從酷暑到寒冬，軌道交通系統(tǒng)常年面臨著跨度極大的溫度變化，極端的溫變會(huì)對(duì)涂層的施工質(zhì)量與使用性能帶來(lái)嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。具體來(lái)說(shuō)，可以歸納為以下三點(diǎn)：①熱膨脹和收縮：熱脹冷縮會(huì)導(dǎo)致涂層內(nèi)部產(chǎn)生應(yīng)力，進(jìn)而引發(fā)裂紋和剝落。②黏接性能變化：高溫下涂層發(fā)生軟化，降低其黏附性能；低溫下涂層過(guò)于脆硬，易于開裂。③化學(xué)穩(wěn)定性：高溫下，涂層中易發(fā)生化學(xué)分解或氧化反應(yīng)，導(dǎo)致涂層性能下降。

針對(duì)溫變對(duì)軌道交通涂料帶來(lái)的影響，改良配方是有效緩解這一問(wèn)題的解決方案。例如有研究表明，對(duì)于軌交用環(huán)氧涂層，適量添加酚醛改性環(huán)氧，可以一定程度上提高涂膜的交聯(lián)密度，從而提高環(huán)氧涂層耐溫性能；而采用多層涂層系統(tǒng)，則可以進(jìn)一步提高涂層對(duì)溫度變化的適應(yīng)性。此外，有研發(fā)人員開發(fā)出了軌道用反射隔熱涂料，通過(guò)將鈰/硅/鈦氧化物復(fù)合材料引入涂料配方，制得的熱反射涂層能使軌道板表面溫度降低70%，表面與內(nèi)部溫差減少約40%，從而有效規(guī)避軌道因溫變而帶來(lái)應(yīng)力、形狀的變化。

濕度對(duì)軌道交通防護(hù)涂料有著重要影響。高濕度環(huán)境會(huì)導(dǎo)致涂層的降解，增加腐蝕風(fēng)險(xiǎn)，并影響涂層的物理和化學(xué)穩(wěn)定性，這在雨季、水網(wǎng)密布地區(qū)和我國(guó)南方大部分地區(qū)尤為明顯。其原理具體可歸納為以下三點(diǎn)：①黏附力下降：水汽分子滲透到涂層與基材之間，削弱它們之間的黏接，導(dǎo)致涂層脫落或起泡。②化學(xué)穩(wěn)定性變化：涂層在高濕環(huán)境下容易發(fā)生水解或其他化學(xué)反應(yīng)，影響其化學(xué)穩(wěn)定性并可能導(dǎo)致性能退化。③腐蝕加速：水汽分子的存在會(huì)加速金屬基材的腐蝕過(guò)程，特別是在涂層損壞或不完整的情況下更為明顯。

就這一系列問(wèn)題，研發(fā)人員通過(guò)模擬高濕度環(huán)境，提出了一些可行的解決方案。例如，通過(guò)在軌交軸承結(jié)構(gòu)上噴涂氧化鋁陶瓷涂層并置于模擬環(huán)境，研究人員發(fā)現(xiàn)，此方法能較大程度提升涂層在高濕度環(huán)境下的絕緣性能，進(jìn)而提高其化學(xué)穩(wěn)定性；但這對(duì)氧化鋁微粒原料的品控以及噴涂施工工藝均具有較高要求，距離推廣應(yīng)用仍有一定距離。亦有研究者提出，硅溶膠涂層耐濕性表現(xiàn)良好，經(jīng)過(guò)特殊處理后的改性硅溶膠涂層可以在高濕度環(huán)境中仍能保持較高的穩(wěn)定性和耐腐蝕性，顯示出較強(qiáng)的抗?jié)駳鉂B透能力和長(zhǎng)期保護(hù)作用，這也為耐濕軌交涂料提供了研發(fā)新思路。

在軌道交通系統(tǒng)中，涂料的防護(hù)性能很大程度上取決于其抗化學(xué)腐蝕能力。化學(xué)腐蝕是一個(gè)復(fù)雜的過(guò)程，它涉及涂層和基材與周圍環(huán)境中的化學(xué)物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，這些反應(yīng)可能導(dǎo)致涂層結(jié)構(gòu)的破壞，從而影響其防腐蝕性能。軌道交通系統(tǒng)經(jīng)常暴露于多種化學(xué)物質(zhì)中，如海風(fēng)、融雪鹽、工業(yè)排放物、酸雨、清潔劑等，這些都可能加速腐蝕過(guò)程。

對(duì)此，國(guó)內(nèi)外不少涂料企業(yè)推出了諸多耐鹽霧涂料，為沿海地區(qū)、鹽湖地區(qū)的軌道交通系統(tǒng)提供了可靠的耐腐蝕解決方案，例如某品牌水性環(huán)保耐鹽霧涂裝能在保證低VOC的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)達(dá)1000 h以上的耐鹽霧性能，已成功應(yīng)用于軌道交通車身。自修復(fù)技術(shù)也是提高車身或軌線耐腐蝕性的關(guān)鍵一招，有企業(yè)通過(guò)在涂料中加入特殊的高彈性樹脂，能讓涂層具備良好的柔韌性和自我恢復(fù)能力；另有一些研發(fā)團(tuán)隊(duì)推出了軌交用微膠囊愈合劑，一旦涂層表面受到化學(xué)腐蝕損傷，藏于底層的微膠囊就會(huì)釋放出修復(fù)成分，在不破壞原有涂層完整性的前提下實(shí)現(xiàn)深層修復(fù)來(lái)填補(bǔ)裂縫，既保證了軌交系統(tǒng)的美觀，又阻止了化學(xué)腐蝕對(duì)設(shè)施的進(jìn)一步破壞。

長(zhǎng)期的紫外光照射會(huì)導(dǎo)致涂層的物理和化學(xué)性質(zhì)發(fā)生變化，從而影響其防護(hù)性能。軌道交通系統(tǒng)長(zhǎng)期暴露在戶外陽(yáng)光的直射下，紫外老化帶來(lái)的影響尤為顯著。紫外照射一方面易引起涂層中化學(xué)鍵的斷裂，導(dǎo)致材料結(jié)構(gòu)的降解；另一方面會(huì)帶來(lái)熱效應(yīng)和活化效應(yīng)，加速涂層氧化反應(yīng)進(jìn)而老化。這些不但會(huì)導(dǎo)致涂層顏色褪色、強(qiáng)度下降、黏接力減弱，甚至可能導(dǎo)致涂層材料的分解，威脅軌交設(shè)施安全。

在涂料配方中添加有效的紫外吸收劑并配以功能性助劑，是解決這一問(wèn)題的主流方法。有研究表明，添加0.4%的改性納米氧化鈰和0.8%的某品牌紫外吸收劑UV-1577，能顯著提升軌交車身的耐紫外老化性能，同時(shí)對(duì)涂層的透光率、耐鹽霧性等參數(shù)影響較小。另有研發(fā)團(tuán)隊(duì)將氣相二氧化硅粒子與紫外吸收劑搭配，應(yīng)用于氟碳改性丙烯酸樹脂軌交涂料中，所制得的涂層不僅具備優(yōu)異的紫外吸收功能，還能同時(shí)吸收藍(lán)光輻射并兼具防眩目效果，對(duì)于提升軌道交通系統(tǒng)的運(yùn)行安全性具有良好的實(shí)踐意義。

頻繁加減速、載重量大、運(yùn)行間隔緊密、運(yùn)行周期長(zhǎng)、沿途地形復(fù)雜……這些都是軌道交通系統(tǒng)的運(yùn)行特性，也都使得其涂層機(jī)械磨損較為嚴(yán)重。機(jī)械磨損不僅影響涂層的外觀和防護(hù)性能，還可能導(dǎo)致基材暴露，從而增加腐蝕和進(jìn)一步損壞的風(fēng)險(xiǎn)。因此，軌交涂層必須能夠承受持續(xù)的機(jī)械應(yīng)力，具備較好的耐磨性。

圍繞這一需求，目前較為實(shí)用的研發(fā)思路有三：①使用耐磨材料：選擇耐磨損性能更好的材料（如加強(qiáng)型聚合物、含有納米填料的涂料），提高涂層的耐磨性能。②涂層厚度和結(jié)構(gòu)優(yōu)化：采用多層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，提供更強(qiáng)的防護(hù)和更高的耐磨損能力。③優(yōu)化表面處理技術(shù)：通過(guò)硬化處理或表面涂覆，可以進(jìn)一步增強(qiáng)涂層的抗磨損能力。基于這些思路，有科研團(tuán)隊(duì)研發(fā)了一種能應(yīng)用于軌交輪轂與扭桿系統(tǒng)的耐磨涂料，其選用了某品牌聚酰胺酰亞胺樹脂、聚四氟乙烯和二硫化鉬潤(rùn)滑劑，涂層經(jīng)過(guò)300萬(wàn)次疲勞試驗(yàn)仍完好無(wú)損，同時(shí)兼具了良好的絕緣性能。