0 前言
客运火车内室一般选用ABS、FRP、PP、PE、PVC等有机合成塑料，在使用一段时间后，内室塑料通常会出现不同程度的变色、污损，每运行一段时间后，铁路局对所辖车辆都要进行一次返厂维修。而如果大面积更换内饰板的话，成本较高，通常做法是选用双组分聚氨酯涂料进行修补翻新，这样维修成本较低，工作效率也比较高。
1 涂料性能分析
为了保护内饰板材，延长内饰板材的使用寿命，需要在内饰板材表面涂装色漆，并应具有如下要求：
(1)干燥速度快。为了满足客车维修快节奏的生产特点，修补涂料就具有快干性的特点，半硬干燥时间就小于30 min，并可进行覆涂。
(2)涂膜表面状态好。涂膜应具有良好的外观，表面光滑平整，无气泡、针孔等漆病等的存在。
(3)硬度高，耐磨性好。为了保证在客运火车运行过程中，在人为的磕、碰和磨擦时涂膜完好，不开裂不脱落，涂膜必须具有良好的耐磨性和耐擦洗性。
(4)与内饰板的附着力和封闭性好。涂膜对内饰板应具有良好附着力，同时涂膜还应对木地板具有良好的封闭性，能有效防止水蒸气等的渗入导致木地板膨胀变形，对木地板和集装箱外板造成损伤。
(5)施工适应性广。活化期(Pot Life)长(3～5 h)，同时还应满足在全国各地客车厂、不同的施工环境(湿度、温度)下，涂膜无异常。
客运火车内室修补漆必须同时满足以上5点要求。
2 试验部分
2.1 试验原料及仪器
2.1.1 试验原料
羟基丙烯酸树脂(进口)；热塑性丙烯酸树脂(进口)；消光粉(AZ-360)；钛白粉(进口金红石型)；分散剂(BYK)；流变助剂；流平助剂(进口)；HDI三聚体固化剂N3390(Bayer)；二甲苯；醋酸丁酯；催化剂(国产)。
2.1.2 主要试验仪器
2.1.2 主要试验仪器
研磨分散机、高速搅拌机、电子分析天平、光泽仪、涂膜制备器、附着力测试仪、秒表。
2.2 原材料的选择
2.2.1 多异氰酸酯组分(固化剂)
聚氨酯固化剂为多异氰酸酯和含活泼氢的化合物反应制成的含端—NCO基的加成物或预聚物，脂肪族多异氰酸酯。HDI缩二脲及HDI三聚体的特性列于表1。
干燥速度是修补涂料中重要的性能指标，因此，针对不同种类多异氰酸酯树脂的干燥时间，做如下试验，以长兴某羟基丙烯酸树脂为主剂作固定要素，变化固化剂类型，考察干燥时间，其试验结果如图1所示，其中N75为缩二脲，N3390为HDI三聚体。
由图1可以看出，缩二脲产品的干燥时间均要大于HDI三聚体，因为HDI三聚体的分子链上有更多的—NCO基团，所以HDI三聚体的反应速率更快，干燥时间更短。综合成本、硬度等其他因素，选择N3390HDI三聚体作为修补涂料的固化剂树脂，n(—NCO)/n(—OH)＝1.0～1.1时佳。
2.2.2 多羟基组分(主剂)
含羟基组分树脂繁多，性能上差异甚大，并非所有的羟基组分均能与多异氰酸酯组分相匹配，而必须满足制备双组分聚氨酯涂料的特定条件，否则不能获得良好的效果，对于多羟基组分的基本要求是：
(1)和多异氰酸酯树脂及助剂，溶剂有很好的互溶性；
(1)和多异氰酸酯树脂及助剂，溶剂有很好的互溶性；
(2)有足够的—OH，和—NCO达到充分交联成膜；
(3)要有合适的玻璃化温度，满足快干要求。
(4)不含水分和低分子单体，酸值尽可能低，不影响涂膜性能。
选取了市场上两家树脂供应商的树脂产品，分别测试对比相关数据。在这些树脂中7237树脂指触时间非常短，说明初期干燥速度较快；4365A产品羟基值非常高。
根据公式：
其中：A——固化剂—NCO值；
B——主剂—OH值；
MHardener，Mbase——固化剂与主剂的固体分；
n—— 主剂与固化剂的混合比，即base/Hardener(B/H)值。
在混合比n固定的情况下，需要更多的固化剂与之反应，这样n(—NCO)/n(—OH)的交联密度就会升高，涂膜硬度也会变高，同时也会增加涂膜的抗渗透及耐沾污能力。
2.2.3 助剂的选择
修补涂料的表面状态是除干燥速度以外重要的考核指标，异氰酸酯易与空气中的水反应而使涂膜中出现暗泡，影响涂膜表面状态的因素。同时涂膜表面的平整滑爽也是客车所必需的，因此流平剂和消泡剂是双组分聚氨酯涂料中重要的两种助剂。为加快涂料干燥的整体进程，同时也加入有机催干剂进行调整。
2.3 配方设计(见表3)
3 性能评价(见表4)
3 性能评价(见表4)
4 结果与讨论
4.1 温度对涂膜干燥时间的影响
由于火车客车维修厂遍布全国各地，不同季节各地温差很大，温度的高低会对涂膜的干燥时间有很大的影响，因此测定温度对干燥时间的影响是非常必要的。
由图2可以看出随着温度的升高，干燥时间直线下降，温度35 ℃时涂膜在10 min内半硬干燥，而当温度下降至0 ℃时，半硬干燥时间约为40 min。
4.2 凝胶分率曲线
4.2 凝胶分率曲线
凝胶分率是双组分涂料一个非常重要的参数，它决定了涂料的干燥时间、活化期和施工间隔等，对双组分涂料的设计有非常重要的参考价值，涂装时间与凝胶分率关系见图3。
5 结语
通过严格筛选原料以HDI三聚体作为固化剂，多种树脂配合制备的双组分聚氨酯配方。所制聚氨酯涂料适应范围广，有良好的涂膜装饰性、干燥性、耐污性，适用于ABS、FRP、PP、PE、PVC等塑料底材，附着力性能优异，在客运火车车厢内饰修补中有良好的实用价值。
