碳纤维是一种含碳量在85以上，由有机纤维通过固相热解而制成的具有石墨微晶结构的新型纤维材料

[1]

。碳纤维增强复合材料具有比强度高、低密度、耐摩擦、抗疲劳、耐高温、耐腐蚀等特点，既有碳材料的结构特点，又具有纺织纤维的柔软可加工性，是先进复合材料重要的增强材料，已在军事及民用工业领域得到了广泛应用

[2] [3]

。目前轨道交通车辆运行的轻量化要求越来越高，碳纤维材料已其优越的性能正越来越多的应用在轨道交通车辆上。

涂装是产品的表面制造工艺中一个重要的环节，起到了防锈、防腐的作用，同时又是产品外观质量的重要组成部分，是构成产品价值的重要因素，因此涂装工艺需要经过严格的设计验证

[4]

。碳纤维材料作为一种新型的材料，其表面涂装工艺和一般的金属材料不同，本文就轨道交通车辆用碳纤维复合材料表面涂装工艺进行研究。

1    

涂装工艺研究

1.

1   涂料的选择 

碳纤维材料表面光滑、惰性大、表面能低，缺乏有化学活性的官能团，表面呈现化学惰性，与树脂基体浸润性差，这使复合材料界面粘合性能差

[2]

。本文所选用的碳纤维材料为环氧基碳纤维增强复合材料，主要应用在轨道交通车辆车体外表面。综合考虑轨道交通车辆的运行环境及碳纤维材料的表面特性，材料表面复合涂层选用“双组份聚氨酯底漆+不饱和弹性聚酯腻子+双组分聚氨酯中涂漆+双组分聚氨酯底色漆+双组分聚氨酯清漆”。

1.1.1  

底漆

底漆一般要求与基体有良好的附着力，其黏度要求较低，以保证对基体良好的浸润性，且溶剂不应挥发太快，以便充分渗透进基体的间隙

[4]

。为研究碳纤维材料适用的底漆，选用3种不同的底漆做样板实验，包括：铝合金材料常用的双组份环氧底漆、高分子复合材料常用的丙烯酸底漆以及为碳纤维复合材料开发的双组份聚氨酯底漆，底漆干燥后结果如表1所示。

由表1可见，传统的双组份环氧底漆及丙烯酸漆在碳纤维材料达不到预期的使用效果，因而选用双组份聚氨酯底漆，其具有良好的机械强度、防锈性能、耐腐蚀性、耐水性及抗化学试剂性。

表1 不同底漆实验结果

样品

外观

厚度/μm

附着力/级

耐湿性

抗石击/级

双组份环氧底漆

局部有针孔

60

1

局部鼓泡，轻微失色

1

双组份丙烯酸脂底漆

光滑平整

56

1

轻微失色

2

双组份聚氨酯底漆

光滑平整

55

0

外观无变化

2

1.1.2....