CN101891990A - 一种水性隔音阻尼涂料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种水性隔音阻尼涂料及其制备方法,水性隔音阻尼涂料各原料重量配比为:聚合物乳液15-35份;无机填料35-55份;粉末阻燃剂10-20份;助剂2-5份;去离子水10-20份。其制备方法包括以下步骤:先将去离子水和润湿分散剂混合均匀,在高速搅拌条件下加入部分无机填料,制备无机填料水分散浆;在高速搅拌条件下,将聚合物乳液加入无机填料水分散浆中,然后依次加入粉末阻燃剂、余下部分无机填料、增强纤维、防霉剂和消泡剂,最后加入增稠剂调节稠度,本发明所描述的涂料具有优异的减振降噪效果,主要用于车辆车厢地板、侧墙和车顶内部的涂装,能起到良好的抑制振动和降低噪声作用。
Description
技术领域
本发明涉及一种水性隔音阻尼涂料及其制备方法,特别涉及一种用于车辆的具有高阻尼、高隔声、高固含、快干、环保性能优异等特点的水性隔音阻尼涂料及其制备方法,该水性隔音阻尼涂料特别适用于车辆减振降噪领域的应用,本发明也可应用于其他类似领域。
背景技术
随着现代社会对高质量生活的追求和环保意识的增强,对降低车辆的振动与噪声提出了更高的要求。阻尼材料减振降噪技术是有效抑制振动和噪声的方法之一,常用阻尼材料是高分子阻尼材料,它是利用高聚物的粘弹性(即在玻璃化转变区域内),由分子链运动产生的内摩擦将外场作用(机械振动和声振动)的能量转变为热能耗散掉,从而达到减振降噪的目的。
水性阻尼涂料方面,由于可以降低涂料的使用成本和施工时由于有机溶剂存在而导致的危险性,符合环保法规的要求,对环境友好,并具有节约资源的优点,因此水性阻尼涂料具有很好的发展前景。
1991年1月2日公开的公开号为CN1048224的中国发明专利公开了一种水性阻尼涂料,主要由丙烯酸树脂、云母粉、邻苯二甲酸二辛酯、磷酸三丁酯、阻燃剂组成。该类阻尼涂料虽然在中低频具有较好的隔声性能,63Hz时隔声量为18dB,但是该种涂料含有REACH法规中规定的高关注物质邻苯二甲酸二辛酯。
1992年4月8日公开的公开号为CN1060100的中国发明专利公开了一种水基隔热阻尼涂料,阻尼涂料虽具有良好的隔热性能,但是固含量低、比重小造成隔音性能较差。
2010年4月28日公开的公开号为CN101698768的中国发明专利公开了一种隔音降噪阻尼涂料及生产工艺,该阻尼涂料采用单组份丙烯酸乳液作为基材,会造成高阻尼性能适应的温度范围窄,采用三氧化二锑和氯化石蜡作为阻燃剂,对人体有毒,环保性能差,并且对于阻尼涂料的隔音降噪效果没有做出评价。
发明内容
本发明的日的在于提供一种水性隔音阻尼涂料,该发明可以很好地解决现有技术存在的不能兼顾良好的减振降噪性能、较宽使用温度和噪声频率范围、以及环保特性的技术问题,具有高阻尼、高隔声、高固含、快干、环保性能优异等特点,在较宽使用温度和噪声频率范围下具有优异的减振降噪效果,同时兼顾阻燃环保和施工方便等特点。本发明的另一目的在于,提供一种水性隔音阻尼涂料制备方法。
本发明提供一种水性隔音阻尼涂料的具体实施方式,是通过以下技术方案实现的:
一种水性隔音阻尼涂料,以聚合物乳液为基料,以无机填料为主要填料,加入适量的粉末阻燃剂、助剂和去离子水,各原料的重量配比为:
聚合物乳液15-35份;
无机填料35-55份;
粉末阻燃剂10-20份;
助剂2-5份;
去离子水10-20份。
其中,聚合物乳液为苯丙乳液、纯丙乳液、乙酸乙烯-乙烯共聚乳液(EVA乳液)和聚氨酯乳液中任意两种乳液的混合物,一种聚合物乳液的玻璃化转变温度(Tg)为-10℃至10℃,另一种聚合物乳液的玻璃化转变温度为10℃至40℃。两种乳液的重量比为5∶1至1∶5。
作为本发明进一步的实施方式,所述的无机填料为各种目数的滑石粉、云母粉、碳酸钙、高岭土、硫酸钡、蒙脱土中的一种或任意几种的混合物。
作为本发明进一步的实施方式,所述的粉末阻燃剂为氢氧化铝、氢氧化镁、硼酸锌、磷酸铝、八钼酸铵的一种或任意几种的混合物。
作为本发明进一步的实施方式,所述的助剂包括润湿分散剂、消泡剂、增稠剂、增强纤维和防霉剂。
作为本发明进一步的实施方式,所述的润湿分散剂用量占总重量0.1%-1%。
作为本发明进一步的实施方式,所述的消泡剂用量占总重量1%-3%。
作为本发明进一步的实施方式,所述的增稠剂用量占总重量0.1%-0.5%。
作为本发明进一步的实施方式,所述的增强纤维用量占总重量0.5%以下。
作为本发明进一步的实施方式,所述的防霉剂用量占总重量0.5%以下。
本发明所述的一种水性隔音阻尼涂料的制备方法,包括以下步骤:
A.先将去离子水和润湿分散剂搅拌混合均匀,在高速搅拌条件下加入部分无机填料,制备无机填料水分散浆;
B.在高速搅拌条件下,将聚合物乳液加入无机填料水分散浆中,然后加入粉末阻燃剂、余下部分无机填料、增强纤维、防霉剂和消泡剂,最后加入增稠剂调节稠度,得到水性隔音阻尼涂料。
所述的无机填料水分散浆制备成高固含、低黏度、分散稳定的无机填料水分散浆。
本发明所述的水性隔音阻尼涂料,与其他阻尼涂料相比综合性能有了显著提高。
由于基料使用玻璃化转变温度为-10℃至10℃以及10℃至40℃的两种聚合物乳液进行混合,所以在较宽温度范围内有较好的阻尼性能,所采用的聚合物乳液为苯丙乳液、纯丙乳液、乙酸乙烯-乙烯共聚乳液和聚氨酯乳液中两种乳液的混合物。根据SAE J1637标准,采用丹麦B&K公司PULSE阻尼材料共振阻尼测试系统进行测定,样品与基材厚度比为2∶1,测试温度范围为-10℃至50℃,本发明所述水性隔音阻尼涂料的复合损耗系数最大值为0.22。
由于加入各种目数的滑石粉、云母粉、碳酸钙、高岭土、硫酸钡、蒙脱土中的一种或其中几种无机填料的混合物35-55份,使水性隔音阻尼涂料具有高固含,高隔声、快干等特点,其隔声量采用丹麦B&K公司PULSE声学材料隔声量测量系统四传感器测量法进行大管测试,样品厚度为4mm,测试频率范围为50-1600Hz,本发明所述水性隔音阻尼涂料在低频范围具有高隔声量的特点,在50-300Hz频率范围内隔声量均高于20dB。
粉末阻燃剂的加入提高了水性隔音阻尼涂料的阻燃性能,采用氧指数仪测定其氧指数达到60以上,45度角燃烧测试其燃烧等级达到极难燃级,根据GB/T 8627烟密度法测试其烟密度等级低于20。
润湿分散剂、消泡剂、增稠剂、增强纤维和防霉剂等助剂的加入是为了改善水性隔音阻尼涂料的加工性能、施工性能和储存性能。
本发明具体实施方式中无机填料水分散浆的制备是为了改进填料的润湿分散性,从而提高水性隔音阻尼涂料的固含量、隔声量、干燥速度等性能。
通过应用本发明实施方式所描述的水性隔音阻尼涂料及其制备方法,能对应用的涂装表面起到良好的抑制振动和降低噪声的作用,在较宽使用温度和噪声频率范围下具有优异的减振降噪效果,同时兼顾阻燃环保和施工方便等特点。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明水性隔音阻尼涂料的复合损耗系数曲线图;
图2是本发明水性隔音阻尼涂料的隔声量曲线图。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明的技术方案,下面将结合具体的实施例对本发明做出介绍,显而易见地,下面描述中的实施例仅仅是本发明的一些具体实施方式,而不是全部的实施例,本发明包括但不限于以下具体实施例。对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些实施例获得其他的实施方式,这些所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
以下实施例是本发明水性隔音阻尼涂料具体应用在车辆上,如:车厢地板、侧墙和车顶内部涂装的实施方式。本发明也可应用于其他类似领域。
实施例1-3
取10份水和0.2份润湿分散剂搅拌混合均匀,在高速分散条件下加入10份滑石粉和5份碳酸钙,制备无机填料水分散浆。
高速分散条件下将聚合物乳液A和聚合物乳液B(乳液种类、用量及其玻璃化转变温度见表1)加入到无机填料水分散浆中,然后依次加入氢氧化铝5份、硼酸锌5份,再加入30份云母粉、0.1份增强纤维、0.2份防霉剂和2份消泡剂,最后加入0.5份增稠剂调节稠度,即可制得车辆用水性隔音阻尼涂料。
表1
从图1中可以看出,通过调节聚合物乳液的种类和用量,可以根据不同使用温度设计具有高阻尼值的水性隔音阻尼涂料。
实施例4-6
取15份水和0.5份润湿分散剂搅拌混合均匀,在高速分散条件下加入填料A和填料B(填料种类和用量见表2),制备无机填料水分散浆。
高速分散条件下将10份聚氨酯乳液和15份纯丙乳液加入到无机填料水分散浆中,然后依次加入氢氧化镁10份、磷酸铝5份,再加入填料C(填料种类和用量见表2)、0.1份增强纤维、0.2份防霉剂和2份消泡剂,最后加入0.5份增稠剂调节稠度,即可制得车辆用水性隔音阻尼涂料。
表2
从图2中可以看出,通过无机填料的调节,可以根据不同噪声频谱特性设计具有高隔声量的水性隔音阻尼涂料。
实施例7-9
取20份水和0.8份润湿分散剂搅拌混合均匀,在高速分散条件下加入15份蒙脱土和15份碳酸钙,制备无机填料水分散浆。
高速分散条件下将5份乙酸乙烯-乙烯共聚乳液和25份苯丙乳液加入到无机填料水分散浆中,然后依次加入阻燃剂A和阻燃剂B(阻燃剂种类和用量见表3),再加入25份云母粉、0.1份增强纤维、0.2份防霉剂和2份消泡剂,最后加入0.5份增稠剂调节稠度,即可制得车辆用水性隔音阻尼涂料。
表3
表4
表4是水性隔音阻尼涂料的阻燃性能数据,从表4可以看出,阻燃剂的种类和用量的改变可以改进水性隔音阻尼涂料的阻燃性能。
本发明所述的车辆用水性隔音阻尼涂料的制备方法,包括以下步骤:
1)先将去离子水和润湿分散剂搅拌混合均匀,在高速搅拌条件下加入部分无机填料,制备无机填料水分散浆;
2)在高速搅拌条件下,将聚合物乳液加入无机填料水分散浆中,然后加入粉末阻燃剂、余下部分无机填料、增强纤维、防霉剂和消泡剂,最后加入增稠剂调节稠度,即得车辆用水性隔音阻尼涂料。
以上所述,仅为本发明的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,可轻易想到的变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此,本发明的保护范围应该以权利要求所界定的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种水性隔音阻尼涂料,其特征在于:以聚合物乳液为基料,以无机填料为主要填料,加入适量的粉末阻燃剂、助剂和去离子水,各原料的重量配比为:
聚合物乳液15-35份;
无机填料35-55份;
粉末阻燃剂10-20份;
助剂2-5份;
去离子水10-20份。
2.根据权利要求1所述的一种水性隔音阻尼涂料,其特征在于:所述的聚合物乳液为苯丙乳液、纯丙乳液、乙酸乙烯-乙烯共聚乳液和聚氨酯乳液中任意两种乳液的混合物。
3.根据权利要求2所述的一种水性隔音阻尼涂料,其特征在于:所述的聚合物乳液中其中一种乳液的玻璃化转变温度为-10℃至10℃,另一种乳液的玻璃化转变温度为10℃至40℃,两种乳液的重量比为5∶1至1∶5之间。
4.根据权利要求1、2、3中任一权利要求所述的一种水性隔音阻尼涂料,其特征在于:所述的无机填料为各种目数的滑石粉、云母粉、碳酸钙、高岭土、硫酸钡、蒙脱土中的一种或任意几种的混合物。
5.根据权利要求4所述的一种水性隔音阻尼涂料,其特征在于:所述的粉末阻燃剂为氢氧化铝、氢氧化镁、硼酸锌、磷酸铝、八钼酸铵的一种或任意几种的混合物。
6.根据权利要求5所述的一种水性隔音阻尼涂料,其特征在于:所述的助剂包括润湿分散剂、消泡剂、增稠剂、增强纤维和防霉剂。
7.根据权利要求6所述的一种水性隔音阻尼涂料,其特征在于:所述的润湿分散剂用量占总重量0.1%-1%。
8.根据权利要求6所述的一种水性隔音阻尼涂料,其特征在于:所述的消泡剂用量占总重量1%-3%,所述的增稠剂用量占总重量0.1%-0.5%。
9.根据权利要求6所述的一种水性隔音阻尼涂料,其特征在于:所述的增强纤维用量占总重量0.5%以下,所述的防霉剂用量占总重量0.5%以下。
10.一种制备如权利要求1所述水性隔音阻尼涂料的水性隔音阻尼涂料制备方法,其特征在于,具体包括以下步骤:
A.先将去离子水和润湿分散剂搅拌混合均匀,在高速搅拌条件下加入部分无机填料,制备无机填料水分散浆;
B.在高速搅拌条件下,将聚合物乳液加入无机填料水分散浆中,然后加入粉末阻燃剂、余下部分无机填料、增强纤维、防霉剂和消泡剂,最后加入增稠剂调节稠度,搅拌均匀后,得到水性隔音阻尼涂料。
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