[發明專利]一種減阻涂料及其應用

有效

• 申請號: 201710828066.3
• 申請日: 2017-09-14
• 公開（公告）號: CN107674474B
• 公開（公告）日: 2020-01-24
• 發明（設計）人: 祝弘濱
• 申請（專利權）人: 中車工業研究院有限公司
• 主分類號: C09D4/06
• 分類號: C09D4/06;C09D4/02;C09D7/65;C09D7/63;B05D5/00;B05D7/24;B05D3/10
• 代理公司: 11002 北京路浩知識產權代理有限公司
• 代理人: 王文君;陳征

本發明涉及一種減阻涂料及其應用。所述減阻涂料由包括如下重量份的組分制得：樹脂基底50?70份，丙烯酸5?20份，稀料5?10份，固化劑3?10份，陰離子納米減阻添加劑5?15份。所述涂料可通過噴涂法和貼敷法制備在列車車體表面，達到優良的減阻效果。

技術領域

本發明涉及一種減阻涂料及其在減小高速列車運行阻力中的應用，屬于金屬表面涂料技術領域。

背景技術

降低高速列車在行駛過程中受到的空氣阻力，可以節省列車行駛過程中的能量消耗，也可以進一步提高列車行駛速度，對解決能源問題、保護環境以及提高列車性能，有著重要意義。因此各國學者和專家均致力于研究能夠有效降低列車的減阻方法。

目前研究的主要減阻方法有：結構設計減阻、仿生學減阻、氣動力學優化等，存在制作過程繁復、效果不明顯的缺陷；因此，尋找一種既能降低列車運行阻力，同時又能不改變車體結構設計的減阻方法是目前高速列車技術的主要方向之一。

發明內容

本發明的目的是提供一種新型減阻涂料，其被噴涂或貼敷在高速列車表面形成減阻涂層，該減阻涂層能夠顯著降低列車在高速行駛過程中受到的空氣阻力，降低能量消耗可達3％，并進一步提高列車速度。

本發明的目的是采用如下技術方案實現的。

一種減阻涂料，由包括如下重量份的組分制得：樹脂基底50-70份，丙烯酸5-20份，稀料5-10份，固化劑3-10份，陰離子納米減阻添加劑5-15份。

其中，所述樹脂選自環氧樹脂、聚氨酯樹脂、聚丙烯酸樹脂、氟碳樹脂等中的一種或多種。

所述稀料選自芳香烴、醋酸乙酯、乙二醇-乙醚等中的一種或多種。

所述固化劑選自二乙胺基丙胺、間苯二甲胺、偏苯二胺等中的一種或多種。

所述陰離子納米減阻添加劑選自聚合物納米粒子，氧化物陶瓷納米粒子或金屬納米粒子中的一種或多種組合。其中，所述聚合物納米粒子選自α-烯烴聚合物納米粒子、聚苯乙烯-聚甲基丙烯酸甲酯納米粒子、多壁碳納米管納米粒子等中的一種或多種；所述氧化物陶瓷納米粒子選自SiO₂、TiO₂、V₂O₅、Fe₂O₃、Al₂O₃等中的一種或多種；所述金屬納米粒子選自Cu、Zn、Ag、Ni、Fe等中的一種或多種。

優選地，所述減阻涂料由包括如下重量份的組分制得：樹脂基底60-65份，丙烯酸8-14份，稀料8-9份，固化劑4-5份，陰離子納米減阻添加劑13-14份。

本發明還提供上述減阻涂料在高速列車、飛機機身中的應用。

本發明還提供一種減阻涂層，其表面呈微米級流線型魚鱗狀、山脊狀或溝槽狀，粗糙度小于Ra0.05，優選小于Ra0.04。所述減阻涂層的厚度為0.1mm～1mm，優選0.1mm～0.2mm。

本發明還提供了一種減阻涂層的制備方法，將上述涂料噴涂或貼敷列車表面即可。具體步驟如下：

(1)清潔列車車體；

(2)對列車車體進行極化；具體可采用氧離子表面活性劑使列車車體產生一個具有正電位的極化表面；

(3)在列車車體表面噴涂或貼敷減阻涂料，形成涂層。

所述氧離子表面活性劑可采用本領域常用的氟離子表面活性劑。

本發明對現有列車車體涂料配方重新設計，通過選擇合適的組分并以特定的比例組合，所得涂料噴涂或貼敷在高速列車表面形成減阻涂層，該減阻涂層能夠顯著降低列車在高速行駛過程中受到的空氣阻力，降低能量消耗可達3％，在不改變車體結構設計的同時顯著提高列車速度。