Page 239 - 《精细化工》2023年第11期

第 11 期 王 鑫，等: 氟硅耐候自清洁涂层的制备及在高铁动车组上的应用 ·2551·

观，每年需花费大量人才和财力清洁，不仅容易破 涂料，并在动车组 CR400AF 的车漆上面进行涂装实
坏车漆，而且影响生态环境。按照中国铁路总公司 验，评估自清洁涂层材料在动车组的应用效果，结
企业标准（Q/CR 546.1—2016）将聚合物 P3 配制成 果见图 9。

图 8 不同质量砝码下自清洁涂层摩擦 100 次后的 SEM 图
Fig. 8 SEM images of self-cleaning coating after 100 rubs under different mass

聚合物 P3 在高铁上涂装后照片见图 9a。涂装
区域 3 为性能的测试区域，涂装后自清洁涂层不影
响原车身的外观，光泽度更高，但涂装区域的接触
角（106.5°）比未涂装（55.9°）的高 50.6°（图 9b），
涂装后车漆疏水性得到增强。通过液滴滑落实验，
涂装区域不会沾有水珠，非涂装区域残留大量水珠
（图 9c）。
涂装区域防涂鸦性能（图 9d 和 e）提升很大，
油污在涂装区域被轻易擦掉，非涂装区域无法擦掉。
动车组运行半年后发现，涂覆有自清洁涂层的区域
没有明显的污渍附着（图 9f），而未涂覆自清洁涂
层的区域黏附有大量的灰尘、油污等污渍，两个区
域的洁净度差异明显，说明自清洁涂层对动车组外
车身实际污染物具有明显的自清洁效果。上述实验
为自清洁材料在高铁动车组的大范围推广提供了应
用基础和示范。

3 结论

图 9 聚合物 P3 在高铁上涂装后的图片（a）；涂覆区域 利用 5 种单体 MMA、HEMA、SMA、AC-76 和
和未涂覆区域的照片及相对应的接触角（b）；车 FOEMA 通过自由基聚合反应制备一系列低表面能
身测试区域的防水效果（c）；车身测试区域的防 树脂，并通过喷涂法构建自清洁涂层，利用核磁共
涂鸦效果（d、e）；车辆运行半年后车身的自清洁 振氢谱和红外光谱对聚合物的结构进行表征，研究
效果（f） 单体比例对自清洁涂层透光率和疏水性的影响，通
Fig. 9 Photograph of high-speed railway carriages after 过人工加速老化评估涂层的耐候性，发现当 SMA
coating using polymer P3 (a); Photographs of coated
and uncoated areas of the carriage and corresponding 质量分数为 10%、FOEMA 质量分数为 15%时，涂
contact angle values (b); Hydrophobic effect on the 层 P3 具有高透光性，为 98.6%，水接触角为 105.3°，
test area (c); Anti-graffiti effect on the test area (d, 5000 h QUVA 对涂层的光泽性、色差和疏水性影响
e); Self-cleaning effect of the vehicle body after
half a year of operation (f) 较小。通过液滴滑落及涂鸦实验发现，涂层 P3 具有