随着环保政策的日益严格，传统溶剂型涂料因高VOCs排放、火灾隐患等问题逐渐被水性涂料取代。2022年国务院印发的《“十四五”节能减排综合工作方案》明确提出，溶剂型工业涂料使用比例需降低20%。在此背景下，天津大学先进复合材料与涂层团队王瑞涛教授致力于轨道交通用环保型水性涂料的研发与应用，取得了显著成果。


传统溶剂型涂料在轨道交通领域存在诸多弊端，包括环境污染、安全隐患等。水性涂料因其环保、低碳、安全的特性，已在建筑、汽车、集装箱等领域成功替代溶剂型涂料。然而，轨道交通领域对涂料的性能要求更为苛刻，需兼顾防腐性、力学性能、装饰性及施工性能。报告人通过承担“十三五”国家重点研发计划项目，积累了丰富的水性涂料研发经验，并成功开发出适用于轨道交通的水性涂料体系。

水性涂料组成与弊病分析：
水性涂料与溶剂型涂料的核心区别在于树脂的存在状态：前者为乳液态，后者为溶液态。这种差异导致水性涂料在成膜过程中面临更多挑战。团队重点研究了水性环氧涂料和水性聚氨酯涂料的组成及常见弊病：
（1）水性环氧涂料：易出现剥离和腻子“咬底”问题。剥离主要源于基材表面的防锈油或脱模剂阻碍涂层与底材的结合；而“咬底”则是由于化学反应滞后于表干过程。团队通过研制硅烷锚固剂，建立分子桥作用，强化与底材的结合；提高胺类固化剂分子量，提升涂层初期的树脂聚合物分子量，改善“咬底”弊病。
（2）水性聚氨酯涂料：痱子泡、气泡和缩孔是其主要弊病。副反应产生的二氧化碳气体及马兰戈尼效应导致气泡稳定性增加，而消泡剂的不当使用可能引发缩孔和层间附着力问题。团队通过优化流平剂选择，提出了可迁移流平剂的解决方案，显著改善了涂层的复涂性和流平性。

应用案例：
团队研发的水性涂料已在多个轨道交通项目中成功应用：完成新一代碳纤维地铁车体的水性涂装，并在德国柏林国际轨道交通技术展上全球首发；为青岛四方车辆有限公司的“京藏线”铁路列车提供水性涂料配套体系；“复兴号”动车组实现水性涂料的批量应用，涵盖车体防腐、内饰板及座椅涂装，标志着水性涂料在高铁领域的成熟应用。

结论：
本研究通过系统分析水性涂料的组成与弊病，提出了针对性的解决方案，成功实现了水性涂料在轨道交通领域的示范应用。这不仅推动了行业绿色转型，也为“双碳”目标的实现提供了技术支持。未来，团队将继续优化涂料性能，拓展应用场景，助力环保型涂料技术的进一步发展。
 

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