CN100572469C - 一种快干型高阻尼油性阻尼涂料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种快干型高阻尼油性阻尼涂料，采用油性溶液作为主剂，使用片层结构物质和碳酸钙物质作为填料，再加入适量助剂，通过搅拌制得油性阻尼涂料；其中，油性溶液为各种聚丙酸酯类树脂、聚氨酯类树脂和醇酸树脂的一种或多种按照一定重量比例配比；片层结构物质为层状硅酸盐类等无机物；碳酸钙物质包括各种目数的轻质碳酸钙和重质碳酸钙；助剂包括阻燃剂、分散剂和消泡剂，以及增稠剂；主剂与填料和助剂的重量配比为100∶40～120∶1～10重量份数；阻燃剂、分散剂和消泡剂，以及增稠剂的配比为：阻燃剂0～7份、分散剂0～2份、消泡剂0～3份、增稠剂0～3份。
Description
技术领域
本发明提供一种快干型，高阻尼油性阻尼涂料及其制备方法，主要可以用于振动基体的，并能使所获的高分子材料具有较好阻尼减震效果。
背景技术
各种机械设备在运转及工作过程中都会产生不同程度的振动和噪声，阻尼减振降噪技术是有效控制振动和噪声的方法之一。阻尼材料是一种能够吸收振动机械能的新型功能材料。高分子材料由于其特有的粘弹性，能够把机械振动能量转变为热能耗散掉，从而广泛用作阻尼涂料。
众所周知，水性涂料具备低污染、环保等方面的优点，且储存比较安全。但水性涂料的干燥时间较长(一般在36小时左右)、性能一般(阻尼值一般小于0.6)等缺陷限制了它的发展，有待进一步研究提高它各方面的性能。油性涂料在这一方面具有一定的优势，尤其是涂料用高分子的组成大部分是有机分子，它们在有机溶剂中分散往往优于在水中的分散，因此油性涂料中高分子与无机填料分散会更为均一，有利于提高阻尼涂层，所以油性阻尼涂料的阻尼值一般要优于水性阻尼涂料。有机溶剂的挥发性可以大大提高阻尼涂料的干燥时间，选择合适的高分子树脂和有机溶剂将会获得干燥速度快，减振阻尼效果的油性涂料。传统的油性阻尼涂料由于多采用加入填料提高涂料自身比重的方法来提高阻尼涂层的阻尼效果，而对于阻尼材料内部各类物质间的相互作用和填料选择上较为简单，而且现在使用的油性阻尼涂料品种中有一部分是双组分聚氨酯，实际施工过程中操作起来需要两次刮涂，相对喷涂方法而言较为复杂，对于涂装基体表面要求较高，曲面或者拐角等部位很难顾及。因此发展一种阻尼性能和隔声性能优良，施工简单的油性阻尼涂料是涂料发展的一个重要方向。
发明内容
本发明的目的克服现有油性阻尼涂料的不足，而提供一种阻尼性能和隔声性能更好，且施工简单的油性阻尼涂料。
本发明的另一目的在于提供该类油性阻尼涂料的生产方法。
根据本发明的目的所提出的油性阻尼涂料是，一种油性阻尼涂料，采用油性溶液作为主剂，使用片层结构物质和碳酸钙物质作为填料，再加入适量助剂，通过搅拌制得油性阻尼涂料。其中，所述的油性溶液为各种聚丙酸酯类树脂、聚氨酯类树脂和醇酸树脂的一种或多种按照任意重量比例配比；所述的片层结构物质为层状硅酸盐类等无机物；所述的碳酸钙物质包括各种目数的轻质碳酸钙和重质碳酸钙；所述的助剂包括阻燃剂、分散剂和消泡剂，以及增稠剂。所述的主剂与填料和助剂的重量配比为100∶40～120∶1.6～30重量份数；所述的阻燃剂、分散剂和消泡剂，以及增稠剂的配比为：阻燃剂1～20份、分散剂0.2～5份、消泡剂0.2～5份、增稠剂0.2～5份。
本发明阻尼涂料的生产方法，包括以下步骤：
(1).油性溶液的配制：将100份各种聚丙酸酯类树脂、聚氨酯类树脂和醇酸树脂的一种或多种按照任意重量比例配比，然后溶解于有机溶剂中，使其在溶液中的固含量为20～60％，搅拌混合后即获得油性溶液；
(2).填料的加入：将层状硅酸盐类、碳酸钙类等无机物与阻燃剂按照一定重量比例(40～120份)配比，然后加入先前配制的油性溶液中，高速搅拌混合后，再在该溶液中加入占溶液总重量0.05～2.0％(或0.4～8份)的分散剂和消泡剂，并用1～5份的增稠剂调节涂料稠度，即获得油性阻尼涂料；
上述步骤(2)中的分散剂为十二烷基苯磺酸钠、N-甲基吡咯烷酮、烷基溴化铵或月桂基硫酸钠等。层状硅酸盐类为各种目数云母类、蒙脱土类等；碳酸钙类为各种目数的轻质碳酸钙和重质碳酸钙；阻燃剂为三氧化二锑、氯化石蜡、红磷、氢氧化铝、氢氧化镁和含溴阻燃剂等；分散剂为十二烷基苯磺酸钠、N-甲基吡咯烷酮、烷基溴化铵或月桂基硫酸钠等，消泡剂为油性有机硅类消泡剂或丙烯酸类消泡剂等；增稠剂为为常规增稠剂。
本发明采用有机溶剂作为分散体，可大大提高阻尼材料的干燥速度，与普通水性阻尼涂料相比干燥时间可以提高50％，此外油性阻尼涂料与无机填料形成涂层具有软-硬两相，由于两相较强的喜爱能够互作用，该产品具备了较高的阻尼损耗因子。按照上述技术方案所制备的油性阻尼涂料经丹麦B&K公司声学测试仪器，在温度为25℃条件下检测，大管测试(100～1600Hz)产品的隔声量平均值达到15dB以上。实验表明片层结构填料对于阻尼性能尤其是声音阻隔性能的贡献要优于其他类填料。
具体实施方式
下面将结合具体实施例对本发明作进一步的描述，但本发明的保护范围并不局限于实施例所列出的范围。
实施例1
一种油性阻尼涂料，采用油性溶液作为主剂，片层结构物质和碳酸钙物质作为填料，再加入适量助剂，通过搅拌制得油性阻尼涂料。其中，所述的油性溶液为聚丙酸酯类树脂2310A与甲苯的混合液；所述的片层结构物质为云母粉；所述的碳酸钙物质为轻质碳酸钙或重质碳酸钙；所述的助剂包括阻燃剂、分散剂和消泡剂，以及增稠剂；其中所述的阻燃剂为氢氧化铝；所述的分散剂为常规十二烷基苯磺酸钠；所述的消泡剂为油性有机硅类消泡剂或丙烯酸类消泡剂；所述的增稠剂为常规增稠剂。所述的主剂与填料和助剂的重量配比为200∶120∶20.6重量份数。具体制作步骤如下：
(1).油性溶液的配制：将100份聚丙酸酯类树脂2310A，然后溶解于100份甲苯中，搅拌混合后即获得油性溶液；
(2).填料的加入：分别加入80份100目的云母粉，20份200目的云母粉，20份轻质碳酸钙和20份氢氧化铝，混合搅拌中加入0.2份消泡剂和0.2份的分散剂，最后用0.2份增稠剂调节稠度，即获得油性阻尼涂料；具体的组分和配方如下表1：
表1
| 名称 | 实施例1(重量份数) |
| 丙烯酸类树脂2310A | 100 |
| 甲苯 | 100 |
| 云母粉(M100) | 80 |
| 云母粉(M200) | 20 |
| 轻质碳酸钙 | 20 |
| 阻燃剂(氢氧化铝) | 20 |
| 有机硅消泡剂 | 0.2 |
| 分散剂(十二烷基苯磺酸钠) | 0.2 |
| 增稠剂 | 0.2 |
将所得的油性阻尼涂料用刮涂刀在模具中刮3mm后的涂层，在温度为25℃、1个标准大气压的条件下让其自然干燥并进行相应检测，检测结果如表1的实施例1所示。
实施例2～实施例4
一种油性阻尼涂料，采用油性溶液作为主剂，使用片层结构物质和碳酸钙物质作为填料，再加入适量助剂，通过搅拌制得油性阻尼涂料。其中，所述的油性溶液分别为实施例2为聚氨酯类树脂、实施例3为醇酸树脂、实施例4为甲苯的；所述的片层结构物质为蒙脱土；所述的助剂包括阻燃剂、分散剂和消泡剂，以及增稠剂。所述的主剂与填料和助剂的重量配比为100∶40～120∶1～30重量份数。所述的阻燃剂、分散剂和消泡剂，以及增稠剂的配比为：阻燃剂1～10份、分散剂0.2～5份、消泡剂0.2～5份、增稠剂0.2～5份，具体配比如表2所述。具体制作步骤如下：
(1).油性溶液的配制：挑选三种树脂中任意一种，使用的步骤同实施例1；
(2).填料的加入：步骤同实施例1。
表2
| 名称 | 实施例1(重量份数) | 实施例2(重量份数) | 实施例3(重量份数) | 实施例4(重量份数) |
| 油性溶液 | 丙烯酸类树脂100份 | 聚氨酯类树脂100份 | 醇酸树脂100份 | 甲苯100份 |
| 填料 | 云母100份，轻质碳酸钙20份 | 蒙脱土20份，重质碳酸钙20份 | 蒙脱土20份轻质碳酸钙30份 | 云母90份轻质碳酸钙30份 |
| 阻燃剂 | 20份 | 1份 | 5份 | 10份 |
| 分散剂 | 十二烷基苯磺酸钠0.2份 | N-甲基吡咯烷酮1份 | 烷基溴化铵2份 | 月桂基硫酸钠5份 |
| 消泡剂 | 0.2份 | 0.2份 | 2份 | 5份 |
| 增稠剂 | 0.2份 | 0.2份 | 2份 | 5份 |
将实施例1至4进行了性能检测测式，相应的检测结果见表3所示。
表3
| 检测性能 | 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 实施例4 |
| tanδ(min) | 0.1 | 0.07 | 0.07 | 0.08 |
| tanδ(max) | 1.08 | 0.79 | 0.77 | 0.84 |
| Tg(℃) | 35.4 | 71.7 | 42.1 | 28.1 |
| 干燥时间(表干/h) | 1 | 1 | 1 | 1 |
| 干燥时间(面干/h) | 18 | 18 | 20 | 24 |
| 100Hz-1600Hz隔声量(dB) | 15～25 | 15～20 | 15～20 | 15～20 |
从表3看出，通过调节树脂的种类，可以得到具有应用于不同使用条件下的油性阻尼涂料。
实施例5～实施例7
一种油性阻尼涂料，采用油性溶液作为主剂，使用片层结构物质和碳酸钙物质作为填料，再加入适量助剂，通过搅拌制得油性阻尼涂料。其中，所述的实施例5油性溶液为聚丙酸酯类树脂2310A与甲苯的混合液；所述的实施例6油性溶液为醇酸树脂与甲苯的混合液；所述的实施例7油性溶液为聚氨酯类树脂与醇酸树脂和甲苯的混合液，具体配比参见表4。所述的片层结构物质为100目的云母粉；所述的助剂包括阻燃剂(氢氧化镁)、分散剂(十二烷基苯磺酸钠)和消泡剂(油性消泡剂)，以及增稠剂。所述的主剂与填料和助剂的重量配比为100∶80∶20重量份数。所述的阻燃剂、分散剂和消泡剂，以及增稠剂的配比为：阻燃剂10份、分散剂0.5份、消泡剂0.5份、增稠剂0.5份。具体制作步骤如下：
(1).油性溶液的配制：将所选主剂按照一定比例混合，再参照实施例一步骤制作；
(2).填料的加入：步骤同实施例2。
表4
| 名称 | 实施例5(重量份数) | 实施例6(重量份数) | 实施例7(重量份数) |
| 油性溶液 | 聚丙酸酯类树脂50份；甲苯50份 | 醇酸树脂60份；甲苯40份 | 聚氨酯类树脂30份；醇酸树脂30份，甲苯40份 |
实施例5～实施例7相应的检测结果见表5所示。
表5
从表
看出，通过调节树脂的比例，可以得到具有应用于不同使用条件下的油性阻尼涂料。
Claims (8)
1、一种快干型高阻尼油性阻尼涂料，采用油性溶液作为主剂，使用片层结构物质和碳酸钙物质作为填料，再加入适量助剂，通过搅拌制得油性阻尼涂料；所述的油性溶液为各种聚丙酸酯类树脂、聚氨酯类树脂和醇酸树脂的一种或多种按照任意重量比例配比；所述的片层结构物质为层状硅酸盐类等无机物；所述的碳酸钙物质包括各种目数的轻质碳酸钙和重质碳酸钙；所述的助剂包括阻燃剂、分散剂和消泡剂，以及增稠剂；其特征在于：所述的主剂与填料和助剂的重量配比为100∶40～120∶1.6～30重量份数；所述的阻燃剂、分散剂和消泡剂，以及增稠剂的配比为：阻燃剂1～20份、分散剂0.2～5份、消泡剂0.2～5份、增稠剂0.2～5份。
2、如权利要求1所述的油性阻尼涂料，其特征在于：所述的主剂与填料和助剂的重量配比为200∶120∶20.6重量份数；所述的阻燃剂、分散剂和消泡剂，以及增稠剂的配比为：阻燃剂10～20份、分散剂0.2～2份、消泡剂0.2～2份、增稠剂0.2～2份。
3、一种实现权利要求1所述油性阻尼涂料的制备方法，其特征在于：阻尼涂料的生产方法，包括以下步骤：
(1).油性溶液的配制：将100份各种聚丙酸酯类树脂、聚氨酯类树脂和醇酸树脂的一种或多种按照任意重量比例配比，然后溶解于有机溶剂中，使其在溶液中的固含量为20～60％，搅拌混合后即获得油性溶液；
(2).填料的加入：将层状硅酸盐类、碳酸钙类等无机物与阻燃剂按照40～120份配比，然后加入先前配制的油性溶液中，高速搅拌混合后，再在该溶液中加入占溶液总重量0.05～2.0％或0.4～8份的分散剂和消泡剂，并用0.2～5份的增稠剂调节涂料稠度，即获得本发明油性阻尼涂料。
4、如权利要求3所述的油性阻尼涂料的制备方法，其特征在于：上述步骤(2)中的分散剂为十二烷基苯磺酸钠、N-甲基吡咯烷酮、烷基溴化铵或月桂基硫酸钠。
5、如权利要求3所述的油性阻尼涂料的制备方法，其特征在于：上述步骤(2)中的层状硅酸盐类为各种目数云母类、蒙脱土类。
6、如权利要求3所述的油性阻尼涂料的制备方法，其特征在于：上述步骤(2)中的碳酸钙类为各种目数的轻质碳酸钙和重质碳酸钙。
7、如权利要求3所述的油性阻尼涂料的制备方法，其特征在于：上述步骤(2)中的阻燃剂为三氧化二锑、氯化石蜡、红磷、氢氧化铝、氢氧化镁和含溴阻燃剂。
8、如权利要求3所述的油性阻尼涂料的制备方法，其特征在于：上述步骤(2)中的分散剂为十二烷基苯磺酸钠、N-甲基吡咯烷酮、烷基溴化铵或月桂基硫酸钠，消泡剂为油性有机硅类消泡剂或丙烯酸类消泡剂；增稠剂为常规增稠剂。
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