高鐵衛生間面鏡銀層防腐技術研究與應用

陳建國

（中車青島四方機車車輛股份有限公司，山東青島 266111）

0 引言

高鐵是我國大力發展的一個行業，我國的高鐵發展目前處于世界領先水平。高鐵的快速發展，不僅顯著改善了人們的出行條件，而且帶動了沿線的經濟發展和相關產業結構優化升級。

衛生間是高速鐵路客車的重要組成部分，是旅客長途乘車必須使用的重要部件和功能空間。現代人們對衛生間的認識程度已上升成為一座城市乃至一個民族文明層面的高度。方便、舒適、干凈、美觀的衛生間，是旅客旅行溫馨出行的必需保障，也是高鐵有別于其他交通工具的一張靚麗名片。

1 技術背景

目前，玻璃面鏡在日常生活及工業車輛中具有廣泛用途，例如，化妝用鏡、家具及浴室用鏡；汽車后視鏡、火車及飛機衛生盥洗間用鏡等。玻璃面鏡的銀層暴露在空氣中，出現銀層腐蝕脫落現象，直接影響美觀（圖1）。特別是對于浴室或衛生盥洗間用鏡來說，受其使用環境的影響更易于出現銀層腐蝕的問題。

本文提出了一種克服銀層腐蝕的夾膠玻璃面鏡處理方案。在鏡面玻璃與背面玻璃之間設置膠膜，然而鏡面玻璃的銀層斷面暴露在空氣中，在腐蝕性氣體及液體長期作用下，仍然會出現銀層腐蝕脫落現象。有鑒于此，亟待針對夾膠玻璃面鏡進行優化設計，以克服現有技術的缺陷。

圖1 面鏡銀層脫落狀態

2 現有技術

高鐵衛生間面鏡采用“3+3”雙層玻璃夾膠結構，由內到外分別是透明玻璃（厚3 mm）、夾膠層和防腐層、銅層、銀層和鏡面玻璃（厚3 mm），通過膠粘貼到玻璃鋼盒子間凹槽內，四周留有約2～3 mm 間隙（圖2）。

圖2 “3+3”雙層夾膠玻璃結構

雙層夾膠玻璃在真空和高溫環境下復合成型。在復合之前，雙層夾膠玻璃由3 部分組成：①透明玻璃；②膠層；③帶有防腐層、銅層、銀層的鏡面玻璃。送入密閉的高溫箱之前，首先自上而下地將防護墊、鏡面玻璃、膠層、透明玻璃疊放平整，接著送入高溫箱，再接著對高溫箱進行抽空，排除夾層內的殘留空氣，然后進行高溫復合、靜置、冷卻至常溫。最后進行溢膠一刀切除處理，四周倒角處理并打磨銳棱（防止劃傷），至此完工，待包裝發運。

3 環境分析

衛生間是旅客長途乘車必須使用的功能空間，干凈、美觀、舒適的衛生間會給乘客帶來居家般的溫馨感覺。

為了保持衛生間內空氣清新、干燥，各部清潔無污漬，無臭、騷、霉等各種異味，衛生間保潔工作人員，在高速動車組運行過程中，全程緊密巡視檢查衛生間內的衛生清潔狀況，對各種污水、污物、污漬、污染等，做到及時發現立即處理。在此過程中，難免存在各種清洗污漬的清潔劑及消除異味的空氣清新劑的現象，保潔擦洗頻次和清潔劑的使用量也會隨著乘客使用衛生間次數的而增加，面鏡長期處于潮濕、腐蝕的工作環境，導致銀層被硫化氫氣體、氧氣以及清潔劑等氧化腐蝕，生成硫化銀、氧化銀等呈“暗黑”色的物質。這些物質與銅層的附著力降低，遇水沖洗后脫落，銅層裸露呈現“暗紅色”。從銀層腐蝕后的面鏡外觀來看，隨著時間的延長，銀層腐蝕面積由四周向中央逐漸擴大。面鏡銀層腐蝕會影響衛生間的美觀，同時也影響乘客使用衛生間的舒適性。

4 方案研究

為了徹底研究解決上述問題，需要考慮的是如何避免面鏡四周銀層與外界接觸，且耐受保潔工作人員的日常擦洗，是解決問題的突破口，為此制定了兩種備選方案。

備選方案1：四周溢膠兩刀切加側面涂膠。即：面鏡高溫復合、靜置、冷卻至常溫后，周邊的溢膠采用兩刀切工藝，四周倒角處理并打磨銳棱（防止劃傷）后，涂抹防護密封膠。該方案不需要增加額外的加工制造設備。面鏡制造完工后的端面結構如圖3 所示。

備選方案2：周邊銀層去除加側面涂膠。在復合前，首先鏡面玻璃周邊采取噴砂或腐蝕等工藝均勻去除部分銀層（3～5 mm），然后與膠膜和背面玻璃疊放好，在高溫及真空環境下進行復合，原去除的銀層部位由高溫熔化的膠膜填滿，將鏡子中間的銀層與外部環境完全隔絕，實現膠膜對銀層的保護作用，避免銀層外露腐蝕。待雙層玻璃復合完成后，去除夾膠鏡子周邊溢出的多余膠膜，對鏡面玻璃周邊進行噴砂或其它處理，起美化裝飾作用。最后對鏡子四周斷面進行密封處理，實現對銀層的第二重保護作用。該方案需要增加銀層噴砂去除和鏡面外露面四周霧化處理工藝，但預期效果優于備選方案1。該方案需要增加額外的加工制造設備。面鏡制造完工后的端面結構如圖4 所示。

圖3 四周溢膠兩刀切加涂膠

圖4 周邊銀層去除加側面涂膠

5 方案驗證

為了從上述備選方中選擇出相對較優的方案，在地面開展了不同結構衛生間面鏡在中性、酸性清潔劑與堿性清潔劑（潔廁靈原液、84 消毒液原液、清水）中的浸泡對比試驗。

試驗方案：方案1 和方案2 鏡子試樣各3 塊，分別放置于潔廁靈原液、84 消毒液原液、清水中，在常溫下進行持續浸泡試驗。

試驗結果：方案1 鏡子試樣，浸泡10 d 后開始出現銀層由四周向中央脫落的現象；方案2 鏡子試樣，浸泡30 d 后銀層狀態良好，周邊各部無任何銀層脫落現象。試驗結束后的試驗照片如圖5 示。

6 研究結論

根據地面對比驗證結果，備選方案1 所描述的“周邊銀層去除加側面涂膠”結構面鏡，面鏡周邊的密封性和耐腐蝕性明顯優于備選方案2 所描述的“四周溢膠兩刀切加側面涂膠”結構面鏡，達到了預期的效果，能夠很好地適應衛生間內潮濕、清潔劑的頻繁和大量使用等惡劣環境。

圖5 面鏡浸泡后的狀態

7 應用與前景

目前，新結構面鏡已在國內各型高速動車組上推廣使用，并收到了良好的效果。通過增加去除鏡面玻璃周邊銀層工藝以及成品鏡子周邊斷面二次涂膠工藝，提高夾膠玻璃鏡子的抗腐蝕能力，有效解決既有產品存在的面鏡銀層腐蝕脫落問題，還延長鏡子的使用壽命，降低全壽命周期維護成本。該方案在民用、航空等各個領域也有較高的應用價值。