城軌車輛受電弓絕緣漆附著力問題研究

馬元斌

中車西安車輛有限公司城軌制造中心 陜西西安 710086

地鐵車輛本地化總裝配過程中，車頂受電弓絕緣漆涂裝存在附著力不強問題，造成成片脫離車體基材。結(jié)合西安地鐵本地化首列車制造實際，針對受電弓絕緣漆脫離基材問題，展開系列工藝試驗，旨在通過科學(xué)的方法分析絕緣涂層脫離基材的成因，找出符合本地環(huán)境及實際生產(chǎn)要素的強化受電弓絕緣漆與基材附著力的方法，從而滿足產(chǎn)品質(zhì)量要求，避免產(chǎn)品安全隱患。對此，本文研究了環(huán)境濕度、基材打磨方式、涂裝工藝等對附著力的影響以及增強涂層附著力的工藝改進措施。

1 試驗過程

試驗的試板采用與基材一致的樣塊，對基材用80目砂紙打磨，涂刷前處理劑，后涂刷501P底漆，再涂刷中間層，再刷防滑用粘接劑并撒防滑橡膠片，最后涂刷面漆。其中前處理主劑與固化劑比例按說明書4：1重量比配比，中間層主劑與固化劑比例按說明書2：1重量比配比，涂刷4mm厚，面漆主劑與固化劑比例按說明書3：1重量比配比。涂層中埋入5×300扎帶，扎帶前端扎出圓環(huán)，采用CMT6503拉伸機對試板涂層附著力進行分析。

2 結(jié)果與分析

對涂層試驗試板施工過程中的環(huán)境濕度、上道涂層干燥程度、基材打磨方式等工藝影響因素分別進行對比試驗，對拉伸機輸出的擬合方程及可決系數(shù)進行分析判斷，同時結(jié)合試板拉伸破壞后的涂層溝槽形貌進行觀察分析[1]。

2.1 濕度的影響

對試驗進行環(huán)境濕度試驗，除面漆工序采用52%rh的濕度外，對其他工序采用不同濕度條件下的涂層附著力進行測試，結(jié)果表明較為干燥的情況下更有利于絕緣漆涂裝，能增加其與基材的附著力。

2.2 前處理干燥程度的影響

結(jié)果表明前處理漆干燥程度對附著力質(zhì)量影響較大。在下道涂層前，上道涂層完全干燥后，方可進入下工序，涂層的附著力較強。前處理底漆未完全干燥，導(dǎo)致底漆涂層表面張力不均勻，影響后續(xù)涂層涂刷后與前道涂層之間的浸濕結(jié)合，致使底漆與基材、涂層間的附著力不均勻，拉伸試驗時曲線波動較大，存在斷點。

2.3 基材打磨方式的影響

用80目圓盤砂紙旋轉(zhuǎn)打磨樣塊表面，獲得C1試樣。用矩形膩子打磨機及80目沙帶同一方向打磨樣塊表面，獲得C2試樣。試板打磨后，均用用無紡布蘸取異丙醇擦拭樣塊表面，用干的無紡布擦拭晾干，結(jié)果表明矩形膩子打磨機帶80目沙帶同一方向打磨方式較佳，涂層的附著力較強。打磨方式直接影響基材表面的粗糙度是否均勻，當(dāng)基材表面不均勻時，打磨波峰處會致使涂料過薄，浸濕結(jié)合較差；打磨波谷處會造成涂料不能完全覆蓋基材，致使產(chǎn)生氣泡的隱患。圓盤旋轉(zhuǎn)打磨比較難控制基材表面均勻的粗糙度，致使拉伸時曲線不均勻存在斷點[2]。

2.4 油漆主劑均勻度的影響

前處理主劑不搖直接涂裝，獲得D1試樣，前處理主劑搖勻后涂裝獲得D2試樣，

試驗機輸出的 D1 為 y=0.6931x+22.064 及 R2=0.8476；D2為 y=1.0232x+20.27 及 R2=0.8674。從試驗結(jié)果看，D2 拉伸曲線連續(xù)，直線擬合度較高，D1拉伸曲線較D2存在兩處不太明顯的斷點，曲線連續(xù)性較D2略差。D2粘接性能較D1強，即油漆使用前須搖勻后再進行涂裝。

通過試板的拉伸破壞照片，撕開D1斷層，可以看出，殘留主劑使用未搖勻前的表層清液，且涂層表面已開翹，與前期試制問題的涂層翹邊現(xiàn)狀較為接近，經(jīng)討論分析，由于未搖勻前的清液，性能不穩(wěn)定，所以會出現(xiàn)拉伸數(shù)據(jù)較理想，但實際已出現(xiàn)翹邊的情況。綜合認為，在工況情況下可能存在安全隱患。

前處理主劑擱置一段時間后，會造成主劑分層，上層出現(xiàn)較為光滑的清液，若不搖勻前處理主劑的清液，會造成基材表面局部位置光滑，導(dǎo)致主劑與基材的張力不均勻，粘附性差，在涂層干燥過程中造成涂層自身受力不均勻，致使涂層翹邊脫離等問題[3]。

3 結(jié)論

（1）高濕度下進行涂裝作業(yè)，會引起漆膜表面冷凝結(jié)水汽，此時涂裝會降低涂層與基材的附著力，容易引起涂層開裂、起包、脫落等附著力下降問題，造成品質(zhì)異常。因此涂裝過程須保證在較低濕度下進行。

（2）前處理底漆未干，影響涂層間的浸濕結(jié)合，因此涂裝各工序間應(yīng)保證前道涂層干燥后再進入下工序，促進涂層間的相互浸透，增加涂層的附著力。

（3）基材表面均勻的粗糙度對涂層的附著力及涂層壽命有較大影響。粗糙度不均勻，會造成防護性降低，或留有氣泡隱患，致使涂層的附著力下降，出現(xiàn)早損，脫落、翹起等現(xiàn)象。因此采用合適的工具打磨基材，保證基材表面粗糙度均勻，可提高涂層與基材的附著力。

（4）前處理主劑不搖勻，造成基材表面局部位置光滑，導(dǎo)致主劑與基材的張力不均勻，溶劑揮發(fā)時，漆膜收縮引起附著力不均勻，導(dǎo)致涂層脫落、翹起。因此各涂層主劑在使用前應(yīng)充分搖勻，避免清液影響造成的品質(zhì)異常。