长春长客－庞巴迪轨道车辆有限公司
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摘 要：本文主要从地板布胶粘剂方面阐述了轨道车辆地板布铺装的性能分析。
关键词：地板布；胶粘剂；轨道车辆；粘接
引言
轨道车辆地板布的粘接属于具有低安全性要求的轨道车辆及轨道车辆部件的粘接接头,粘接接头的失效，最多会降低列车的运行舒适性，但决不会引起人员受伤, 粘接接头按照DIN 6701-2 标准属于A3级。但轨道车辆客流量大，地板布粘接面积也大，使用寿命要求比较长，一旦发生粘接失效，会对整车美观性能造成影响，而且返修量大，维修周期长，投入的成本高，所以在设计阶段中就要从地板布、地板和胶粘剂三个方面综合考虑，以实现良好的粘接质量[1]。
1常用地板布及基材表面处理方式
地板布要具有美观性、防火性能、可维护性，还要具有耐磨、防滑、易于擦净的特点，目前常用2.0～4.0 mm的 PVC材料或橡胶材料的地板布。
地板布的背面是粘接面，表面处理有两类：一是地板布背面直接打磨处理，二是在地板布背面植上绒线，通常称之为植绒层，试验显示，背面打磨比背面植绒的粘接效果更好[2]。地板的表面处理有三类：一是金属光面，二是喷底漆，三是在金属表面进行打磨，试验显示，打磨处理的粘接效果更好。
2常用胶粘剂
地板布与地板之间的连接均采用粘接技术，根据现场作业特点，所用胶粘剂适合大面积作业，胶层厚度小，必须能够满足固化时间要求，能够常温固化，胶粘剂粘度需要方便刮涂，也需要能承受地板布内应力的形变，达到最终强度的固化时间不能过长，以免影响生产节拍，粘接接头剥离力需要满足要求。目前轨道车辆一般采用如下胶粘剂：
2.1 双组份环氧胶粘剂
双组份环氧胶的基本组分是环氧树脂和固化剂，树脂是双环氧化合物或环氧聚合物，树脂基础是双酚A和酚醛树脂。固化剂是聚胺类和硫醇类, 通过加成反应, 固化后形成热固性塑料。
图1：一般反应式
双组份环氧胶有很强的粘接力和内聚力，搭接剪切强度一般25MPa，断裂伸长率最高大约可达到10%，长期使用温度最高可达100°C左右，由于蠕变性趋势低而使其具有长期的高静态稳定性，所以环氧胶能够抵抗物理磨损和化学腐蚀，同时聚合物交联度越小，亲水性能越高。没有经过增韧的环氧胶粘剂固化后较脆，抗剥离、抗开裂和动态稳定性较差；所以应选用经过增韧改性的双组份环氧胶来粘接地板布。
双组份环氧胶在室温下的固化需要12小时到几天，升温可以使胶粘剂充分反应，提高交联程度，加速固化过程，提高模量及老化性能。双组份胶要注意混合比例，剂量要准确，且混合要完全。操作时间的起始点是树脂和固化剂开始接触的时刻，必须在操作时间内完成以下操作:剂量、混合、施胶、组装、夹紧。
图2：固化过程
2.2双组份聚氨酯胶粘剂
双组份聚氨酯胶的树脂是分子量较低的多元醇，固化剂是分子量较低的异氰酸酯封端的预聚体(例如聚酯和聚醚)，通过加成聚合固化，固化形成热固性塑料或弹性体。聚氨酯胶的分子链中有异氰酸根（-NCO）基团，可以和分子链中含有活泼氢的基团反应，形成化学键，所以对多种材料都能形成较强的粘接。聚氨酯胶可以通过调节添加剂和填料的成分及比例来改变物理和化学性能，固化后的胶耐热性能和耐水性能比较好。
图3：反应举例
结构性聚氨酯胶最终搭剪强度一般15MPa，柔弹性聚氨酯胶最高可达到8MPa。结构性聚氨酯的断裂延伸率最高可达到50%，柔弹性聚氨酯胶可达600%。不用底涂一般情况下是有问题的，由于异氰酸酯基团的存在，在一些塑料和金属上可形成化学键。对紫外线敏感，故一般添加炭黑作为填料增加抗紫外能力。抵抗介质的能力一般比环氧胶差。柔弹性聚氨酯胶可在已固化的聚氨酯胶断面上形成粘接用以进行维修作业。
工艺过程和双组份环氧胶很相似，在室温下固化需要几小时到几天，通过加热可以加速固化。对混合比例的错误比较敏感。需要注意操作时间。固化剂对湿气敏感。
2.3改性硅烷聚氨酯
改性硅烷聚氨酯SMP是含有硬段和软段、硅烷封端的聚氨酯预聚体，使用交联剂阻聚了。固化是在湿气影响下的的缩聚反应，释放出乙醇（中性交联剂），固化后形成弹性体。SMP的柔弹性、抗蠕变性一般低于聚氨酯，搭剪强度大约4 MPa，断裂伸长率最大为800%，长期使用温度从-40°C 到100°C，保持长期弹性。抗紫外线能力比聚氨酯好，因为可以使用能提供更好稳定性的添加剂。抗潮湿性没有聚氨酯强，原因是Si-O键容易水解。具有宽泛的粘接性，适用于很多基材。可喷涂，施工简便。对常用基材不需要底涂也能获得良好附着。
SMP是单组份工艺，注意结皮时间，只有在部分情况下可以抹平滑，固化条件+5°C到+40°C，30 - 95% 相对湿度。固化速率1-2mm / 24h，通常比单组份的聚氨酯慢。部分产品可切开改性硅烷胶条进行粘接修补。
3结语
为了保证轨道车辆地板布的粘接质量，必须保证地板布材料的质量、胶粘剂的质量、铝地板安装及打磨效果和粘接环境、粘接设备、粘接工艺及粘接人员技能，胶粘剂配比要合理，搅拌均匀，铺装地板布时，一定严格按照工艺流程、工艺要求执行。地板布的粘接设计是一个系统性的课题，需要多方面综合实施才能保障良好的地板布粘接铺装效果。
参考文献:
[1] 陈小伟，王小杰，芦红霞． 铁路客车地板布粘接设计． 电力机车与城轨车辆，2015，38（6）：47-49．
[2] 汪丽君，涂锡光，成雷． 城轨车辆地板布粘接结构与工艺． 电力机车与城轨车辆，2010，33（6）：39-41．
作者简介：常玲（1990-），女，工程师，从事轨道车辆内装设计工作。
论文作者:常玲, 宋欣达
论文发表刊物:《文化研究》2018年第7月
论文发表时间:2018/8/7
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