近年来，我国高速铁路客运专线得到了长足的发展，为确保行车安全，要求尽量减少铁路弯道和平交道口，这样需要建设大量的铁路桥梁，也为铁路专用的桥梁支座及防腐涂料提供了广阔的市场应用前景。高速铁路专用桥梁支座要求使用寿命80～100年，防腐涂层维护周期为20～25年，能够适应C4和C5级的大气腐蚀环境，耐盐雾腐蚀（划线）大于1000小时。

依照《客运专线桥梁盆式橡胶支座暂行技术条件》3.9条规定：支座防腐涂装体系由环氧富锌底漆、环氧云铁中间漆、丙烯酸聚氨酯面漆组成，要求总膜厚在250微米以上。实际上由于涂装工艺控制不严格，会导致油漆漆膜脆性大、抗冲击磕碰性能差，附着力差，容易造成支座油漆受到外力磕碰、冲击而脱落，下图1所示是某高速铁路专线桥梁支座安装现场，铁路还未正式开通，其桥梁支座油漆便已局部脱落、生锈。   

 油漆脱落不仅会直接影响铁路桥梁的使用寿命，甚至会对安全行车带来严重影响。本文通过对铁路桥梁支座油漆脱落问题进行原因分析，对其涂装工艺进行改进研究，有效解决了油漆脱落问题，满足了高速铁路专用桥梁支座防腐的需要。

1   试验部分

1.1  铁路桥梁支座油漆涂装工艺

开始→脱脂→抛丸Sa2.5级→喷环氧富锌底漆80µm→干燥→喷环氧云铁中间漆100µm→干燥→喷灰色脂肪族丙烯酸聚氨酯面漆70µm→干燥→结束。

1.2  样板制作与性能检测

马口铁板、冷轧钢板的表面处理按GB/T9271-1988进行，采用压缩空气喷枪喷涂。按TB/T1527-2011进行性能检测，其它性能按国标进行检测。

2    结果与讨论

2.1  漆膜不同干燥方式对抗脱落性能影响

    为了追求生产效率，桥梁支座的涂装生产一般采用流水线涂装，采用“三涂三烘”的方式进行涂装，原涂装工艺为70℃烘焙1h。由于支座油漆脱落均是从环氧富锌底漆开始，且环氧富锌底漆由于锌含量高达80%，漆膜脆性较大。本研究重点考察了单涂层富锌底漆不同干燥工艺对漆膜性能的影响，如表1所示。

表1 不同干燥工艺对漆膜性能的影响

    从表1可知，采用晾干方式，漆膜耐冲击、柔韧性、附着力性能最优。但实际上为了提高效率，桥梁支座生产大部分都采用烘干方式。由表1、图2可知，随着烘焙温度上升，漆膜脆性越大，抗冲击性能越差。这主要是因为当漆膜采用烘干干燥，会使漆膜的交联密度增大，漆膜硬度和脆性上升，从而导致漆膜抗冲击性能下降。当烘焙温度在60℃，时间为1h时，既可保证漆膜的干燥性能，又可使漆膜具有良好的抗冲击、防开裂脱落性能。

2.2 漆膜涂装厚度对复合涂层性能的影响

桥梁支座的防腐涂装是按重防腐涂装体系设计，要求总漆膜厚度在250微米以上。厚膜化是重防腐涂料的重要标志，一般防腐涂料的涂层干膜厚度为100μm或150μm左右，而重防腐涂料干膜厚度则在200μm或300μm以上^〔4〕。但漆膜不是越厚越好，随着漆膜厚度的增加，防腐性能增加，但涂层的机械性能下降，所以需寻求一个最佳漆膜厚度，以满足实际使用需要。漆膜厚度对涂层的耐盐雾性能和拉开法附着力的影响如表2、图3所示。

表2 不同漆膜厚度对涂层性能的影响

  由表2、图3可知，随着漆膜厚度增加，涂层的耐盐雾腐蚀性能增加，而拉开法附着力逐渐下降，抗冲击性能变差。这主要是由于漆膜越厚，抵御外界腐蚀因子的能力增强，故耐盐雾腐蚀能力增加，同时，随漆膜厚度增加，其内应力也越大，导致漆膜附着力和抗冲击性能变差，漆膜易受外力磕碰开裂脱落。实际测量漆膜开裂脱落的支座厚度大部分达到了400微米以上。

    由图3可知，两条曲线交汇点（厚度310微米左右）处，漆膜综合性能最佳。考虑人工涂装操作的不可控因素，工艺规定漆膜涂装厚度控制在250～350μm之间，此时，支座油漆除了具有较好的耐盐雾防腐性能，还有良好的附着力，抗冲击开裂性能。

2.3  底材不同表面处理方式对漆膜附着力的影响

    表面处理就是将附着在底材上的各种异物，如油污、锈蚀、灰尘等去除，提供适合于涂装技术要求的良好底材，以保障漆膜有良好的附着力和防腐性能。涂装的基础是附着力，涂层的附着力质量也是由表面处理质量决定的。

     由图4可知，当工件不进行处理时，其附着力很差。主要是金属表面存在的油污、锈蚀降低了金属表面极性，引起附着力降低^〔5〕，漆膜出现大面积脱落。当工件进行清洗除油脂后，附着力可达到1级。当工件通过除油+抛丸除锈处理后，其附着力可以达到0级。按涂装标准要求，抛丸需达到Sa2.5级以上。    

     经过清洗、抛丸处理，达到图5所示质量标准的支座，其表面的油污、浮锈、氧化皮得到了有效去除，同时抛丸到Sa2.5级后，工件表面粗糙度增加，油漆可以在支座表面形成的凹凸面充分渗透，有利于油漆在工件表面的啮合，同时漆膜与工件表面接触面增大，油漆在表面的附着力也大大提高，可有效防止油漆脱落。

2.4  漆膜性能表征

   使用差式扫描量热法(DSC)对不同干燥工艺的漆膜进行了性能表征，结果如图6所示。 

     曲线的第一个拐点处即为漆膜的Tg转变值。由图6可知，使用80℃烘1h固化的漆膜Tg值比使用60℃烘1h固化的漆膜Tg值高约11℃，随着烘焙温度的升高，漆膜的Tg值由61℃提高到了72℃。这主要是因为桥梁支座油漆均是双组份交联固化型涂料，烘焙温度越高，油漆树脂与固化剂之间进行化学交联反应更加完全，漆膜的交联密度也提高。漆膜交联密度提高后，其玻璃化转变温度（Tg）也得到了提高。高Tg值漆膜脆性大，易导致脱落开裂。

3  结语

当支座油漆烘焙工艺采用60℃烘1h，复合涂层漆膜厚度控制在250~350微米，工件底材采用清洗、抛丸工艺处理时，支座油漆的漆膜具有良好的抗冲击、附着力、耐盐雾腐蚀性能，漆膜抗开裂脱落性能大大提高，满足了铁路桥梁支座防腐蚀的需要。