0　引言

　　由于环境问题日益突出，对高性能轨道交通涂料提出环保需求，水性涂料成为了研究和需求的热点[1]。水性涂料由于采用水作为分散介质，大幅度降低了VOC的排放，符合绿色生产要求，是一种环境友好型涂料[2]。高性能和低VOC含量相结合的水性双组分聚氨酯涂料具有广阔的应用前景。

1　水性双组分聚氨酯涂料

　　水性双组分聚氨酯涂料由水分散性多官能异氰酸酯和羟基官能聚合物分散体两种组分混合而成。陈中华等[3]选用性能优良的含羟基丙烯酸树脂与异氰酸酯固化剂制备双组分水性聚氨酯汽车面漆，漆膜综合性能良好。新加坡C151A型地铁采用水性涂装体系，其优良的配套性、耐老化、耐湿热等性能证明水性涂料的选型和工艺设计能够满足城轨车辆的使用要求[1]。

1.1　交联机理

　　水性双组分聚氨酯涂料的成膜就是通过含羟基的水性多元醇和含异氰酸酯基的水性固化剂进行交联反应，最后在被涂基材表面形成一层连续完整的涂层，水蒸发后，分散的多异氰酸酯粒子与多元醇粒子开始聚集，—NCO与—OH发生交联反应，固化成网络结构的聚合物。另外，还有可能存在副反应[4]。

1.2　水性羟基树脂

1.2.1　水性羟基丙烯酸树脂

　　水性羟基丙烯酸树脂是以丙烯酸酯硬单体、软单体作为基本物质并引入功能单体制备而成，其特点是防腐蚀、耐光、耐候、保色、成膜性优良。

　　来水利等[5]在制备水性羟基丙烯酸树脂时引入了大分子叔碳酸缩水甘油酯，用该树脂制得的水性双组分聚氨酯涂料硬度、附着力、耐冲击性、耐溶剂性能较好。潘莉莎[6]选择较高活性的丙烯酸酯类单体与有机硅氧烷单体共聚，对水性丙烯酸树脂进行改性，得到的漆膜具有很好的耐水和耐溶剂性，其他性能也得到了提高。

1.2.2　水性羟基醇酸树脂

　　醇酸树脂一般由多元醇、多元酸经脂肪酸或油改性共聚缩合而成[7]。羧基、羟基等极性基团提供给醇酸树脂漆膜良好的附着力。然而，羟值增大，漆膜硬度及拉伸强度会降低。醇酸树脂涂料具有硬度低、耐水性差等不足，需要进行改性来满足需求[8]。赵韬[9]采用环氧树脂、苯乙烯以及丙烯酸树脂共同对醇酸树脂进行改性，得到改性水性醇酸树脂，性能有所提高。

1.3　水性固化剂

　　在涂料制备中作为交联剂的聚异氰酸酯包括芳香族、脂肪族、脂环或多环结构[10]。水性异氰酸酯通过化学合成在产物异氰酸酯封端预聚物的结构中引入亲水性基团，从而使整个分子具有亲水性[11]。脂肪族或脂环族异氰酸酯因比芳香族异氰酸酯与水反应慢得多，且具有更好的耐候性和保色性，故常用于水性固化剂。

1.4　试验研究目的及内容

　　水性双组分聚氨酯涂料凭借其高性能与低VOC在车用涂料中发挥着重要作用。硬度是涂层最重要的物理性能之一，其反映的是漆膜抵抗另一种材料（如铅笔）压陷、刮擦、切划和渗透的能力。熊潜生等[12]通过试验研究了原材料及其配比、交联方式、扩链方式对漆膜硬度的影响。故在此探讨影响水性双组分聚氨酯面漆漆膜硬度的因素。

　　测试漆膜硬度时，应保证漆膜表面平整光滑，表面效果好。在绿色区间的条件下，探究丙烯酸树脂与醇酸树脂质量比、固化剂用量、漆膜厚度和干燥时间对漆膜硬度的影响，在保证轨道交通水性双组分聚氨酯面漆良好综合性能的前提下，改善漆膜的硬度。

2　试验部分

2.1　原材料

　　试验原材料如表1所列。

2.2　试验仪器

　　试验仪器如表2所列。

2.3　水性双组分聚氨酯黄面漆配方

　　水性双组分聚氨....