[发明专利]一种高速铁路无砟轨道板用反射隔热涂料及其制备方法

说明书

本发明提供一种适用于高速铁路无砟轨道板涂装的反射隔热涂料，以及该反射隔热涂料的制备方法。其中，按重量份数计，包含30~60份的水性氟碳胶乳，1~25份的丙烯酸酯胶乳，5~35份的粒径在200nm~2μm的二氧化钛填料，3~15份的粒径为10μm~100μm的中空玻璃微珠，1~8份的表面经二氧化钛包覆改性的粒径为150nm~500nm的中空聚合物/二氧化钛复合微球，0.1~3份的具有下转换荧光效应的光转换材料，以及总质量为3~10份的流平剂、消泡剂、润湿分散剂、触变剂、增稠剂和颜料。本发明利用各种填料的反射、隔热、光转换作用及其之间的协同作用，提高了所得涂层的降温效果。

技术领域

本发明属于反射隔热涂料技术领域，具体涉及适用于高速铁路无砟轨道板涂装的反射隔热涂料及其制备方法。

背景技术

板式无砟轨道结构是我国高速铁路建设采用的主要轨道结构型式。由于轨道板的平面尺寸大，受外界环境尤其是日光照射的影响较大。这导致轨道板内部会形成反复变化的温度梯度，造成轨道板一定程度的温度变形，影响其服役寿命。在无砟轨道板表面涂装反射隔热涂料是降低轨道板温度、缓解轨道板温度梯度变化的有效方式之一。

反射隔热涂料的研究起步较早，在20世纪70年代末期，反射隔热技术就已经取得了较大进展。之后，使被涂物在太阳光辐照下温度降低的各类涂料研究一直较为活跃。Johnw．Good等人发现涂有反射涂层的测试室内的温度比未涂反射涂层的测试室内的温度低得多。Kang等人将空心二氧化钛微球加入到聚丙烯酸酯涂层中，并发现当空心球壁厚度为43nm时的涂层导热系数最低。近年来，逐渐出现多种隔热机理同时作用的复合隔热涂料，复合隔热涂料既有阻隔作用又有反射功能，还能够主动向外辐射热量，已成为反射隔热涂料的发展趋势。目前，反射隔热涂料已成功地应用于航天、建筑、石化、军事、工业等领域，其显著的节能效果已得到业界的广泛认可。有代表性的产品如美国盾牌（Thermo-shield）节能涂料，已成功应用于航天飞机的隔热涂装中。

反射隔热涂料一般由基体树脂、功能性颜填料以及各种成膜助剂组成。其中，功能性颜填料对涂层降温效果的实现起到了关键作用。若想使涂层具备良好的降温效果，其中所使用的填料必须有高的折光指数和近红外反射率。与此同时，涂料中还经常加入空心玻璃微珠或陶瓷微珠作为辅助隔热填料。中空微珠在涂料中紧密排布，可以有效阻止热传导。发明专利CN 103937314 B公开了一种改性漂珠专用浆料的制备方法及改性漂珠专用浆料，用粉煤灰漂珠替代陶瓷空心微珠，并采用钛白粉喷涂工艺，解决了漂珠的颜色问题，所得涂料具有经济性好，且兼具隔热和反射光热的功用。发明专利CN 104830139 B公开了一种绿色多孔近红外反射颜料及其制备方法，所得颜料既具有多孔结构，又有较好的近红外反射能力，综合隔热性能好。

目前的高性能反射隔热涂料仍以具有高明度和较高光泽度的白色涂料为主。将这类涂料应用于无砟轨道板降温时，易使机车司机对线路情况的目视判断产生影响，因此存在较明显的应用局限。但是，目前低明度反射隔热涂料的效果尚不能较好地满足无砟轨道板降温的需要。而且，若采用提高涂料中空心微珠含量等常规技术手段来实现较低的涂层热导率，往往会显著降低涂层力学性能，使其难以满足应用要求。因此，只有在保持相对较低的明度、光泽度以及适宜的涂层力学性能的同时，采用合适的技术手段进一步提高反射隔热涂料的降温效果，才会使其适用于无砟轨道板的降温涂装。

发明内容

本发明的目的在于解决上述问题，提供一种适用于高速铁路无砟轨道板涂装的反射隔热涂料，以及该反射隔热涂料的制备方法。

本发明所述的一种适用于高速铁路无砟轨道板涂装的反射隔热涂料，其特征在于按重量份数计，包含30~60份的水性氟碳胶乳，1~25份的丙烯酸酯胶乳，5~35份的粒径在200nm~2μm的二氧化钛填料，3~15份的粒径为10μm~100μm的中空玻璃微珠，1~8份的表面经二氧化钛包覆改性的粒径为150nm~500nm的中空聚合物/二氧化钛复合微球，0.1~3份的具有下转换荧光效应的光转换材料，以及总质量为3~10份的流平剂、消泡剂、润湿分散剂、触变剂、增稠剂和颜料。