不锈钢材质铁路货车水性涂料涂装工艺

摘要

本发明公开了一种不锈钢材质铁路货车水性涂料涂装工艺，主要解决现有水性涂料在不锈钢底材表面附着力不牢靠、外观质量差的不足。该工艺是先对不锈钢车体表面进行清洗，清除其上的油污和灰尘；然后在不锈钢车体表面喷涂一道磷化底漆过渡涂层；通过在自然环境中干燥或在烘箱中烘干，使磷化底漆过渡涂层形成厚度为5~30μm的干膜；最后在磷化底漆过渡涂层上喷涂水性涂料，即可完成不锈钢材车体表面的涂装。本发明通过在水性涂料与不锈钢底材之间增加一道不含铬的磷化底漆过渡涂层来增强水性涂料的附着力，有效克服了水性涂料受底材表面处理影响而产生斑点、色差等的问题，可以大幅提高水性涂料的防护和环保性能，并可确保喷涂施工中涂层的外观质量。

说明书

技术领域

本发明涉及铁路货车表面涂装工艺，具体地指一种不锈钢材质铁路货 车水性涂料涂装工艺。

背景技术

目前，不锈钢材质铁路货车已被广泛应用于国内主要铁路运输线，例 如用于大秦铁路沿线的C80B型不锈钢敞车已成为煤炭运输的主体。为 了延长不锈钢材质铁路货车的使用周期，其不锈钢部位需要用涂料涂 装。传统的涂装工艺是这样的：整车钢结构组装完工后，对不锈钢表 面进行清洗，以清除表面的灰尘和油污，然后直接涂覆溶剂型涂料。 由于溶剂型涂料的附着力相对较好，且对底材表面清洁度的容忍度高 ，因此在不锈钢材质铁路货车上使用溶剂型涂料时，其附着力问题不 是很突出。

随着铁路运输事业的飞速发展，不锈钢材质铁路货车所承担的运载任 务也越来越繁重，其车型也逐步向重载、环保、美观、长寿命方向发 展。为此，新设计的不锈钢材质铁路货车大多要求采用环保型的水性 涂料。但对于光滑的不锈钢表面而言，使用水性涂料会存在涂层附着 力差的问题，导致涂装质量变差。通过抛丸或喷砂处理可以增加不锈 钢表面的粗糙度，进而提高涂层的附着力，但底材表面不容易处理彻 底，涂层容易出现斑点、色差等缺陷，严重影响了后续工艺中涂层的 附着力和防护性能。如何保证不锈钢材质铁路货车上水性涂料涂层的 外观质量和使用寿命，一直是铁路科研人员试图解决的技术难题。

发明内容

本发明的目的就是要提供一种不锈钢材质铁路货车水性涂料涂 装工艺，其能有效提高水性涂料在不锈钢表面的附着力，确保水性涂 料涂层外观质量良好。

为实现上述目的，本发明所设计的不锈钢材质铁路货车水性涂料涂装 工艺，包括如下步骤：

1）按常规生产工艺规范对不锈钢车体表面进行清洗，清除其上的油污 和灰尘；

2）采用高压无气喷涂或空气喷涂的方法在不锈钢车体表面喷涂一道磷 化底漆过渡涂层；

3）磷化底漆喷涂后在自然环境中干燥或在烘箱中烘干，使磷化底漆过 渡涂层形成厚度为5~30μm的干膜；

4）再按常规水性涂料涂装工艺规范在磷化底漆过渡涂层上喷涂水性涂 料，即可完成不锈钢材车体表面的涂装。

作为优选方案，所说的步骤2）中，所述磷化底漆中各组份的重量百分 比为：聚乙烯醇缩丁醛14.5~17.0%，热固性酚醛树脂6.0~8.5%，三聚 磷酸铝2.5~4.0%，磷酸锌2.0~3.0%，氧化铁红11.0~13.0%，滑石粉1. 0~2.0%，磷酸1.0~2.5%，余量为有机溶剂。

进一步地，所述磷化底漆中各组份的重量百分比为：聚乙烯醇缩丁醛 15.1%，热固性酚醛树脂6.7%，三聚磷酸铝3.2%，磷酸锌2.5%，氧化铁 红12.0%，滑石粉1.5%，磷酸1.7%，余量为有机溶剂。

更进一步地，所说的步骤3）中，所述磷化底漆喷涂后在自然环境中干 燥30~90min或在温度为45~65℃的烘箱中烘干5~15min，使磷化底漆过 渡涂层形成厚度为8~25μm的干膜。

再进一步地，所述磷化底漆喷涂后在自然环境中干燥50~70min或在温 度为50~60℃的烘箱中烘干10~12min，使磷化底漆过渡涂层形成厚度为 10~20μm的干膜。

本发明涂装工艺的设计要点是在水性涂料与不锈钢底材之间增加了一 道磷化底漆过渡涂层，磷化底漆中各组份的作用机理如下：

聚乙烯醇缩丁醛是过渡涂层的主要成膜树脂，在过渡涂层中起 粘结颜料、施加附着力的作用。该树脂附着力强、韧性好，具有良好 的耐热、耐光和耐油性能。热固性酚醛树脂的作用是与聚乙烯醇缩丁 醛树脂混合，增强聚乙烯醇缩丁醛树脂的抗腐蚀性能。

三聚磷酸铝、磷酸锌作为化学防锈颜料，其作用机理是与不锈钢金属 表面的Fe²⁺形成附着牢固的络合物沉淀层，同时与涂料中的羟基、羧基 配位，生产稳定的交联配位化合物，从而使颜料—涂料—底材之间形 成稳定的化学结构，进而大幅增强涂层的附着力和抗渗透性能。

氧化铁红主要起着色作用，并起一定的物理防锈作用。滑石粉作为一 种填料，主要作用是提高涂层的屏蔽效果，进而改善涂料的流平性。

磷酸的主要作用是与金属反应生成磷化膜，磷化膜对不锈钢金属表面 有良好的钝化作用，且由于磷化膜表面较为粗糙，可大幅增强后续水 性涂料涂层的附着力。

有机溶剂主要起溶解聚乙烯醇缩丁醛树脂、热固性酚醛树脂的作用， 使涂料具有良好的施工性能，从而在不锈钢车体表面形成一层5~30μ m的致密干膜，可采用一种或数种已知有机溶剂组配。

上述磷化底漆中各组份协同作用，可在铝、铜、镉、镍等金属的光滑 表面形成极强的附着力。

本发明的优点在于：将磷化底漆喷涂到不锈钢车体表面后，其中的各 组份即与不锈钢表面发生化学反应，将光滑的不锈钢表面转化为一层 表面粗糙的磷化膜，即磷化底漆过渡涂层。由于该过渡涂层与不锈钢 底材有极强的附着力，且涂层表面粗糙，水性涂料在上面涂覆后，附 着力将大幅提高。同时，磷化底漆过渡涂层表面较不锈钢底材表面清 洁度要高很多，水性涂料涂覆后不再受底材表面处理清洁度的影响， 喷涂后的外观质量将会得到有力保证，从而延长不锈钢材质铁路货车 的涂装周期、减少工人维护维修时间，节约车辆运行成本。另外，磷 化底漆过渡涂层采用不含铬的配方组成，其 安全环保，对操作人员无毒无害，十分符合现代铁路运输事业发展的 需要。

具体实施方式

以下结合具体实施例对本发明的不锈钢材质铁路货车水性涂料涂装工 艺作进一步的详细描述。

实施例1

1）涂装前预清理：按常规生产工艺规范对不锈钢车体表面进行清洗， 清除其上的油污和灰尘。

2）调配磷化底漆：按重量百分比为聚乙烯醇缩丁醛15.1kg、热固性酚 醛树脂6.7kg、三聚磷酸铝3.2kg、磷酸锌2.5kg、氧化铁红12.0kg、滑 石粉1.5kg、磷酸1.7kg、丁醇34.0kg、乙醇11.0kg、二甲苯12.3kg， 混合搅拌均匀。

3）磷化底漆喷涂：采用高压无气喷涂的方法在不锈钢车体表面喷涂一 道磷化底漆过渡涂层，然后在温度为50~60℃的烘箱中烘干10min，使 磷化底漆过渡涂层形成厚度为10~20μm的干膜。

4）水性涂料涂装：按常规水性涂料涂装工艺规范在磷化底漆过渡涂层 上喷涂水性涂料，即可完成不锈钢材车体表面的涂装。

实施例2

1）涂装前预清理：按常规生产工艺规范对不锈钢车体表面进行清洗， 清除其上的油污和灰尘。

2）调配磷化底漆：按重量百分比为取聚乙烯醇缩丁醛14.5kg、热固性 酚醛树脂8.0kg、三聚磷酸铝3.0kg、磷酸锌2.0kg、氧化铁红11.0kg、 滑石粉2.0kg、磷酸2.0kg、丁醇34.1kg、乙醇11.0kg、二甲苯12.4kg ，混合搅拌均匀。

3）磷化底漆喷涂：采用高压空气喷涂的方法在不锈钢车体表面喷涂一 道磷化底漆过渡涂层，然后在自然环境中干燥60min，使磷化底漆过渡 涂层形成厚度为10~15μm的干膜。

4）水性涂料涂装：按常规水性涂料涂装工艺规范在磷化底漆过 渡涂层上喷涂水性涂料，即可完成不锈钢材车体表面的涂装。

实施例3

1）涂装前预清理：按常规生产工艺规范对不锈钢车体表面进行清洗， 清除其上的油污和灰尘。

2）调配磷化底漆：按重量百分比为取聚乙烯醇缩丁醛17.0kg、热固性 酚醛树脂6.0kg、三聚磷酸铝4.0kg、磷酸锌3.0kg、氧化铁红13.0kg、 滑石粉1.0kg、磷酸1.2kg、丁醇32.6kg、乙醇10.0kg、二甲苯12.2kg ，混合搅拌均匀。

3）磷化底漆喷涂：采用高压无气喷涂的方法在不锈钢车体表面喷涂一 道磷化底漆过渡涂层，然后在温度为45~60℃的烘箱中烘干15min，使 磷化底漆过渡涂层形成厚度为8~15μm的干膜。

4）水性涂料涂装：按常规水性涂料涂装工艺规范在磷化底漆过渡涂层 上喷涂水性涂料，即可完成不锈钢材车体表面的涂装。

实施例4

1）涂装前预清理：按常规生产工艺规范对不锈钢车体表面进行清洗， 清除其上的油污和灰尘。

2）调配磷化底漆：按重量百分比为取聚乙烯醇缩丁醛15.5kg、热固性 酚醛树脂8.5kg、三聚磷酸铝2.5kg、磷酸锌2.0kg、氧化铁红12.0kg、 滑石粉1.5kg、磷酸2.2kg、丁醇33.1kg、乙醇10.3kg、二甲苯12.4kg ，混合搅拌均匀。

3）磷化底漆喷涂：采用高压空气喷涂的方法在不锈钢车体表面喷涂一 道磷化底漆过渡涂层，然后在自然环境中干燥70min，使磷化底漆过渡 涂层形成厚度为15~25μm的干膜。

4）水性涂料涂装：按常规水性涂料涂装工艺规范在磷化底漆过渡涂层 上喷涂水性涂料，即可完成不锈钢材车体表面的涂装。