CN116004079A - 一种钢轨涂层用耐磨高阻抗涂料及钢轨和喷涂方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及轨道交通的技术领域。本发明提供了一种钢轨涂层用耐磨高阻抗涂料及钢轨和喷涂方法，该钢轨涂层用耐磨高阻抗涂料包括：涂料甲组份，所述涂料甲组份包括水性环氧树脂280～320份；涂料乙组份，所述涂料乙组份包括聚酰胺固化剂110～140份。该钢轨涂层用耐磨高阻抗涂料具有绝缘性能好、强度高、附着力高、耐磨性能好、耐腐蚀、耐水耐湿热、耐候耐久性能优异的特点，其适用于现场混合涂喷，工艺简捷，不易分层，且成本低廉。

Description

一种钢轨涂层用耐磨高阻抗涂料及钢轨和喷涂方法

技术领域

本发明涉及轨道交通的技术领域，特别涉及一种钢轨涂层用耐磨高阻抗涂料及钢轨和喷涂方法。

背景技术

二十世纪以来，我国轨道交通行业发展迅速，全国各大、中、小城市都大量修建各种轨道车辆，以满足居民出行需求及城市发展，钢轨作为轨道结构的重要部件，它的质量直接影响铁路的行车安全和使用寿命，钢轨自身的腐蚀及其与扣件系统之间的振动摩擦是致使钢轨伤损和失效的主要原因之一。

此外，在轨道系统正常运行过程中，会产生杂散电流，该杂散电流所造成的埋地金属物体的腐蚀称为迷流腐蚀，此种迷流腐蚀不仅会减短预埋于地下的各种金属管线的使用寿命，还会降低地上建筑物中钢筋混凝土主体结构的强度和持久性，有的甚至会造成不可挽回的灾难性塌方事故，从而造成重大人员及经济损失。

目前对轨道交通线上方建筑物主体结构进行更换或维保都是一件非常困难的事情，而且我国现有的轨道交通线路里程数又非常巨大，因此，预防轨道交通线路的迷流腐蚀是非常必要的。

根据我国目前轨道交通线路里程数多的实际情况来看，需要钢轨能在常规气候条件下，具有高耐磨、耐腐蚀、耐水耐湿热、及良好的绝缘性能，以确保在各种工况下均能够正常工作且不改变自身性质。

在不改变钢轨自身结构及材料成分的条件下，在钢轨表面刷保护涂层是最直接有效且经济价值最高的。因此，开发出固化时间短且性能提升快、操作简捷、综合性能优异的钢轨表面保护涂料是非常有必要的。

发明内容

本申请旨在提供一种钢轨涂层用耐磨高阻抗涂料及钢轨和喷涂方法，以解决相关技术中钢轨腐蚀的技术问题。为了解决上述技术问题，本申请的技术方案如下。

第一方面，本发明提供了一种钢轨涂层用耐磨高阻抗涂料，所述耐磨高阻抗涂料包括：涂料甲组份，所述涂料甲组份包括水性环氧树脂280～320份；涂料乙组份，所述涂料乙组份包括聚酰胺固化剂110～140份。

进一步地，在本发明的部分实施方式中，所述耐磨高阻抗涂料包括：涂料甲组份，所述涂料甲组份包括水性环氧树脂280～320份；涂料乙组份，所述涂料乙组份包括聚酰胺固化剂110～140份。

进一步地，在本发明的部分实施方式中，所述耐磨高阻抗涂料还包括：涂料丙组份，所述涂料丙组份包括稀释剂50～150份，所述稀释剂用于降低所述耐磨高阻抗涂料的黏度；和/或所述涂料甲组份为水性组份；和/或所述涂料甲组份还包括以下至少之一或其组合：小分子醇、润湿剂、分散剂、增稠剂、填料。

进一步地，在本发明的部分实施方式中，所述涂料甲组份还包括：聚氨基甲酸乙酯树脂15～30份、异丁烯酸树脂15～30份、小分子醇2～6份、第一增稠剂3～8份、第二增稠剂10～15份、润湿剂10～15份、分散剂10～15份、填料390～550份。

进一步地，在本发明的部分实施方式中，所述小分子醇为2-氨基-2-甲基-1-丁醇；和/或所述第一增稠剂为AP HEC增稠剂；和/或所述第二增稠剂为AP 617增稠剂；和/或所述润湿剂为WET 126润湿剂；和/或所述分散剂为Disper 6700分散剂；和/或所述聚酰胺固化剂为WD11M60聚酰胺固化剂。

进一步地，在本发明的部分实施方式中，所述填料包括：滑石粉150～200份、碳酸钙40～60份、耐磨填料KBS-1^#10～15份、颜料100～130份、水90～120份。

进一步地，在本发明的部分实施方式中，所述耐磨填料KBS-1^#包括：二硫化钼10份、石墨10份、聚硅氧烷5份、碳纤维25份、环氧基改性纳米二氧化硅溶胶50份。

进一步地，在本发明的部分实施方式中，所述水性环氧树脂为290～310份；所述聚酰胺固化剂为115～135份；所述涂料甲组份还包括：聚氨基甲酸乙酯树脂18～28份、异丁烯酸树脂18～28份、2-氨基-2-甲基-1-丁醇3～5份、AP HEC增稠剂4～7份、AP 617增稠剂11～14份、WET 126润湿剂11～14份、Disper 6700分散剂11～14份、滑石粉填料160～190份、碳酸钙填料45～55份、特种耐磨填料KBS-1^#11～14份、颜料105～125份、离子交换水95～115份。

进一步地，在本发明的部分实施方式中，所述水性环氧树脂为295～305份；所述聚酰胺固化剂为120～130份；所述涂料甲组份还包括：聚氨基甲酸乙酯树脂20～25份、异丁烯酸树脂20～25份、2-氨基-2-甲基-1-丁醇4～5份、AP HEC增稠剂5～6份、AP 617增稠剂12～13份、WET 126润湿剂12～13份、Disper 6700分散剂12～13份、滑石粉填料170～180份、碳酸钙填料50～53份、特种耐磨填料KBS-1^#12～13份、颜料119～120份、离子交换水100～110份。

第二方面，本发明还提供了一种钢轨，所述钢轨涂刷有如上述任一技术方案所述的钢轨涂层用耐磨高阻抗涂料。

第三方面，本发明还提供了一种钢轨涂层用耐磨高阻抗涂料的喷涂方法，所述喷涂方法用于将如上述任一技术方案所述的钢轨涂层用耐磨高阻抗涂料喷涂至钢轨，所述喷涂方法包括：S100、将所述涂料甲组份和所述涂料乙组份称量混合，并以500～1000r/min的转速搅拌2～3min，获得混合组份；S200、在30min内，将所述混合组份涂刷于所述钢轨的表面，涂层厚度为35±5μm。

有益效果

本发明的钢轨涂层用耐磨高阻抗涂料能够有效预防钢轨生锈，与钢轨间的附着力强，不易剥离，具有绝缘性能优异、强度高、耐磨性能好、耐腐蚀、耐水耐湿热、耐候耐久性的优点，非常适合在钢轨保护领域大规模应用于推广。本发明的钢轨涂层用耐磨高阻抗涂料适合现场混合涂喷，其工艺简捷、各成分匹配性优异，不易分层，成本较低。采用本发明的钢轨涂层用耐磨高阻抗涂料获得的涂层的使用寿命可达5年以上，已经大于钢轨的正常使用寿命。采用本发明的钢轨涂层用耐磨高阻抗涂料可形成水性环氧树脂涂层，该水性环氧树脂涂层在20min内可达到表干，在2h内可达到基本固化，且达到最高强度的85％以上，4～5h后则达最高强度并具有优异的物理性能和化学性能。本发明的钢轨涂层用耐磨高阻抗涂料附着力(拉开法)强，绝缘介电性能好，耐水耐湿耐盐雾效果较好，具有高耐冲击性，钢轨涂层用耐磨高阻抗涂料中填料的加入有效提高了涂料的高耐磨性及耐久性。

本申请的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。

具体实施方式

本申请的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。此外，说明书以及权利要求中“和/或”表示所连接对象的至少其中之一，字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

本发明实施例提供了一种钢轨涂层用耐磨高阻抗涂料。所述耐磨高阻抗涂料包括：涂料甲组份和涂料乙组份，所述涂料甲组份包括水性环氧树脂组份；所述涂料乙组份包括聚酰胺固化剂组份。该耐磨高阻抗涂料用于在不改变钢轨自身结构及材料成分的条件下，在钢轨表面刷进行涂刷保护，其固化时间短且性能提升快、操作简捷、综合性能优异。

具体而言，所述涂料甲组份包括水性环氧树脂280～320份；所述涂料乙组份包括聚酰胺固化剂110～140份。

优选地，所述涂料甲组份包括水性环氧树脂290～310份；所述涂料乙组份包括聚酰胺固化剂120～130份。

进一步优选地，所述涂料甲组份包括水性环氧树脂300份；所述涂料乙组份包括聚酰胺固化剂125份。

所述涂料乙组份中的所述聚酰胺固化剂组份与所述涂料甲组份中的所述水性环氧树脂组份和所述小分子醇反应，获得反应产物，所述反应产物用于提高所述耐磨高阻抗涂料的强度和/或附着力。

可选地，所述耐磨高阻抗涂料还包括：涂料丙组份，所述涂料丙组份包括稀释剂50～150份。

优选地，所述涂料丙组份包括稀释剂80～120份。

进一步优选地，所述涂料丙组份包括稀释剂95～105份。

其中，所述稀释剂用于降低所述耐磨高阻抗涂料的黏度。

示例性地，若环境温度较低，使甲乙混合后涂料黏度较大，在此情况下可按涂料总质量的5～15％添加丙组份。

所述涂料甲组份为水性组份，优选地，所述涂料甲组份还包括以下至少之一或其组合：小分子醇、润湿剂、分散剂、增稠剂、填料。

在本发明的一个示例中，所述涂料甲组份还包括：聚氨基甲酸乙酯树脂15～30份、异丁烯酸树脂15～30份、小分子醇2～6份、第一增稠剂3～8份、第二增稠剂10～15份、润湿剂10～15份、分散剂10～15份、填料390～550份。

优选地，所述小分子醇为2-氨基-2-甲基-1-丁醇；所述第一增稠剂为AP HEC增稠剂；所述第二增稠剂为AP 617增稠剂；所述润湿剂为WET 126润湿剂；所述分散剂为Disper6700分散剂；所述聚酰胺固化剂为WD11M60聚酰胺固化剂。

进一步优选地，所述填料包括：滑石粉150～200份、碳酸钙40～60份、耐磨填料KBS-1^#10～15份、颜料100～130份、水90～120份。

其中，所述耐磨填料KBS-1^#包括：二硫化钼10份、石墨10份、聚硅氧烷5份、碳纤维25份、环氧基改性纳米二氧化硅溶胶50份。

在本发明的一个示例中，所述水性环氧树脂为290～310份；所述聚酰胺固化剂为115～135份；所述涂料甲组份还包括：聚氨基甲酸乙酯树脂18～28份、异丁烯酸树脂18～28份、2-氨基-2-甲基-1-丁醇3～5份、AP HEC增稠剂4～7份、AP 617增稠剂11～14份、WET 126润湿剂11～14份、Disper 6700分散剂11～14份、滑石粉填料160～190份、碳酸钙填料45～55份、特种耐磨填料KBS-1^#11～14份、颜料105～125份、离子交换水95～115份。

在本发明的另一个示例中，所所述水性环氧树脂为295～305份；所述聚酰胺固化剂为120～130份；所述涂料甲组份还包括：聚氨基甲酸乙酯树脂20～25份、异丁烯酸树脂20～25份、2-氨基-2-甲基-1-丁醇4～5份、AP HEC增稠剂5～6份、AP 617增稠剂12～13份、WET126润湿剂12～13份、Disper 6700分散剂12～13份、滑石粉填料170～180份、碳酸钙填料50～53份、特种耐磨填料KBS-1^#12～13份、颜料119～120份、离子交换水100～110份。

示例性地，可采用如下方式，实施耐磨高阻抗涂料的喷涂：

S100、将所述涂料甲组份和所述涂料乙组份称量混合，并以500～1000r/min的转速搅拌2～3min，获得混合组份；

S200、在30min内，将所述混合组份涂刷于所述钢轨的表面，涂层厚度为35±5μm。

在本发明的另一个示例中，其现场涂喷工艺为：按甲、乙组份比列要求称量后，使用机械搅拌在500～1000r/min下均匀搅拌2～3min，用涂料刷蘸取混匀后的涂料在钢轨表面均匀涂刷，可涂刷时间在30min左右。若环境温度较低，使混合后涂料黏度较大，可按涂料总质量的5～15％添加丙组份，使用机械搅拌在500～1000r/min下均匀搅拌2～3min后即可正常涂刷。涂层厚度为35±5μm。

在本发明的再一个示例中，其现场涂喷工艺为：按甲、乙组份比列要求称量后，使用机械搅拌在500～1000r/min下均匀搅拌2～3min，将混匀的涂料装入涂料喷枪中，通过喷枪将涂料均匀喷涂于钢轨表面。若环境温度较低，使混合后涂料黏度较大，可按涂料总质量的5～15％添加丙组份，使用机械搅拌在500～1000r/min下均匀搅拌2～3min后将涂料装入涂料喷枪中，再通过喷枪将涂料均匀喷涂于钢轨表面。涂层厚度为35±5μm。

实施例1

实施例1提供了一种钢轨涂层用耐磨高阻抗涂料，由以下质量份数的原料制备而成，甲组份：水性环氧树脂：300份、聚氨基甲酸乙酯树脂：22份、异丁烯酸树脂：22份、2-氨基-2-甲基-1-丁醇(小分子醇)：4份、AP HEC(增稠剂)：5份、AP 617(增稠剂)：12份、WET 126(润湿剂)：12份、Disper 6700(分散剂)：12份、滑石粉(填料)：175份、碳酸钙(填料)：52份、特种耐磨填料KBS-1#：12份、颜料：120份、离子交换水：105份；乙组份：WD11M60(聚酰胺固化剂)：125份。

其现场涂喷工艺为：按工艺要求称量、搅拌后在钢轨表面涂喷(钢轨表面提前除锈)，涂层厚度为35±5μm，本涂料现场混合涂喷工艺简捷、各成分匹配性优异(不分层)，综合性能优异，主要性能参数见表1。

实施例2

本发明提供了一种钢轨涂层用耐磨高阻抗涂料，由以下质量份数的原料制备而成，甲组份：水性环氧树脂：300份、聚氨基甲酸乙酯树脂：22份、异丁烯酸树脂：22份、2-氨基-2-甲基-1-丁醇(小分子醇)：4份、AP HEC(增稠剂)：5份、AP 617(增稠剂)：12份、WET 126(润湿剂)：12份、Disper 6700(分散剂)：12份、滑石粉(填料)：175份、碳酸钙(填料)：52份、特种耐磨填料KBS-1#：12份、颜料：120份、离子交换水：105份；乙组份：WD11M60(聚酰胺固化剂)：125份；丙组份(环保型稀释剂)：98份。特种耐磨填料KBS-1#成分为二硫化钼10份，石墨10份，聚硅氧烷5份，碳纤维25份，环氧基改性纳米二氧化硅溶胶50份。

其现场涂喷工艺为：按工艺要求称量、搅拌后在钢轨表面涂喷(钢轨表面提前除锈)，涂层厚度为35±5μm，本涂料现场混合涂喷工艺简捷、各成分匹配性优异(不分层)，综合性能优异，主要性能参数见表1。

本涂料体系中无论加与不加环保型稀释剂，对最终得到的涂层综合性能无影响，主要性能参数如下。

表1

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。此外，需要指出的是，本申请实施方式中的方法和装置的范围不限按示出或讨论的顺序来执行功能，还可包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序来执行功能，例如，可以按不同于所描述的次序来执行所描述的方法，并且还可以添加、省去、或组合各种步骤。另外，参照某些示例所描述的特征可在其他示例中被组合。

本申请并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本申请的启示下，在不脱离本申请宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，均属于本申请的保护之内。

Claims (10)

1.一种钢轨涂层用耐磨高阻抗涂料，其特征在于，所述耐磨高阻抗涂料包括：

涂料甲组份，所述涂料甲组份包括水性环氧树脂280～320份；

涂料乙组份，所述涂料乙组份包括聚酰胺固化剂110～140份。

2.根据权利要求1所述的钢轨涂层用耐磨高阻抗涂料，其特征在于，所述耐磨高阻抗涂料还包括：

涂料丙组份，所述涂料丙组份包括稀释剂50～150份，所述稀释剂用于降低所述耐磨高阻抗涂料的黏度；和/或

所述涂料甲组份为水性组份；和/或

所述涂料甲组份还包括以下至少之一或其组合：小分子醇、润湿剂、分散剂、增稠剂、填料。

3.根据权利要求1所述的钢轨涂层用耐磨高阻抗涂料，其特征在于，所述涂料甲组份还包括：

聚氨基甲酸乙酯树脂15～30份、异丁烯酸树脂15～30份、小分子醇2～6份、第一增稠剂3～8份、第二增稠剂10～15份、润湿剂10～15份、分散剂10～15份、填料390～550份。

4.根据权利要求3所述的钢轨涂层用耐磨高阻抗涂料，其特征在于，

所述小分子醇为2-氨基-2-甲基-1-丁醇；和/或

所述第一增稠剂为AP HEC增稠剂；和/或

所述第二增稠剂为AP 617增稠剂；和/或

所述润湿剂为WET 126润湿剂；和/或

所述分散剂为Disper 6700分散剂；和/或

所述聚酰胺固化剂为WD11M60聚酰胺固化剂。

5.根据权利要求3所述的钢轨涂层用耐磨高阻抗涂料，其特征在于，所述填料包括：

滑石粉150～200份、碳酸钙40～60份、耐磨填料KBS-1^#10～15份、颜料100～130份、水90～120份。

6.根据权利要求5所述的钢轨涂层用耐磨高阻抗涂料，其特征在于，所述耐磨填料KBS-1^#包括：

二硫化钼10份、石墨10份、聚硅氧烷5份、碳纤维25份、环氧基改性纳米二氧化硅溶胶50份。

7.根据权利要求1所述的钢轨涂层用耐磨高阻抗涂料，其特征在于，所述水性环氧树脂为290～310份；所述聚酰胺固化剂为115～135份；所述涂料甲组份还包括：

聚氨基甲酸乙酯树脂18～28份、异丁烯酸树脂18～28份、2-氨基-2-甲基-1-丁醇3～5份、AP HEC增稠剂4～7份、AP 617增稠剂11～14份、WET 126润湿剂11～14份、Disper 6700分散剂11～14份、滑石粉填料160～190份、碳酸钙填料45～55份、特种耐磨填料KBS-1^#11～14份、颜料105～125份、离子交换水95～115份。

8.根据权利要求1所述的钢轨涂层用耐磨高阻抗涂料，其特征在于，所述水性环氧树脂为295～305份；所述聚酰胺固化剂为120～130份；所述涂料甲组份还包括：

聚氨基甲酸乙酯树脂20～25份、异丁烯酸树脂20～25份、2-氨基-2-甲基-1-丁醇4～5份、AP HEC增稠剂5～6份、AP 617增稠剂12～13份、WET 126润湿剂12～13份、Disper 6700分散剂12～13份、滑石粉填料170～180份、碳酸钙填料50～53份、特种耐磨填料KBS-1^#12～13份、颜料119～120份、离子交换水100～110份。

9.一种钢轨，其特征在于，所述钢轨涂刷有如权利要求1至8中任一项所述的钢轨涂层用耐磨高阻抗涂料。

10.一种钢轨涂层用耐磨高阻抗涂料的喷涂方法，其特征在于，所述喷涂方法用于将如权利要求1至8中任一项所述的钢轨涂层用耐磨高阻抗涂料喷涂至钢轨，所述喷涂方法包括：

S100、将所述涂料甲组份和所述涂料乙组份称量混合，并以500～1000r/min的转速搅拌2～3min，获得混合组份；

S200、在30min内，将所述混合组份涂刷于所述钢轨的表面，涂层厚度为35±5μm。