从“绿巨人”动车组看动车涂料的应用
行业前沿 By.王浩

从“绿巨人”动车组看动车涂料的应用

2020年春运临近,1月7日,重庆车辆段CR200J动车组列车整装待发。CR200J动力集中型动车组是“复兴号”家族新成员,因其翠绿色涂装,被称为“绿巨人”

2020年春运临近,1月7日,重庆车辆段CR200J动车组列车整装待发。CR200J动力集中型动车组是“复兴号”家族新成员,因其翠绿色涂装,被称为“绿巨人”,设计时速为设计时速160公里/小时。2020年春运是该型号动车组在西南地区上线运行以来参与的第一个春运,届时“绿巨人”将同高铁形成优势互补,为旅客提供差异化服务。“绿巨人”为普速动车,在其动车组家族中,也不乏时速300 km/h左右的高速动车。

高速动车组在我国交通运输中起到了极为重要的作用。目前,在运营速度、运用里程、车辆数量和旅客运载总量等方面处于世界第1位。我国高速动车组通常的运行速度为250 km/h,设计时速已达380 km/h。目前,我国高速铁路动车组在客运专线上的最高运行速度为300~330km/h。动车组车体多由铝合金挤压型材焊接而成,少数用不锈钢材料。速度在300 km/h以上的动车组均采用铝合金材料。且高速动车组车辆技术规范中明确提到:动车组设计寿命为20年,车体外部涂装的油漆至少一个大修期无需重新涂装。因此采取什么样的防腐涂料怎么样涂装来保证动车组车辆的使用寿命是尤为重要的。

由于高速动车组行车路线长、跨越地域广、遭遇各种恶劣气候环境的几率高,除了常年遭受冷热变化、风雨雪霜侵袭以外,还经常遭到风沙冲击腐蚀、卷起的碎石撞击、沿海盐雾的腐蚀、隧道进出口强大风压差的冲击,因此高速动车组涂料体系除了保证与高铁铝合金良好的附着力和防腐性外, 其硬度、光泽、耐介质性、防污性、装饰性、高速下的减震和耐候性必须具有优于常规涂料的性能,而涂料的耐风沙、耐污染和修补性能也要接受更严峻的考验。动车组车体外表面涂料要求最高,既要有装饰性还要有一定的防腐性能,内表面涂料主要以环保(底VOC)、安全(防火等)等为主,性能要求不是很高。动车组车体外表面用涂料涂装系为“底漆+腻子+中涂+面漆”或“底色漆+罩光清漆”。这2种涂装系所使用的涂料属同一类别,即底漆为环氧防锈漆,采用不饱和聚酯腻子找平;中间漆为聚氨酯涂料;面漆为聚氨酯或丙烯酸聚氨酯涂料(或清漆)。由于目前动车组的车体为焊接成形,为了提高平整度,大量使用腻子找平,完整涂装系的厚度通常在0.2~0.5 mm,最厚处会超过1 mm。另外,动车组在高速行驶中,所处环境温度在短时间内发生急剧变化,防腐底漆必须具有与底材更好的附着力和韧性,否则温度变化引起的底材热胀冷缩将使涂层韧性变差,发生脆化或出现裂纹,最终导致涂层脱落和剥离,失去防腐作用。环氧防腐底漆通常采用采用双组分环氧体系,主剂A采用两种双酚A类环氧树脂为主要成膜物,加入带有脂肪直链的活性稀释剂以提高环氧底漆的韧性;B组分为采用进口腰果壳提取的酚醛改性胺环氧固化剂。这类固化剂不但固化速度快,防腐性能也明显优于常用的聚酰胺类环氧固化剂。

从2007年2月,全国首列“和谐号”动车组在广深线上马,到“复兴号” CR200J在西南地区上线运行,我国的动车组已经正式运行12 年多, 所用涂料和涂装工作相对成熟,产品优化和国产化陆续展开。预计2024年,包括动车组在内的中国轨道交通装备用涂料需求规模将达到57736吨。

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