CN101851452A - 一种低温域水性阻尼涂料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种低温域水性阻尼涂料，以水性乳液为主剂，以无机填料为主要填料，以橡胶粉为辅助填料，并加入涂料助剂，主要组分按照如下重量比例配比：20-30份具有核壳结构的水性丙烯酸乳液；15-25份网络互穿乳液；20-45份无机填料；5-20份橡胶粉；10-20份阻燃剂；5-20份成膜助剂。本发明的低温域水性阻尼涂料经过水性混合乳液的配制，填料、助剂的加入与调漆两步骤制成；选用不同的无机填料，同时调节丙烯酸乳液和网络互穿乳液的添加量和添加比例改变涂料的玻璃化转变温度和在低温域的阻尼温域，具有很高的复合损耗因子，大大改善材料在低温环境下的阻尼性能。

Description

一种低温域水性阻尼涂料及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种涂料，具体的说是一种水性阻尼涂料，该涂料在低温域具有良好的消声隔声性能，主要适用于在低温域下需要对振动基体进行减振降噪处理的技术领域。

背景技术

阻尼涂料是利用有机高分子材料所具有的粘弹性能，将声波的机械振动能转换为热能释放出来(即力学损耗)，从而达到减小振幅、降低振动，抑制噪声的目的。然而传统阻尼涂料以有机溶剂作为分散介质，无论在生产过程和施工应用过程中均有大量的有毒有害气体、废水的排放，对环境、大气以及水资源造成污染，并且严重损害生产及施工人员的身体健康。而水性阻尼涂料是一种以水为主要分散介质，以无机物和有机物为填料，不含任何有毒有机溶剂的绿色环保涂料。同时由于水性阻尼涂料具有良好的阻燃性、高附着力、耐腐蚀性、抗老化性、高阻尼性能且施工方便等优点，目前正被广泛应用在汽车、火车、轮船、飞机、工程机械和其他家用电器领域，起到隔声、吸声、减振和保温作用。

然而，水性阻尼涂料能够起到阻尼减振效果，主要取决于涂层中高分子链段之间、高分子与填料之间以及填料之间的相互作用，它们之间作用的强弱直接影响材料的阻尼效能。由于需要使用阻尼材料的场合温度变化较大。为了拓宽高聚物的阻尼温度，提高材料的阻尼性能和弹性模量，国内外的学者们都开展了大量的研究，对涂料体系的树脂进行改性，归纳起来可分为三类：共聚、共混和互穿网络(IPN)。现有的文献和公布的专利中阻尼温域较窄，阻尼值尤其是在低温下的阻尼值比较小，影响了水性阻尼涂料的在低温环境下的实际使用效果。因此，研发出一种低温域水性阻尼涂料及其制备方法是亟待解决的技术问题。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明所要解决的技术问题是，提供一种低温域水性阻尼涂料及其制备方法，将具有核壳结构的丙烯酸乳液和网络互穿乳液共混，同时调节乳液和填料的添加比例，可大大改善材料的在低温环境下的阻尼性能。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是，一种低温域水性阻尼涂料，以水性乳液为主剂，以无机填料为主要填料，以橡胶粉为辅助填料，并加入涂料助剂，主要组分按照如下重量比例配比：20-30份丙烯酸乳液；15-25份网络互穿乳液；20-45份无机填料；5-20份橡胶粉；10-20份阻燃剂；5-20份成膜助剂；其中，所述丙烯酸乳液为具有核壳结构的水性丙烯酸乳液；所述无机填料为具有片层结构的云母粉、空心玻璃微珠、石墨粉、高岭土中的一种或几种，粒度在40目到200目之间。

上述的低温域水性阻尼涂料，其阻燃剂为液体环保阻燃剂。

上述的低温域水性阻尼涂料，其成膜助剂为双酯成膜助剂。

上述的低温域水性阻尼涂料，其涂料助剂还包括水性分散剂、水性消泡剂、水性润湿剂、防冻剂、防腐防霉剂和增稠剂。

制备上述的低温域水性阻尼涂料的方法，包括以下步骤：

(1)水性混合乳液的配制：

在常温下，将水性丙烯酸乳液、网络互穿乳液按照重量配比混合均匀，使其在水溶液中的固含量为35％-60％，混合搅拌后获得水性混合乳液；

(2)填料、助剂的加入与调漆：

将无机填料、橡胶粉、阻燃剂、成膜助剂按照重量配比加入先前配制的水性混合乳液中，然后加入水性分散剂、水性消泡剂、水性润湿剂、防冻剂、防腐防霉剂，经高速搅拌混合后，再加入占水溶液总重量0.05-2.0％的水性分散剂和水性消泡剂，最后用增稠剂调节稠度。

本发明的低温域水性阻尼涂料采用具有核壳结构的水性丙烯酸乳液和网络互穿乳液为主剂，以无机填料为主要填料，橡胶粉末为辅助填料，通过调节丙烯酸乳液和网络互穿乳液的添加量和添加比例改变涂料的玻璃化转变温度和在低温域的阻尼温域，大大改善材料的在低温环境下的阻尼性能。本发明的低温域水性阻尼涂料在低温域下，具有很高的复合损耗因子，阻尼性能远大于国外同类产品。

具体实施方式

下面将结合具体实施例对本发明作进一步披露。

实施例1

本实施例的一种低温域水性阻尼涂料，以水性乳液主剂，以云母粉为主要填料，以橡胶粉作为辅助填料，并加入适量的阻燃剂，主要组分按照如下重量比例配比：20份具有核壳结构的水性丙烯酸乳液；25份网络互穿乳液；20份120目云母粉；10份橡胶粉；15份液体环保阻燃剂；12份双酯成膜助剂。

制备本实施例的低温域水性阻尼涂料的方法，包括以下步骤：

(1)水性混合乳液的配制：

在常温下，将水性丙烯酸乳液、网络互穿乳液按照重量配比混合均匀，使其在水溶液中的固含量为45％，混合搅拌后获得水性混合乳液；

(2)填料、助剂的加入与调漆：

将云母粉、橡胶粉、阻燃剂、成膜助剂按照重量配比加入先前配制的水性混合乳液中，然后加入水性分散剂0.5份、水性消泡剂0.25份、水性润湿剂0.1份、防冻剂0.1份、防腐防霉剂0.3份，经高速搅拌混合后，再加入占水溶液总重量1％的水性分散剂和水性消泡剂，最后用增稠剂调节稠度。

将本实施例的水性阻尼涂料在温度为20℃，湿度为26％RH的条件下按GB/T 16406-1996检测，检测结果如下表所示：

表1阻尼材料常温性能测试结果

表2阻尼材料性能变温测试结果

实施例2

本实施例的一种低温域水性阻尼涂料，以水性乳液主剂，以云母粉为主要填料，以橡胶粉作为辅助填料，并加入适量的阻燃剂，主要组分按照如下重量比例配比：25份具有核壳结构的水性丙烯酸乳液；35份网络互穿乳液；25份200目云母粉；10份橡胶粉；10份液体环保阻燃剂；15份双酯成膜助剂。

制备本实施例的低温域水性阻尼涂料的方法，包括以下步骤：

(1)水性混合乳液的配制：

在常温下，将水性丙烯酸乳液、网络互穿乳液按照重量配比混合均匀，使其在水溶液中的固含量为55％，混合搅拌后获得水性混合乳液；

(2)填料、助剂的加入与调漆：

将云母粉、橡胶粉、阻燃剂、成膜助剂按照重量配比加入先前配制的水性混合乳液中，然后加入水性分散剂0.5份、水性消泡剂0.25份、水性润湿剂0.1份、防冻剂0.1份、防腐防霉剂0.3份，经高速搅拌混合后，再加入占水溶液总重量1.5％的水性分散剂和水性消泡剂，最后用增稠剂调节稠度。

将本实施例的水性阻尼涂料在温度为20℃，湿度为26％RH的条件下按GB/T 16406-1996检测，检测结果如下表所示：

表1阻尼材料常温性能测试结果

表2阻尼材料性能变温测试结果

实施例3

本实施例的一种低温域水性阻尼涂料，以水性乳液主剂，以高岭土为主要填料，以橡胶粉作为辅助填料，并加入适量的阻燃剂，主要组分按照如下重量比例配比：30份具有核壳结构的水性丙烯酸乳液；15份网络互穿乳液；20份40目高岭土；5份橡胶粉；10份液体环保阻燃剂；5份双酯成膜助剂。

制备本实施例的低温域水性阻尼涂料的方法，包括以下步骤：

(1)水性混合乳液的配制：

在常温下，将水性丙烯酸乳液、网络互穿乳液按照重量配比混合均匀，使其在水溶液中的固含量为35％，混合搅拌后获得水性混合乳液；

(2)填料、助剂的加入与调漆：

将高岭土、橡胶粉、阻燃剂、成膜助剂按照重量配比加入先前配制的水性混合乳液中，然后加入水性分散剂0.5份、水性消泡剂0.25份、水性润湿剂0.1份、防冻剂0.1份、防腐防霉剂0.3份，经高速搅拌混合后，再加入占水溶液总重量0.05％的水性分散剂和水性消泡剂，最后用增稠剂调节稠度。

实施例4

本实施例的一种低温域水性阻尼涂料，以水性乳液主剂，以空心玻璃珠为主要填料，以橡胶粉作为辅助填料，并加入适量的阻燃剂，主要组分按照如下重量比例配比：25份具有核壳结构的水性丙烯酸乳液；20份网络互穿乳液；25份80目空心玻璃珠；15份橡胶粉；12份液体环保阻燃剂；10份双酯成膜助剂。

制备本实施例的低温域水性阻尼涂料的方法，包括以下步骤：

(1)水性混合乳液的配制：

在常温下，将水性丙烯酸乳液、网络互穿乳液按照重量配比混合均匀，使其在水溶液中的固含量为50％，混合搅拌后获得水性混合乳液；

(2)填料、助剂的加入与调漆：

将空心玻璃珠、橡胶粉、阻燃剂、成膜助剂按照重量配比加入先前配制的水性混合乳液中，然后加入水性分散剂0.5份、水性消泡剂0.25份、水性润湿剂0.1份、防冻剂0.1份、防腐防霉剂0.3份，经高速搅拌混合后，再加入占水溶液总重量0.5％的水性分散剂和水性消泡剂，最后用增稠剂调节稠度。

实施例5

本实施例的一种低温域水性阻尼涂料，以水性乳液主剂，以石墨粉为主要填料，以橡胶粉作为辅助填料，并加入适量的阻燃剂，主要组分按照如下重量比例配比：20份具有核壳结构的水性丙烯酸乳液；35份网络互穿乳液；25份160目石墨粉；20份橡胶粉；20份液体环保阻燃剂；20份双酯成膜助剂。

制备本实施例的低温域水性阻尼涂料的方法，包括以下步骤：

(1)水性混合乳液的配制：

在常温下，将水性丙烯酸乳液、网络互穿乳液按照重量配比混合均匀，使其在水溶液中的固含量为60％，混合搅拌后获得水性混合乳液；

(2)填料、助剂的加入与调漆：

将石墨粉、橡胶粉、阻燃剂、成膜助剂按照重量配比加入先前配制的水性混合乳液中，然后加入水性分散剂0.5份、水性消泡剂0.25份、水性润湿剂0.1份、防冻剂0.1份、防腐防霉剂0.3份，经高速搅拌混合后，再加入占水溶液总重量2％的水性分散剂和水性消泡剂，最后用增稠剂调节稠度。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (5)

1.一种低温域水性阻尼涂料，以水性乳液为主剂，以无机填料为主要填料，以橡胶粉为辅助填料，并加入涂料助剂，主要组分按照如下重量比例配比：20-30份丙烯酸乳液；15-25份网络互穿乳液；20-45份无机填料；5-20份橡胶粉；10-20份阻燃剂；5-20份成膜助剂，其中，所述的丙烯酸乳液为具有核壳结构的水性丙烯酸乳液；所述的无机填料为具有片层结构的云母粉、空心玻璃微珠、石墨粉、高岭土中的一种或几种，粒度在40目到200目之间。

2.根据权利要求1所述的低温域水性阻尼涂料，其阻燃剂为液体环保阻燃剂。

3.根据权利要求1所述的低温域水性阻尼涂料，其成膜助剂为双酯成膜助剂。

4.根据权利要求1所述的低温域水性阻尼涂料，其涂料助剂还包括水性分散剂、水性消泡剂、水性润湿剂、防冻剂、防腐防霉剂和增稠剂。

5.制备权利要求1所述的低温域水性阻尼涂料的方法，包括以下步骤：

(1)水性混合乳液的配制：

在常温下，将水性丙烯酸乳液、网络互穿乳液按照重量配比混合均匀，使其在水溶液中的固含量为35％-60％，混合搅拌后获得水性混合乳液；

(2)填料、助剂的加入与调漆：

将无机填料、橡胶粉、阻燃剂、成膜助剂按照重量配比加入先前配制的水性混合乳液中，然后加入水性分散剂、水性消泡剂、水性润湿剂、防冻剂、防腐防霉剂，经高速搅拌混合后，再加入占水溶液总重量0.05-2.0％的水性分散剂和水性消泡剂，最后用增稠剂调节稠度。