CN102408792B

CN102408792B - 车辆用水性阻尼涂料

Info

Publication number: CN102408792B
Application number: CN 201110306649
Authority: CN
Inventors: 李亚鹏; 王静媛
Original assignee: Jilin University
Current assignee: Jilin University
Priority date: 2011-10-11
Filing date: 2011-10-11
Publication date: 2013-08-07
Anticipated expiration: 2031-10-11
Also published as: CN102408792A

Abstract

本发明的车辆用水性阻尼涂料属于化工产品和涂料制备领域。水性阻尼涂料组成中有乳液基料、无机质填充剂、成膜助剂、增稠剂、加热膨胀型有机中空充填材料、有机发泡剂和水。乳液基料是不同Tg的2～3种乳液复合组成，加热膨胀型有机中空充填材料和有机发泡剂，用量按重量计，分别占水性阻尼涂料总量的0.3％～5％和0.1％～5％。本发明制得的厚浆涂料，20～60℃阻尼值在0.06～0.15；涂料具有微孔结构，可以防止涂料产生皲裂，缝隙，针眼，膨胀等涂膜缺陷，并可以一次涂布成膜厚度为3～6mm，用于各种车辆和电机产品等振动部位进行涂覆来抑制振动和减小噪音。

Description

车辆用水性阻尼涂料

技术领域

本发明属于化工产品和涂料制备领域，特别涉及对各种车辆和电机产品等振动部位进行涂覆来抑制振动减小车内噪音的厚浆涂料。

背景技术

目前在汽车的地板，前围，后备箱，顶棚，车门位置，为赋予钢板以减振性能，使用沥青系列或他们的复合系列板类等减振材料。在地板等部位，根据形状进行冲压，成型后的减振材料在汽车喷涂线上进行放置，使用沥青系列压敏型粘合剂进行定位，在通过加热干燥炉时，能够和钢板进行粘接。但是，沥青在冬季容易破碎，车前围等立面的减振材料环保性差，有气味。水性阻尼涂料具有综合性能好，施工方便，环保性好等优点。采用水基高分子树脂为基料，加入无机填料，毒性小，减少化工污染。使用提高阻尼系数的各种无机原料，可以提高阻尼性。在工业上采用机械与喷涂方式，提高自动化能力。

与本发明接近的现有技术是公开号为CN101891990A、名称为“一种水性隔音阻尼涂料及其制备方法”的专利申请。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。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。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，提供一种水性阻尼涂料，具有微孔结构，涂料由两种乳液组成，然后加入各种无机填料，经过搅拌、过滤制得厚浆涂料，20～60℃阻尼值在0.06～0.15，主要是使用在车辆的地板，前围，后备箱，车门、顶棚等部位。

采用水性乳液如苯丙乳液，环氧乳液、丁苯乳液等为基料，这些即可以单独使用，也可以组合进行使用，乳液比例34-48％。水性涂料使用的特点是含0.3％～5％比例的加热膨胀型有机中空充填材料。水性涂料使用的特点是含0.1％～5％比例的有机发泡剂材料。

乳液是不同Tg为14℃、20℃、37℃、42℃分别为苯丙乳液1，苯丙乳液2，丙乳液3，苯丙乳液4，Tg 50℃的丁苯乳液，Tg 75℃的环氧树脂。乳液采用其中2或3种复合在一起。

本发明所使用的是加热膨胀型中空状充填材料，如聚偏二氯乙烯(简称PVDC)，聚丙烯腈(简称PAN)，或是它们的组合物组成的塑料中空状填充材料。或是其他有机合成原料，由于加热而膨胀，得到低比重的中空状填充材料。

本发明的有机发泡剂使用以下几种有机等偶氮系列发泡剂。使用发泡剂或兼用发泡助剂，尿素系列发泡助剂，或众所在周知的的发泡助剂。发泡剂又助于涂料具有微孔结构。

上述所记载的有机发泡剂和有机中空充填材，若不按照规定量进行配料，涂料进行涂装就会产生皲裂，裂缝，针眼等涂膜缺陷。还有若按照规定量使用有机发泡剂和加热膨胀型有机中空状充填材料的话，单独使用也能有充分的效果，但也可以两者兼用。

无机质填充剂可以是碳酸钙，碳酸镁，硫酸钡，黏土(clay)滑石粉，云母，硅藻土，石膏，白沙粉末，玻璃微珠，石墨，泡沸石，针状粉，硅酸铝，采用其中一种或是两种以上材料。

水性涂料含成膜助剂如十二碳醇酯，乙二醇丁醚，乙二醇乙醚等。

增稠剂为与现有技术相同的增稠剂材料。

本发明具体的技术方案如下所述。

一种车辆用水性阻尼涂料，组成中有乳液基料、无机质填充剂、成膜助剂、增稠剂和水，乳液基料、无机质填充剂、成膜助剂、增稠剂的用量按重量计分别占水性阻尼涂料总量的34～48％、35～50％、0～5％、3％～4％，水为余量；其特征在于，组成还有加热膨胀型有机中空充填材料和有机发泡剂，用量按重量计分别占水性阻尼涂料总量的0.3％～5％和0.1％～5％；所述的乳液基料，是玻璃化温度为14℃、20℃、37℃、42℃、50℃、75℃的苯丙乳液1、苯丙乳液2、苯丙乳液3、苯丙乳液4、丁苯乳液、环氧树脂乳液中的2～3种；所述的加热膨胀型有机中空充填材料，是聚二氯乙烯纤维，聚丙烯腈纤维，聚酯纤维或聚偏二氯乙烯纤维；所述的有机发泡剂，是偶氮二异丁腈，偶氮二甲酰胺或二亚硝基次戊基四胺。

所述的乳液基料，是玻璃化温度Tg高的乳液与玻璃化温度Tg低的乳液配合使用，二者重量比例可以在1∶1～2.5；所述的有机发泡剂，可以与发泡助剂尿素共同使用，尿素与有机发泡剂用量的重量比例是1∶0.5～2。

所述的乳液基料，进一步可以是，苯丙乳液1和苯丙乳液3和环氧树脂乳液复合、苯丙乳液2和丁苯乳液复合、苯丙乳液2和苯丙乳液4复合或者苯丙乳液1和苯丙乳液4复合在一起使用。

加热膨胀型有机中空充填材料优选的用量按重量计占水性阻尼涂料总量的0.5％～1％；有机发泡剂优选的用量按重量计占水性阻尼涂料总量的0.1％～3％

本发明水性阻尼涂料由2～3种乳液组成，然后加入各种填料，经过搅拌、过滤制得厚浆涂料。即，将上述所记的各种混合物在溶解罐、密炼机、行星式搅拌器、开炼机、真空搅拌机等众所周知的混合分散机进行分散混合后，经过真空脱泡工序制造而成。

本发明采用水基高分子树脂为基料，加入无机填料，毒性小，减少化工污染。使用提高阻尼系数的各种无机原料，可以提高阻尼性。汽车因为要置放在各种温度条件下，因此，就要求阻尼涂料在宽温度领域范围内具有高的减振性能，本发明20～60℃阻尼值在0.06～0.15。所采取的方法：使用膨胀类的有机中空填充剂，或是根据加热温度使用能够发泡的有机发泡剂，和水系涂料组成物进行配料。可以同原来的水系树脂涂料进行比较，不会产生缝隙，皲裂等现象。同时水性涂料在加热干燥时不会产生有毒的气体。

本发明的水系涂料，可以防止产生皲裂，缝隙，针眼，膨胀等涂膜缺陷，并可以一次涂布成膜厚度为3～6mm，和现在在汽车上使用的板类减振效果可以满足或是超越。这样还可以在不能粘贴减振材料的部位进行涂覆做减振处理。如果由电脑控制涂装机械手的话，可以做到省人工，无人化生产。本发明可以做到低比重，单位面积上重量减轻，就可以使得汽车的轻型化，避免沥青板在干燥时产生的有毒气体，本发明对于地球环境和作业环境来说都无污染。

具体实施方式

实施例1

苯丙乳液1为30％，苯丙乳液3为10％，环氧树脂乳液8％，碳酸钙20％，云母15％，加热膨胀型有机中空充填材料聚丙烯腈纤维1％，成膜助剂5％，发泡剂偶氮二异丁腈0.1％，增稠剂4％，水为6.9％，以上的原料在星型搅拌器中进行混合分散，再真空脱气。制得车辆用水性阻尼涂料1。

实施例2

苯丙乳液2为20％，丁苯乳液为14％，滑石粉12％，云母10％，硅藻土15％，针状粉10％，加热膨胀型有机中空充填材料聚酯纤维1％，有机发泡剂为二亚硝基次戊基四胺3％，成膜助剂2％，增稠剂3％，水为10％，以上的原料在行星式搅拌器中进行混合分散30分钟，再真空脱气，过滤。制得车辆用水性阻尼涂料2。

实施例3

苯丙乳液2为25％，苯丙乳液4为15％，石膏14％，硅藻土8％，云母15％，玻璃微珠3％，加热膨胀型有机中空充填材料聚丙烯腈纤维为0.5％，有机发泡剂为偶氮二异丁腈2％，增稠剂3％，水为14.5％，以上的原料在搅拌行星式搅拌器中进行混合分散30分钟，再真空脱气，过滤。制得车辆用水性阻尼涂料3。

实施例4

苯丙乳液1为30％，苯丙乳液4为12％，碳酸钙15％，云母20％，硅酸铝8％，加热膨胀型有机中空充填材料聚偏二氯乙烯纤维为1％，发泡剂偶氮二甲酰胺0.5％，发泡助剂尿素0.5％，增稠剂3％，水为12％，以上的原料在搅拌行星式搅拌器中进行混合分散30分钟，再真空脱气，过滤。制得车辆用水性阻尼涂料4。

比较例1

苯丙乳液2为30％，碳酸钙21％，云母15％，成膜助剂1％，增稠剂4％，水为29％，以上的原料在高速搅拌器中进行混合分散，得到水性涂料。

比较例1的水性涂料与实施例1～4的车辆用水性阻尼涂料进行比较，测试结果见表1。

试验方法：

各种乳液涂料用无气涂装机、在汽车用的0.8mm冷轧钢板上，依次均匀进行涂装。在经过130℃、30min加热干燥后，要求不能产生皲裂，缝隙，针眼等涂膜缺陷。

在尺寸为20＊200＊1.0mm的汽车用冷轧钢板上，使用无气涂装机对各种乳液涂料按照项目(1)尽可能做成最好状态的干燥膜，并进行130℃、30min加热干燥后，制作成能够减振性试验的试验片。

分别测量20℃，40℃，60℃时阻尼。其阻尼值越大说明减振效果越好，0.05以上就可说具有减振效果。

表1

试验项目	实施例1	实施例2	实施例3	实施例4	比较例
						干燥界限膜厚(mm)	4.0	4.5	5.0	5.0	4.0
阻尼20℃	0.06	0.08	0.15	0.11	0.08
						阻尼40℃	0.18	0.27	0.25	0.13	0.11
阻尼60℃	0.10	0.10	0.09	0.08	0.03

Claims

1.一种车辆用水性阻尼涂料，组成中有乳液基料、无机质填充剂、成膜助剂、增稠剂、加热膨胀型有机中空充填材料、有机发泡剂和水，乳液基料、无机质填充剂、成膜助剂、增稠剂、加热膨胀型有机中空充填材料、有机发泡剂和水的用量按重量计分别占水性阻尼涂料总量的48%、35%、5%、4%、1%、0.1%和6.9%；所述的乳液基料，是玻璃化温度为14℃的苯丙乳液1、玻璃化温度为37℃的苯丙乳液3和玻璃化温度为75℃的环氧树脂乳液按重量占水性阻尼涂料总量的30%、10%、8%复合在一起使用；所述的无机质填充剂，是占水性阻尼涂料总量20%的碳酸钙和占水性阻尼涂料总量15%的云母；所述的加热膨胀型有机中空充填材料，是聚丙烯腈纤维；所述的有机发泡剂，是偶氮二异丁腈。

2.一种车辆用水性阻尼涂料，组成中有乳液基料、无机质填充剂、成膜助剂、增稠剂、加热膨胀型有机中空充填材料、有机发泡剂和水，乳液基料、无机质填充剂、成膜助剂、增稠剂、加热膨胀型有机中空充填材料、有机发泡剂和水的用量按重量计分别占水性阻尼涂料总量的34%、47%、2%、3%、1%、3%和10%；所述的乳液基料，是玻璃化温度为20℃的苯丙乳液2和玻璃化温度为50℃的丁苯乳液按重量占水性阻尼涂料总量的20%、14%复合在一起使用；所述的无机质填充剂，是占水性阻尼涂料总量12%的滑石粉、占水性阻尼涂料总量10%的云母、占水性阻尼涂料总量15%的硅藻土和占水性阻尼涂料总量10%的针状粉；所述的加热膨胀型有机中空充填材料，是聚酯纤维；所述的有机发泡剂，是二亚硝基次戊基四胺。

3.一种车辆用水性阻尼涂料，组成中有乳液基料、无机质填充剂、增稠剂、加热膨胀型有机中空充填材料、有机发泡剂和水，乳液基料、无机质填充剂、增稠剂、加热膨胀型有机中空充填材料、有机发泡剂和水的用量按重量计分别占水性阻尼涂料总量的40%、40%、3%、0.5%、2%和14.5%；所述的乳液基料，是玻璃化温度为20℃的苯丙乳液2和玻璃化温度为42℃的苯丙乳液4按重量占水性阻尼涂料总量的25%、15%复合在一起使用；所述的无机质填充剂，是占水性阻尼涂料总量14%的石膏、占水性阻尼涂料总量8%的硅藻土、占水性阻尼涂料总量15%的云母和占水性阻尼涂料总量3%的玻璃微珠；所述的加热膨胀型有机中空充填材料，是聚丙烯腈纤维；所述的有机发泡剂，是偶氮二异丁腈。