[发明专利]一种减阻涂料及其应用

说明书

本发明涉及一种减阻涂料及其应用。所述减阻涂料由包括如下重量份的组分制得：树脂基底50‑70份，丙烯酸5‑20份，稀料5‑10份，固化剂3‑10份，阴离子纳米减阻添加剂5‑15份。所述涂料可通过喷涂法和贴敷法制备在列车车体表面，达到优良的减阻效果。

技术领域

本发明涉及一种减阻涂料及其在减小高速列车运行阻力中的应用，属于金属表面涂料技术领域。

背景技术

降低高速列车在行驶过程中受到的空气阻力，可以节省列车行驶过程中的能量消耗，也可以进一步提高列车行驶速度，对解决能源问题、保护环境以及提高列车性能，有着重要意义。因此各国学者和专家均致力于研究能够有效降低列车的减阻方法。

目前研究的主要减阻方法有：结构设计减阻、仿生学减阻、气动力学优化等，存在制作过程繁复、效果不明显的缺陷；因此，寻找一种既能降低列车运行阻力，同时又能不改变车体结构设计的减阻方法是目前高速列车技术的主要方向之一。

发明内容

本发明的目的是提供一种新型减阻涂料，其被喷涂或贴敷在高速列车表面形成减阻涂层，该减阻涂层能够显著降低列车在高速行驶过程中受到的空气阻力，降低能量消耗可达3％，并进一步提高列车速度。

本发明的目的是采用如下技术方案实现的。

一种减阻涂料，由包括如下重量份的组分制得：树脂基底50-70份，丙烯酸5-20份，稀料5-10份，固化剂3-10份，阴离子纳米减阻添加剂5-15份。

其中，所述树脂选自环氧树脂、聚氨酯树脂、聚丙烯酸树脂、氟碳树脂等中的一种或多种。

所述稀料选自芳香烃、醋酸乙酯、乙二醇-乙醚等中的一种或多种。

所述固化剂选自二乙胺基丙胺、间苯二甲胺、偏苯二胺等中的一种或多种。

所述阴离子纳米减阻添加剂选自聚合物纳米粒子，氧化物陶瓷纳米粒子或金属纳米粒子中的一种或多种组合。其中，所述聚合物纳米粒子选自α-烯烃聚合物纳米粒子、聚苯乙烯-聚甲基丙烯酸甲酯纳米粒子、多壁碳纳米管纳米粒子等中的一种或多种；所述氧化物陶瓷纳米粒子选自SiO₂、TiO₂、V₂O₅、Fe₂O₃、Al₂O₃等中的一种或多种；所述金属纳米粒子选自Cu、Zn、Ag、Ni、Fe等中的一种或多种。

优选地，所述减阻涂料由包括如下重量份的组分制得：树脂基底60-65份，丙烯酸8-14份，稀料8-9份，固化剂4-5份，阴离子纳米减阻添加剂13-14份。

本发明还提供上述减阻涂料在高速列车、飞机机身中的应用。

本发明还提供一种减阻涂层，其表面呈微米级流线型鱼鳞状、山脊状或沟槽状，粗糙度小于Ra0.05，优选小于Ra0.04。所述减阻涂层的厚度为0.1mm～1mm，优选0.1mm～0.2mm。

本发明还提供了一种减阻涂层的制备方法，将上述涂料喷涂或贴敷列车表面即可。具体步骤如下：

(1)清洁列车车体；

(2)对列车车体进行极化；具体可采用氧离子表面活性剂使列车车体产生一个具有正电位的极化表面；

(3)在列车车体表面喷涂或贴敷减阻涂料，形成涂层。

所述氧离子表面活性剂可采用本领域常用的氟离子表面活性剂。

本发明对现有列车车体涂料配方重新设计，通过选择合适的组分并以特定的比例组合，所得涂料喷涂或贴敷在高速列车表面形成减阻涂层，该减阻涂层能够显著降低列车在高速行驶过程中受到的空气阻力，降低能量消耗可达3％，在不改变车体结构设计的同时显著提高列车速度。