断提高，目前车速已达480km/h，风驰电掣般的列车卷起路基上的砂石，猛烈地撞击着车箱底架、转向架、排障器等部位，加上高频机械振动形成的应力，常造成这些部位的涂层破损，这不但影响了机车的外观质量，而且造成一定的经济损失。本文采用双组分柔性环氧防腐底漆+双组分环氧/ 丙烯酸/ 弹性聚酯-聚氨酯弹性面漆对机车底架部位进行涂装，经实践检验，该复合体系显著提高了涂层的抗石击性。由于环氧/ 丙烯酸/ 弹性聚酯-聚氨酯弹性面漆已于2009 年研制成功并已公开，本文将重点对双组分柔性环氧防腐底漆的性能进行研究探讨。2 目前列车底架涂层存在的问题行驶中的高速列车，底架部位的涂层时刻遭受着两种力的破坏：①高频机械振动产生的应力，常使刚性底漆涂膜产生裂纹，继而波及面漆受损；②列车行驶中卷起的砂石对面漆涂膜的撞击力。两种破坏力同时发生形成合力，普通涂层很难适应这种恶劣条件，常造成涂膜破损、斑驳脱落。目前，高速列车底架部位普遍采用双组分环氧金属底漆+双组分环氧厚膜面漆的重防腐、防石击涂装工艺。该涂层体系虽然具有防腐、耐磨、物理机械性能好的优点，但环氧底漆呈刚性，抵抗底架振动应力的破坏能力小；面漆的弹性欠佳、延伸变形能力差、拉伸断裂功较低、吸放动能的能力弱，因此底架在振动应力和砂石撞击力的合力作用下，涂层很容易受损。改进方法：①提高环氧防腐底漆的柔韧性和阻尼功能，增强底漆对基材和对面漆的附着力；②提高面漆的拉伸断裂功和弹性模量，增强涂层的吸放动能的能力，使柔性底漆+弹性面漆复合涂层具有柔性渐变的整体弹性特点。3 弹性涂层抗石击的机理弹性抗石击涂层应具备的主要功能：①应具有一定的断裂功和弹性模量；②应具有较高的消释动能的能力。即能将飞来的砂石反弹出去、又能将石击的动能消释掉，还能对行驶中的列车产生的机械振动能具有阻尼性，同时还能保持涂层的完整性。⑴材料的拉伸断裂功是抵抗外力破坏所具有的能量，是与拉伸强力和伸长变形相关的函数。拉伸强力越高、伸长变形能力越强的材料，其吸收能量的潜力越大，拉伸断裂功越强。在实践中，材料的拉伸强度与断裂伸长率相对立，延伸率与恢复率之间也是一对矛盾，伸长变形能力是延伸率和恢复率关系的表征，即延伸率大、恢复率高时，伸长变形能力才强。弹性涂层只有达到拉伸强力高、伸长变形能力好，即较高弹性模量时，才具有优良的耐石击性和对机械振动能的阻尼性。⑵弹性涂层消释石击产生的机械动能方式有4种：①砂石撞击涂层后发出的声音所消耗的能量，②砂石对涂层撞击、摩擦产生的热能散发；③撞击点的弹性变形及恢复过程的耗能；④撞击产生振动波，振动波通过大分子链和物理交联点向周围扩散，消释动能。当涂层的拉伸断裂功和弹性模量较高时，对机械动能的吸收、贮存、扩散、释放能力强，对砂石撞击能耐受力高、阻尼性能好。这也是本文设计抗石击涂层的机理根据。4 试验部分41 原料环氧树脂E51；液态聚硫橡胶JLY-121；聚酰胺TY300；聚醚胺Huntsman D-230；1，6 乙二醇二缩水甘油醚SM-80；TDI（80/20）；二月桂酸二丁基锡；偶联剂KH-560；纳米SiO2；磷酸铝锌；氧化铁红；绢云
母；滑石粉；助剂和混合溶剂。42 参考配方双组分柔性环氧底漆的参考配方见表1。
注：配漆：m（甲组分）∶m（乙组分）=100∶14～16。43 制备工艺⑴TDI 改性E51 环氧树脂：向反应釜中投入定量环氧树脂E51，搅拌下升温至110 ℃，抽真空脱水2 h，降温至50 ℃以下，缓慢加入定量TDI 及少量二月桂酸二丁基锡，升温至（821）℃，保温反应2 h，至NCO 完全反应无残留为终点，降温、过滤、出料。⑵纳米SiO2 分散浆的制备：将纳米SiO2 加入定量溶剂中，加入硅烷偶联剂KH-560（纳米SiO2 的15%），超声波振荡30 min，成浆料。⑶液态聚硫橡胶预处理：将液态聚硫橡胶加入分散缸内，搅拌下加入硅烷偶联剂KH- 560 二甲苯溶液，高速分散1 ~ 2 h。⑷甲组分的制备：将原料及预处理材料按配方量依次加入分散罐内，高速分散1 h，再经砂磨机研磨至细度小于40 m，调整黏度、过滤、出料。⑸乙组分的制备：将2 种胺固化剂混合均匀即可。
