[发明专利]降温涂层及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了降温涂层及其制备方法和应用，包括底层、中间层和面层，底层为改性无溶剂封闭防水涂料；按重量百分比计，中间层包括聚氨酯树脂20‑50％和功能性材料50‑80％；按重量百分比计，面层包括：有机无机杂化树脂40‑70％，反射钛白5‑20％、反射黑颜料1‑5％、远红外辐射微粉3‑10％和溶剂5‑15％。与现有技术相比，本发明具有以下优点：(1)增强无砟轨道板混凝土正拉强度50％以上；(2)在酷热日光下，可降低混凝土表面温度15℃以上；(3)可降低混凝土上下表面温差10℃以上；(4)类水泥色的近红外反射率达到80％以上；(5)涂层具有本征自清洁性能，不会产生明显的衰减；(6)涂层的耐老化性能极强，户外使用年限达30年以上；(7)采用相变控温设计，智能调控被保护物温度。

技术领域

本发明属于涂层技术领域，涉及一种具有混凝土增强、相变智能控温、热量阻隔、反射辐射、自清洁和超耐候抗老化等功能的涂层，具体为降温涂层及其制备方法和应用。

背景技术

我国高速铁路的规划范围横跨南北，纵横东西，高速路线所处的地区气候条件较为复杂。由地表温度图可知，大部分高铁在夏季高温下运行，特别是40℃以上高温持续1周以上，在环境高温产生的温度应力和列车荷载冲击耦合作用下易造成部分无砟轨道板出现翘曲变形、开裂等情况，成为高铁长期的安全运行的隐患。目前无砟轨道板表面并没有采取防护措施来降低温度，而且现有的混凝土防护涂料在寿命、性能等方面无法满足高铁无砟轨道板的防护需求。为解决目前高铁无砟轨道面临的问题，可对既有轨道采用涂覆防护涂层，降低混凝土表面温度峰值，缩小混凝土上下表面的温度差，减小混凝土结构温差应力对无砟轨道的作用，从而保证无砟轨道高温条件下的稳定性，提高其服役性能。

发明内容

解决的技术问题：为了克服现有技术的不足，获得一种具有混凝土增强、相变智能控温、热量阻隔、反射辐射、自清洁和超耐候抗老化等功能的涂层，以减小混凝土结构温差应力对无砟轨道的作用，从而保证无砟轨道高温条件下的稳定性，提高其服役性能，本发明提供了降温涂层及其制备方法和应用。

技术方案：降温涂层，包括底层、中间层和面层，底层为改性无溶剂封闭防水涂料；按重量百分比计，中间层包括聚氨酯树脂20-50％和功能性材料50-80％；按重量百分比计，面层包括：有机无机杂化树脂40-70％，反射钛白5-20％、反射黑颜料1-5％、远红外辐射微粉3-10％和溶剂5-15％。

优选的，涂层各层厚度为：底层40-100μm，中间层200-1000μm，面层60-100μm。

优选的，所述改性无溶剂封闭防水涂料为小分子环氧制备的高渗透型混凝土封闭涂料。

优选的，按重量百分比计，所述功能性材料包括：超细相变粉体30-70％，气凝胶粉体2-8％和空心微球15-40％。

进一步的，超细相变粉体为相变温度40-50℃的微胶囊。

优选的，按重量百分比计，所述有机无机杂化树脂包括金属硅酸盐，硅氧烷链段所占比例分别为10-15％和5-10％。

优选的，所述反射黑颜料是一种具有高近红外反射率的含苝系膜的黑颜料。

优选的，所述远红外辐射微粉为高温陶瓷远红外辐射粉末。

以上任一所述降温涂层的制备方法，包含以下步骤：

(1)底漆制备：将小分子环氧树脂、活性稀释剂、混凝土润湿剂按比例混合，转速300-500rpm，分散10-15min；

(2)中间漆制备：将聚氨酯树脂、溶剂和助剂混合，低速搅拌后加入功能性材料，转速300-500rpm，分散30-50min；

(3)面漆制备：将有机无机杂化树脂、溶剂和助剂混合，低速搅拌后加入功能性材料，使用卧式砂磨机研磨至少1遍，再次加入上述助剂和溶剂并低速搅拌；