[发明专利]一种反射隔热组合物及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种反射隔热组合物及其制备方法及应用。所述反射隔热组合物包括隔热组合物和反射组合物；以总重量为100份计，所述隔热组合物的原料包括：硅酸钾水溶液20～50份，中空玻璃微珠10～38份，聚合物乳液10～30份，增稠剂0.1～1份，成膜助剂0.2～1份，消泡剂0.1～1份，防冻剂1～2份，余量为水；以总重量为100份计，所述反射组合物的原料包括：硅酸钾水溶液20～35份，复合陶瓷微晶体20～28份，纳米二氧化钛10～15份，聚合物乳液5～15份，成膜助剂0.2～1份，分散剂0.1～1份，增稠剂0.1～0.6份，消泡剂0.1～0.6份，防冻剂1～2份，余量为水。

技术领域

本发明属于涂料技术领域，具体涉及一种隔热复合涂层及其制备方法和应用。

背景技术

温度应力是物体由于温度升降不能自由伸缩或物体内各部分的温度不同而产生的应力。混凝土结构由于导热系数较小，传热性能较差，在环境温度变化的影响下会产生较严重的非线性温度分布，内部产生较大的温度应力而使混凝土开裂、变形。板式无砟轨道作为我国高速铁路主要轨道结构型式，随着高速铁路建设的发展而被大规模应用。无砟轨道板沿线路纵向连续铺设，温度荷载作用下轨道板结构的轴向变形受到约束，导致结构内部产生较大的温度应力。因此，温度应力造成的病害在板式无砟轨道运营中体现地比较突出。张杰曾报道温度荷载是无砟轨道胀板的主要外部因素：在夏季极端高温情况下无砟轨道板内部温度场随埋深非线性变化，上表面温度梯度最大，且最大正负数值分别为102.0，-178.9℃/m，均发生在距轨道板上表面20mm处，远大于TB10621-2014《高速铁路设计规范》中关于高速铁路无砟轨道板的温度荷载合理范围的规定(“正温度梯度(上热下冷)宜取90℃/m、负温度梯度(上冷夏热)宜取45℃/m”，即设计值为90.0，-45℃/m。)(张杰.CRTSII型板式无砟轨道胀板机理及整治措施深化研究[J].铁道建筑.2018，58(7)：104-107)。

为了隔热降温，出现了在轨道板上涂覆隔热涂料的处理，以保障在持续髙温天气下线路的平顺性。根据隔热原料，隔热涂料分为反射型、辐射型、阻隔型等三种类型。其中，反射隔热涂料是一类具有高热辐射反射率、高半球发射率和高热阻的功能性涂料，主要由合成树脂、功能性颜填料(空心玻璃微珠、陶瓷微珠、金属微粒、红外反射颜料等)及各种助剂组成，通过反射可见光及红外光的形式将太阳热辐射隔绝，可有效降低被涂覆物在太阳辐照下的温度，从而达到隔热降温的目的。目前常用的反射隔热涂料主要是以有机的合成树脂作为成膜物质。如公开号CN109096817A、公开日2018年12月28日的中国发明专利申请“反射隔热涂料主漆、中涂漆及反射隔热涂料的施工工艺”，公开了一种反射隔热涂料主漆，原料组成为：“水300-500份、疏水改性羟乙基纤维素1.5～3.5份、羟乙基纤维素10～12份、pH中和剂1～3份、钠盐分散剂2～5份、矿物油消泡剂2～4份、成膜助剂12～18份、反射隔热钛白粉80～100份、合成树脂乳液280～320份、防腐剂2～3份、分离液25～35份”，其中合成树脂为丙烯酸酯树脂，如顺德巴德富实业有限公司RS-999、RS-2788、或RS-3788。再如公开号CN107987598A、公开日2018年5月4日的中国发明专利申请“一种高速铁路无砟轨道板用反射隔热涂料及其制备方法”，其公开了一种适用于高速铁路无砟轨道板涂装的反射隔热涂料，“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”。

涂覆在高速铁路无砟轨道板上的隔热涂料除需要明显的降温效果外，还需要长期较高的附着力、耐水、耐老化等性能。经过研究发现，有机合成树脂(如上述的丙烯酸树脂或丙烯酸酯胶)作为成膜物质，还不能充分满足这些要求。

发明内容