HG/T 5058-2016《轨道交通车辆用水性阻尼涂料》标准制定概况

0 引言 阻尼涂料属于功能涂料中的一种,阻尼涂料由高分子树脂加入适量的填料以及辅助材料配制而成,是一种可涂覆在各种金属板状结构表面上, 具有减振、绝热 和一 定 密封 性能 的 特…

0 引言
阻尼涂料属于功能涂料中的一种,阻尼涂料由高分子树脂加入适量的填料以及辅助材料配制而成,是一种可涂覆在各种金属板状结构表面上, 具有减振、绝热 和一 定 密封 性能 的 特种 涂料, 可 广 泛 地 用 于 飞机、船舶、车辆和各种机械的减振。
轨道 交通 车 辆 在 行 进 过 程 中 由 于 钢 轨 和 车 轮 之间的摩擦以及行进中空气的阻力等因素,带来的震动和噪声影响着列车工作人员和乘客的乘坐舒适性;列车外底部处于户外环境,涂层所处的环境相对比较恶劣,需要长期经受风吹雨淋,四季温差变化的考验,处于 工 业 城 市、沿 海 地 区 等 还 容 易 受 到 酸、碱、盐 的 腐蚀;轨道交通车辆需要减震降噪和耐物理化学因素影响的涂层。
目 前 国 内 主 要 使 用 的 标 准 是 TB/T 2932—1998《铁路机车车辆阻尼涂料供货技术条件》,其主要适用于沥青类、合成树脂或橡胶类溶剂型阻尼涂料。 水性阻尼涂料是国内最近几年才开始应用的新产品,在试验时无标准可依, 只能套用其他溶剂型涂料的标准,严重制约了环保型涂料的发展。 引用标准的差异,导致研发应用的阻尼涂料不能很好地应用发展。 且试验项目 需要 增 加,有 些指 标 要求 需要 提 高,以 便更 好 地适应轨道交通车辆高速发展对阻尼涂料的高要求,推动环保型水性阻尼涂料的发展,为我国涂料行业 VOC减排做出贡献,全国涂料和颜料标准化技术委员会及时组织制定了 HG/T 5058-2016《轨道交通车辆用水性阻尼涂料》。

1 主要工作过程
在接到主管部门批准文件后,全国涂料和颜料标准化 技术 委 员会 秘书 处 确定 了标 准 制 定 工 作 进 度 安排,2014 年底组织相关人员对市场中轨道交通车辆用水性阻尼涂料进行了调研、搜集了部分企业和用户要求等资料、讨论并初步确定了产品需控制的试验项目和试验方法以及部分项目的技术指标等,据此编写了工作组讨论稿和编制说明。 全国涂料和颜料标准化技术委员会征求相关单位意见,并邀请了代表性的企业参加了标准制定工作。
标委会秘书处于 2015 年 3 月在常州组织召开了第一次标准制定工作会议, 共有 12 家涂料企业和研究机构的 16 名代表参加了本次会议。 会上成立了标准制 定工 作 组,讨 论并 确 定了 工作 原 则、标 准适 用 范围、设置项目及相应的试验方法以及技术指标。全国涂料和颜料标准化技术委员会于 2015 年 12月完成了本标准的报批稿。

2 标准的编制原则和主要内容
2.1 编制原则
轨道 交通 车 辆 用 水 性 阻 尼 涂 料 在 不 同 的 使 用 地域和环境有不同的要求,为了最大限度地满足不同环境和铁路机车车辆出口目的地国家的客户要求,需要制定一个更加严格的标准。
2.2 主要内容
2.2.1 产品适用范围
根据 阻尼 涂 料 的 特 性 和 用 途 等 确 定 了 产 品 适 用范围:本标准适用于轨道交通车辆为降低振动和噪声所使用的阻尼涂料。
2.2.2 底材材质处理及制板
底材材质:根据产品实际使用的底材和检验方法的要 求确 定 了试 验底 材 的材 质,对 于 涂膜 外观、划 格试验、耐低 温冲 击性、耐 热性、耐冷 热 交替 试验、耐 化学 性、耐 盐 雾性 等项 目 进行 制板 时,需要 按照 实 际 施工的要求施涂一道防锈底漆(通常情况下为环氧防锈底漆)。
涂层 厚度:各 单项 的涂 层 厚 度 不 尽 相 同,根 据 各项检测标准要求进行涂覆。
2.2.3 项目的设置
轨道 交通 车 辆 用 水 性 阻 尼 涂 料 其 使 用 要 求 及 拟设置的试验项目见表 1。
轨道交通车辆用水性阻尼涂料其使用要求及拟设置的试验项目
2.2.4 试验方法的确定
除耐 低温 冲 击性、耐冷 热 交 替 试 验 外,其 余 试 验方法均为行业中常用的试验方法, 在草案完成后,全国涂 料和 颜 料标 准化 技 术委 员会 秘 书 处 组 织 人 员 对试验 方 法进 行了 仔 细审 查,补 充、完善 了部 分 试 验 方
法的参数和步骤。
耐低温冲击性:涂层在低温下,受到石子的撞击,涂层更容易开裂或脱落。 本方法模拟列车在低温环境中行驶时,涂层受到较大石子撞击的情况。 该方法参考了砂壁涂料耐冲击试验的原理,根据实际情况重新设计了试验温度、冲击的高度等试验参数。
耐冷 热交 替 试验:列车 的 行 驶 区 域 较 广,所 处 环境 冷热 交替 频 繁,因 此,对 于 较厚 的阻 尼 涂层 的热 胀冷缩影响更严重,因此必须考查耐冷热交替性能。 该方法参考了建筑涂料耐温变的试验原理和步骤,并对循环参数和步骤重新进行了设计。
阻尼性能:此项性能测试按照金属阻尼材料阻尼本领 试验 方 法扭 摆法 和 弯曲 共振 法 中 衰 减 扭 摆 法 来进行,此 方法 能够 较 严格、精准 地 获得 材料 本 身 的 阻尼性能。
隔声性:由于列车车体空间结构与建筑物空间结构有 类似 之 处,都 是四 壁 包裹 着的 空 腔,故 隔声 性 能采 用建 筑 和建 筑构 件 隔声 测量 的 方 法 进 行 测 试 具 有其合理性。 按 GB/T 19889.3—2005 的规定进行,计权隔 声增 加 量为 涂覆 阻 尼涂 料的 计 权 隔 声 量 值 与 裸 板(未涂覆阻尼涂料)计权隔声量值的差值。 与隔声试验室填隙墙洞口之间缝隙的封堵方式为水泥砖墙封堵,参照 GB/T 19889.3—2005 标准 中 5.2.2.2 窗 的 安装 进行。 若涂料使用在车辆外部,则安装在声源室,若使用在车辆内部,则安装在接收室,并在报告中注明。
复合损耗因数:又称复合损耗因子。 是衡量材料阻尼性能的一个重要指标。 测试中针对列车运行的环境不 同,在 不 同温 度条 件 下做 了相 关 的测 试,宽 温 域范 围内 的 测试 数据 更 加全 面和 为 实 际 应 用 提 供 了 更加切实的指导作用。
氧指数:此项指标为添加项,作为材料燃烧性能的一个参考,使用量化的数据更加具体和明了,按 GB/T2406.2—2009 的规定进行,采用Ⅰ型试样。
燃烧性:按 UIC 564-2-2000 中附录 12 的规定进行。
燃烧后毒性气体: 按 TB/T 3237—2010 中 4.4 的规定进行。
烟密 度:作 为 燃烧 过程 中 伴 随 的 烟 雾,其 指 标 在列车涂覆材料指标方面同样十分重要。 烟密度的测试按 GB/T 8323.2—2008 的规定进行,参照了 BS6853 对烟密度的要求和测试方法。
2.2.5 指标的确定
根据用户的要求确定了初步的指标,在工作组会上进行了讨论。
指标的说明如下。
阻尼性能:用列车车体材料型材的裸板和涂覆要求厚度阻尼涂料的板材进行对比,用阻尼性能对比变化的幅值(倍数)来直观地体现材料的阻尼性能, 裸板铝型材的平均阻尼系数为 0.010,涂覆 3 mm 厚阻尼涂料的铝型材的平均阻尼系数为 0.025,阻尼系数提高到2.5 倍。
隔声性: 用列车车体材料型材裸板和涂覆要求厚度阻尼涂料的板材进行对比, 通过隔声量提高的分贝数来衡量材料隔声性能, 裸板铝型材的计权隔声量为31.2 dB, 涂覆 3mm 阻尼层的铝型材的计权隔声量为35.2 dB,计权隔声量提高了 4 dB 。
氧指数: 是材料燃烧性能的一个重要体现指标,在规定的条件下,材料在氧氮混合气流中进行有焰燃烧所需的最低氧浓度,以氧所占的体积百分数的数值来表示,氧指数≥32%。
燃烧 性: 对 材 料 燃 烧 等 级 进 行 划 分 条 件 下 的 测试,至少要达到难燃级别,即 A 级。
燃烧后毒性气体: 用量化的数值来衡量其材料环保性能,毒性气体测试种类包括:一氧化碳(<4 000 mg/m3)、二氧化碳(<90 000 mg/m3)、氟化氢(<82 mg/m3)、溴化氢(<330 mg/m3)、氯化 氢(<150 mg/m3)、氮氧 化 物(<190 mg/m3)、二氧化硫(<260 mg/m3)和氰化氢(<110 mg/m3)等气体,要求数据见检测报告和标准要求。
烟密度:按 GB/T 8323.2—2008 的规定进行,参照了 BS6853:1999 附录 D8.4 和附录 D8.6 对烟密度的要求标准测试方法。 其计算公式为:A0=AM×V/(k×l),其中A0 表示烟密度,AM 表示测试箱中的光密度,V 表示测试箱体积,k 表示构成单位测试料的数量,l 表 示测 试箱 中 光程,车体 不 同部 位测 试 值有 所不 同,详见 检 测报 告和 标准 要 求,无 论引 燃 或 无 引 燃:燃 烧 方 式 Ds1.5下 A0 ≤100,燃烧方式 Ds4 下 A0 ≤200。

3 验证试验、推广应用和预期达到的经济效果
3.1 验证试验
经过 工作 组 会议 讨论,本 标 准 的 试 验 项 目、指 标要求、试验方法等必须符合南车、北车等用户的要求,目前 国内 生 产企 业的 产 品已 经长 期、广泛 使用,经 过多 年的 检 验实 践,积 累 了较 多数 量 的数 据,故 不 再 进行验证试验。
3.2 推广应用
由于轨道交通车辆的整体质量在逐步提高, 所以相应的产品要求也日渐提高。 该标准发布后必将为相关的涂料生产企业、 轨道交通车辆生产企业和各级检验机构在进行质量管理、市场监督方面发挥重要作用。
3.3 预期达到的经济效果
制定标准是一项公益性事业,本标准旨在规范我国轨道交通车辆用水性阻尼涂料的生产与市场,延长轨道交通车辆的使用寿命,保障轨道交通车辆的安全运行,为乘客和轨道交通工作人员提供一个舒适安静的环境,其价值主要体现在社会效益上。

4 结语
本标准参考了 TB/T 2932-1998 《铁路机车车辆阻尼 涂 料 供 货 技 术 条 件》、 英 国 BS6853 标 准 和 德 国DIN5510 标准。 TB/T 2932-1998《铁路机车车辆阻尼涂料供 货技 术 条件》主要 适 用于 沥青 类、合成 树脂 或 橡胶类溶剂型阻尼涂料,本标准涉及的产品为环保型水性阻 尼 涂料,本标 准 的试 验项 目、试验 方法 和 指 标 与TB/T 2932-1998 也不相同。
本标 准 主 要 依 据 目 前 行 业 的 特 点 和 产 品 特 性 制定,标准设置了隔声性、阻尼性 能、复 合 损耗 因数(ηc)等能反映阻尼效果的特性项目,还考虑了燃烧安全的要求,设置 了氧 指数、燃 烧性、燃烧 后 毒性 气体、烟 密度等安全性能项目。 标准制定后将为水性阻尼涂料的推广和应用提供科学的依据,加快淘汰高污染的如沥青类等溶剂型阻尼涂料。 目前轨道交通车辆用水性阻尼涂 料技 术 无论 是在 国 内还 是国 际 上 都 是 具 有 高 科技含量的新技术,在市场上的应用尚未形成较大的规模,但由于其环保的特性和随着技术的日趋成熟和原材料成本的逐步降低,轨道交通车辆用水性阻尼涂料将最终主导国内外涂料市场。

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