0 引言
伴随着高速动车组综合技术性能的提高，对列车的美观性、防腐性也提出了更高的要求，涂料体系的性能将迎接新的挑战。目前高速动车组的涂装多选用国外公司的涂料[1- 2]，其成功经验是基于特定的运营环境，由于国内运行区间的温湿跨度大，环境、气候条件复杂，为了适应国内高速动车组发展的需要，与之相配套的高性能涂料技术须尽快自主。高速动车组涂料体系除了保证与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、耐污染和修补性能将接受更严峻的考验。

1 涂料体系的设计
涂料体系：环保环氧防腐底漆+ 聚氨酯中涂漆+聚氨酯面漆。
1.1 环保环氧防腐底漆
1.1.1 主要成膜物
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良好的附着力和韧性，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，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双组分环氧体系，广泛应用于飞机、列车、工程机械等重防腐领域。主剂A 采用2 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。环氧防腐类漆的漆膜固化时体积收缩小，因此与各种基材的附着力优异，但存在漆膜韧性差、易脆等缺点。开发一种具有一定韧性、耐冲击性能优异的环保环氧防腐底漆，是底漆需要解决的另一技术关键。采用添加带有直碳链的活性稀释剂和德固萨LTW附着力促进剂聚酯树脂，以解决漆膜易脆的问题。通过试验，确定出添加剂的佳用量。
本文研制的防腐底漆在气候急剧变化的环境条件下也能够保持对底材良好的附着力和韧性，从而为底材提供了良好的防护性能。采用同一树脂体系，固化剂不同，添加活性稀释剂不同，对比试验结果见表1。

表1 表明：加入活性稀释剂、附着力促进剂后，耐冲击性能、硬度明显提高；另外，腰果壳改性酚醛胺固化剂的干燥速度明显快于300# 聚酰胺固化剂。
1.1.2 防锈颜填料
锌黄、铬黄、锶铬黄等作为其防锈颜料来提高防腐性能。金属铬对人体有害，尤其是六价铬具有致癌性。底漆中含有铬等重金属颜料会在涂料的制备、施工以及成膜后的使用中对施工人员造成严重危害，而对环境的危害甚至是永久性的。为使环氧底漆体系达到环保标准，即不含铬等重金属，又能达到防腐性能要求，通过反复试验、耐盐雾检测等筛选出的复合金属络合物防锈颜料完全可以替代含铬金属防锈颜料。树脂、固化剂、活性稀释剂等成膜物相同，颜填料不同进行对比试验，试验结果见表2。

表2 的数据表明：采用不含铬金属的防锈颜料完全可替代含铬防锈颜料制备的防腐底漆。
1.2 聚氨酯中涂漆
中涂漆作为腻子和面漆的过渡层，它必须与腻子、面漆均具有良好的层间附着力，并具有易打磨性。为了满足体系抗冲击性能要求，中涂漆的主剂A 以羟基丙烯酸树脂为主要树脂，添加一定量带有轻微支链的聚酯树脂，增加漆膜的柔韧性，固化剂采用Bayer 公司线性多异氰酸酯缩二脲（Desmodur N75），主剂A∶固化剂B=4∶1（质量比），性能对比试验结果见表3。

表3 的数据表明：加入轻微支链聚酯树脂的聚氨酯中涂漆柔韧性明显提高，能够通过50 cm 耐冲击性测试。
1.3 聚氨酯面漆
1.3.1 主要成膜物确定
聚氨酯面漆作为涂层体系上层漆是装饰性、防护性关键的一层，采用双组分丙烯酸聚氨酯路线。主剂A 选用综合性能好的羟基丙烯酸树脂，加入一定量与丙烯酸树脂要相容性好的柔性聚酯树脂以提高漆膜的韧性；此外为提高漆膜的耐候性，加入了一定量的氟碳树脂。为满足产品终的综合性能，固化剂组分选用2 种脂肪族聚异氰酸酯，经多次试验终确定了2 种固化剂的佳用量，施工配比：主剂A∶固化剂B=4∶1。
1.3.2 耐磨性
高速列车运行速度为200～400 km/h，运行区间跨度广，温度、湿度等环境因素复杂，部分地区风砂污染严重，需要考虑高速运行时漆膜的耐磨强度。这不仅仅是提高漆膜硬度的问题，涂料体系必须要有足够的韧性。高速列车在隧道入口和出口处，由于气压变化而导致车辆形变，因此研制的涂料必须要适应这一变化。面漆配方设计时软、硬树脂合理搭配是基础，固化剂的筛选也是保证面漆质量的关键技术之一。此外助剂作用也是不可忽视的，加入含硅类流平剂，不但可提高漆膜流平性能、增加光泽，还能增加漆膜表面的光滑性，提高了漆膜抗划伤性能。
进行试验对比，羟基组分中：1# 只含有羟基丙烯酸树脂，2#、3# 加入与羟基丙烯酸树脂相容性好的聚酯树脂；固化剂都采用拜耳脂肪族聚异氰酸酯固化剂（Desmodur N3390BA）。1#、2# 加入丙烯酸类流平剂， 3#加入了带有硅类的流平剂，其他相同，试验结果见表4。

从表4 可以看到，2#、3# 加入带有轻微支化度的聚酯树脂明显提高了漆膜的抗冲击性能和光泽；加入含有机硅类的流平剂，不但提高了漆膜的耐磨性，光泽也提高了。