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摘要：此文整体讲述了我国铁道车辆涂料的应用情况，和涂料有关的环保标准，以及铁道车辆涂料的特点与具有的不足，简要阐述了未来水性涂料的发展方向以及如何加强水性涂料在铁道车辆中应用上的有关建议。
关键词：水性涂料；铁道车辆；应用
引言
铁道车辆想要在每一种酷暑、潮湿、干燥、高寒的气候地理环境之下昼夜不停地工作，其工作条件非常的恶劣，现阶段，最常见的方式就是在外面涂上涂料，这是非常有效的方式，这样不仅可以增加车辆的美观程度，还可以处理好车辆的防腐问题。有相关资料表明，在1999年的时候，铁道部总共有内燃机车与电力机车超过2万辆，新造的大概有1千辆；客车总共有3万多辆，新造的大概有2千辆；各种型号的货车总共50多万辆，新造的大概有2万辆。每一年有差不多12万吨的涂料应用在这些铁道车辆上，这其中有5000吨还要多的涂料用在了新造的客车上面。
1目前铁道车辆涂料的使用情况
结合国家规定与铁道部制定的相关行业要求，在铁道车辆上使用涂料，其具体包括了防腐蚀厚浆涂料、减震抗噪的阻尼涂料、防锈底漆与存在装饰意义的面漆等。其中用于防锈底漆的一般是环氧富锌底漆、醇酸底漆、环氧聚氨酯底漆、环氧酯防锈底漆以及无机富锌底漆等；防腐蚀厚浆涂料是80年代中期就出现的，而且也是这个时候开始开发研究使用在货车上的涂料类型，这一类涂料涂装一道或者湿碰湿两道之后，其干膜厚度就能够达到60米与120米以上，降低了货车油漆的涂装次数，使得涂装工艺更加简单了，同时还节约了平台空间，提高了车辆的整体涂装质量；其作用是为了减少震动与降低噪音的阻尼涂料，这类涂料一般是用每一种类型乳液成膜物的水性涂料，其中包含了苯丙、纯丙乳液及乳化橡胶、聚醋酸乙烯等，除此之外，还有存在防腐性作用的涂料，比如橡胶沥青浆、水溶性聚氨酯阻尼涂料、水乳化沥青浆等；车表面的漆的种类常见的是丙烯酸改性醇酸磁漆、丙烯酸改性聚氨酯磁漆、中长油醇酸磁漆等。
现阶段，铁道车辆最常用的减少震动降低噪音的除了上面所说的阻尼涂料是水性涂料之外，大多数还是使用的溶剂型涂料。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆溶剂型涂料就是涂料中存在大约一半的有机溶剂。[1]使用这种溶剂型涂料对车辆进行喷涂之后，漆膜的表面上以及漆雾里的有机溶剂会直接挥发到车间的空气里，具体的有机溶剂有甲苯、二甲苯（简称三苯）、苯，其中特别小的漆雾雾滴中的有机溶剂挥发之后会变成粉尘，也会掉落在车间的空气里，这些有机溶剂会造成涂装车间里能够发挥的有机物质排放大量超标，气味会非常大，不但会对现场工人的身体健康造成严重危害，还会很大程度的污染空气，对生态环境造成严重的破坏。
2水性涂料的发展
根据相关资料的统计，人们的生活与生产活动所向大气中排放的VOC占全球大气污染量的15%，然而涂料加工与生产而排出的VOC量却占到了其排放总量的20%~25%，汽车尾气是排放量最多的，是VOC污染量的第一位，而涂料加工与生产的排放总量仅低于第一，位居了VOC污染量的第二位。所以，对涂料VOC的排放量进行控制是现阶段最重要的事情，其也得到了世界各国的关注，在把经济、效率、生态与能源为发展涂料工业的4E原则之下，世界各地涂料市场正在往着更适应环境标准的水性、高固体与无溶剂的涂料方向快速发展。[2]
水性涂料是把水作溶剂或者分散介质的涂料，时间最早的商品化水性涂料是在20世纪30年代产生的。水和很多的有机溶剂具有很大差别，其最重要的特点是：无嗅、不燃、无毒、价廉，把水放入到涂料里面，不但能够减少涂料的利用资金，还能够避免施工时因为具有有机溶剂而造成的危险事故，也能够很大程度的降低VOC值，从而达到环保法规的标准。所以，水性涂料从开始出现时就获得了长时间的发展。基于其对环境的相容性与保护性，并且存在节省资源、节约能源的好处，水性涂料产品很快就被市场所接受，并且不断发展，大范围的进行使用。
现阶段，世界各国环保型“绿色”涂料的开发以及应用都呈现出了特别明显的上升趋势。美国是涂料生产大国，年产量占世界涂料总年产量的25%。美国1994年的环保型“绿色”水性涂料占到了涂料总产量的比例的51.0%，1999年提升到了61.1%，2002年更是进一步提升到了73%，而同一时间里欧洲“绿色”涂料比例也由1992年的51%提升到了2002年的74%左右，亚太地区则由1992年的18%提升到2002年的32%。在工业发达国家，建筑涂料是消费比例最大的一种涂料，大概是涂料总产量的50%左右，其中水性乳胶漆是整个建筑涂料量的70%~80%；汽车涂料是工业涂料中使用数量最多的一种，通常是涂料总产量的15%~20%，一般采用的是各种改性的醇酸树脂、部分优质的水溶性树脂与环氧树脂。现阶段，世界汽车生产中有92%使用水性电泳漆来进行车辆的涂漆，欧洲汽车行业中有70%的中间涂层漆完成了水性化，很好的保护了生态环境。
我国是有机溶剂消费最多的国家，现有溶剂型涂料高达总产量的75%以上，直接高出了欧美国家溶剂型涂料，其比例比其它大国高出了总产量25%~30%。即便我国在60年代的时候就进行了水性涂料的研究，在90年代以后，水性涂料更是获得了长足的发展，但是把乳胶漆、电沉积漆作为主要的水性涂料还是太少，其所占比例一样小于20%。在这20%不到的水性涂料中，其中很多都是建筑涂料与汽车电泳漆，而使用在金属防护上的水性涂料却特别少。所以，对金属防护用水性涂料进行开发研究，尽可能发展环保型涂料，不断缩短我国和国际涂料发展趋势的距离，快速发展涂料工业的“绿色”化进程是现阶段最重要的事情，有关人员应该特别重视。[3]
需要提出的是，把水来替代有机溶剂制备涂料也存在着本身的不足。例如水的高气化焓会造成涂料成膜的时候，水挥发而需要很高的能量，会消耗太多的能源；相对湿度很容易影响到水的挥发；水的表面张力比所有的有机溶剂都高，需要增加乳化剂来使之降低，而乳化剂的存在会降低涂料的耐水性能；金属基体上使用水性涂料，在涂膜还没有干的时候很容易造成基体腐蚀等。虽然水性涂料具有部分缺陷，但是水的引入能够明显减少涂料中的VOC，而且在大部分的使用场合其性能一样可以满足需求，。所以，把水性涂料来代替溶剂性涂料是涂料发展过程中必须实行的，也是涂料发展的必然趋势。
3扩大水性涂料在铁道车辆中的开发应用
美国环境保护署规定铁道车辆所用的涂料、油漆务必是用户的友好产品，换句话说就是涂料、油漆里的挥发性有机物（VOC）的含量需要特别低。所以，在90年代中期的时候，水性涂料与水性漆不断发展，并且得到了广泛使用。[4]例如美国的Sigma公司开发研制的水性丙烯酸涂料，能够在铁道车辆的外墙上涂1遍~2遍，依然维持比较好的光泽度。日本高速铁路车辆最常用的面漆是水性氟碳涂料，使用水性氟碳涂料来修饰表面，能够让车辆表面特别美观并且使用时间长，并能够把车辆全面检查期限延长到3年或运行距离高达90万千米，2001年更是延长到了120万千米，体现处理显著的经济收益。
现阶段，国内除了一些铁道车辆专用的阻尼防腐涂料是水性涂料，很多的铁道车辆用涂料依然是溶剂型涂料。这种涂料不但在涂装的过程中会对环境与现场工人造成危害外，在列车运行的过程中，还会因为漆膜的脱落而污染到铁路沿线的环境。[5]特别是在青藏铁路上运行的列车。铁道车辆在几十小时里，从低海拔城市北京运行到海拔4000米以上的高原城市拉萨，这个过程中会经历差不多50℃的温差突变及强烈的紫外线照射，就保护和装饰铁道车辆的涂料而言，工作条件十分严峻。铁道车辆涂料的使用时间通常是4年~6年，在高原条件下使用时间会大幅度减少。最严重的是，受损漆膜被风沙打落之后，会直接危害到青藏铁路沿线的高原植物，进而还会对周围的野生珍稀动物的生存造成影响。所以，在青藏铁路上使用环境友好型水性涂料的应用是必须的，开发和研究铁道车辆使用水性涂料具有重要意义。
结束语
综上所述，我国相比于美国与其它的欧洲国家，在铁道车辆上使用水性涂料还太少，我国需要广泛应用水性涂料，也应该积极开发与研究铁道车辆使用水性涂料。
参考文献：
[1]李自立.浅析水性涂料特性及其应用[J].山东化工，2015，44（15）：85-86+88.
[2]高猛，董双良，夏冬宁，王艳，王若钦，周金萍.水性涂料在轨道客车上应用的工艺探讨[J].涂料工业，2013，43（11）：53-58.
[3]余志兵.水性涂料在铁路客车涂装中的应用[J].工程技术：文摘版，2016（6）：00278-00278.
[4]王爱民.铁路出口货车车辆用水溶性漆：，CN104231911A[P].2014.
[5]韩新正，贺玉平，范国栋.城轨车辆用水性涂料的性能测试研究[J].现代涂料与涂装，2015，18（10）：15-17.
论文作者:张玉文
论文发表刊物:《基层建设》2018年第7期
论文发表时间:2018/5/24
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