轨道交通作为一种高效、便捷、环保的公共交通方式，在人们日常的市内与市际通行中发挥着不可或缺的作用。随着轨道交通承载量的不断增大以及全社会对于安全出行要求的不断提高，有关轨道交通组成部件的保护需求也日益凸显，轨道交通涂料防护更是成为了涂料行业关注的焦点。本文将简要介绍影响轨道交通涂料防护效果的若干因素，并浅析相关研究进展。

 

1. 温度变化

 

从酷暑到寒冬，轨道交通系统常年面临着跨度极大的温度变化，极端的温变会对涂层的施工质量与使用性能带来严峻挑战。具体来说，可以归纳为以下三点：①热膨胀和收缩：热胀冷缩会导致涂层内部产生应力，进而引发裂纹和剥落。②黏接性能变化：高温下涂层发生软化，降低其黏附性能；低温下涂层过于脆硬，易于开裂。③化学稳定性：高温下，涂层中易发生化学分解或氧化反应，导致涂层性能下降。

 

针对温变对轨道交通涂料带来的影响，改良配方是有效缓解这一问题的解决方案。例如有研究表明，对于轨交用环氧涂层，适量添加酚醛改性环氧，可以一定程度上提高涂膜的交联密度，从而提高环氧涂层耐温性能；而采用多层涂层系统，则可以进一步提高涂层对温度变化的适应性。此外，有研发人员开发出了轨道用反射隔热涂料，通过将铈/硅/钛氧化物复合材料引入涂料配方，制得的热反射涂层能使轨道板表面温度降低70%，表面与内部温差减少约40%，从而有效规避轨道因温变而带来应力、形状的变化。

 

2. 水分湿度

 

湿度对轨道交通防护涂料有着重要影响。高湿度环境会导致涂层的降解，增加腐蚀风险，并影响涂层的物理和化学稳定性，这在雨季、水网密布地区和我国南方大部分地区尤为明显。其原理具体可归纳为以下三点：①黏附力下降：水汽分子渗透到涂层与基材之间，削弱它们之间的黏接，导致涂层脱落或起泡。②化学稳定性变化：涂层在高湿环境下容易发生水解或其他化学反应，影响其化学稳定性并可能导致性能退化。③腐蚀加速：水汽分子的存在会加速金属基材的腐蚀过程，特别是在涂层损坏或不完整的情况下更为明显。

 

就这一系列问题，研发人员通过模拟高湿度环境，提出了一些可行的解决方案。例如，通过在轨交轴承结构上喷涂氧化铝陶瓷涂层并置于模拟环境，研究人员发现，此方法能较大程度提升涂层在高湿度环境下的绝缘性能，进而提高其化学稳定性；但这对氧化铝微粒原料的品控以及喷涂施工工艺均具有较高要求，距离推广应用仍有一定距离。亦有研究者提出，硅溶胶涂层耐湿性表现良好，经过特殊处理后的改性硅溶胶涂层可以在高湿度环境中仍能保持较高的稳定性和耐腐蚀性，显示出较强的抗湿气渗透能力和长期保护作用，这也为耐湿轨交涂料提供了研发新思路。

 

3. 化学腐蚀

 

在轨道交通系统中，涂料的防护性能很大程度上取决于其抗化学腐蚀能力。化学腐蚀是一个复杂的过程，它涉及涂层和基材与周围环境中的化学物质发生反应，这些反应可能导致涂层结构的破坏，从而影响其防腐蚀性能。轨道交通系统经常暴露于多种化学物质中，如海风、融雪盐、工业排放物、酸雨、清洁剂等，这些都可能加速腐蚀过程。

 

对此，国内外不少涂料企业推出了诸多耐盐雾涂料，为沿海地区、盐湖地区的轨道交通系统提供了可靠的耐腐蚀解决方案，例如某品牌水性环保耐盐雾涂装能在保证低VOC的基础上，实现长达1000 h以上的耐盐雾性能，已成功应用于轨道交通车身。自修复技术也是提高车身或轨线耐腐蚀性的关键一招，有企业通过在涂料中加入特殊的高弹性树脂，能让涂层具备良好的柔韧性和自我恢复能力；另有一些研发团队推出了轨交用微胶囊愈合剂，一旦涂层表面受到化学腐蚀损伤，藏于底层的微胶囊就会释放出修复成分，在不破坏原有涂层完整性的前提下实现深层修复来填补裂缝，既保证了轨交系统的美观，又阻止了化学腐蚀对设施的进一步破坏。

 

4. 紫外老化

 

长期的紫外光照射会导致涂层的物理和化学性质发生变化，从而影响其防护性能。轨道交通系统长期暴露在户外阳光的直射下，紫外老化带来的影响尤为显著。紫外照射一方面易引起涂层中化学键的断裂，导致材料结构的降解；另一方面会带来热效应和活化效应，加速涂层氧化反应进而老化。这些不但会导致涂层颜色褪色、强度下降、黏接力减弱，甚至可能导致涂层材料的分解，威胁轨交设施安全。

 

在涂料配方中添加有效的紫外吸收剂并配以功能性助剂，是解决这一问题的主流方法。有研究表明，添加0.4%的改性纳米氧化铈和0.8%的某品牌紫外吸收剂UV-1577，能显著提升轨交车身的耐紫外老化性能，同时对涂层的透光率、耐盐雾性等参数影响较小。另有研发团队将气相二氧化硅粒子与紫外吸收剂搭配，应用于氟碳改性丙烯酸树脂轨交涂料中，所制得的涂层不仅具备优异的紫外吸收功能，还能同时吸收蓝光辐射并兼具防眩目效果，对于提升轨道交通系统的运行安全性具有良好的实践意义。

 

5. 机械磨损

 

频繁加减速、载重量大、运行间隔紧密、运行周期长、沿途地形复杂……这些都是轨道交通系统的运行特性，也都使得其涂层机械磨损较为严重。机械磨损不仅影响涂层的外观和防护性能，还可能导致基材暴露，从而增加腐蚀和进一步损坏的风险。因此，轨交涂层必须能够承受持续的机械应力，具备较好的耐磨性。

 

围绕这一需求，目前较为实用的研发思路有三：①使用耐磨材料：选择耐磨损性能更好的材料（如加强型聚合物、含有纳米填料的涂料），提高涂层的耐磨性能。②涂层厚度和结构优化：采用多层结构设计，提供更强的防护和更高的耐磨损能力。③优化表面处理技术：通过硬化处理或表面涂覆，可以进一步增强涂层的抗磨损能力。基于这些思路，有科研团队研发了一种能应用于轨交轮毂与扭杆系统的耐磨涂料，其选用了某品牌聚酰胺酰亚胺树脂、聚四氟乙烯和二硫化钼润滑剂，涂层经过300万次疲劳试验仍完好无损，同时兼具了良好的绝缘性能。

 

当前，无论是连通全国版图的高速铁路，还是城市里穿梭不息的地铁、轻轨，都在经历着蓬勃的发展与增长势头。轨道交通系统在地理环境、气候环境、运载强度、运行速度等诸多方面都面临着更加严苛的挑战，这对轨道交通涂料的防护效果也提出了更新、更高的要求。了解上述因素，对于做好轨道交通涂料行业而言意义重大，也将更好地助力我国轨道交通产业朝着更安全、更高效、更优质的方向稳健发展。

 

 

 

来源：Internet

关键词： 轨道交通涂料