CN103911064A - 一种阻尼涂料 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种阻尼涂料，在涂料原料中同时含有具有内交联结构的聚氨酯乳液、含有酮羰基团的丙烯酸乳液和外交联剂，当涂料固化时，含有酮羰基团的丙烯酸乳液和外交联剂发生反应，形成交联结构，从而与之前已经具有交联结构的聚氨酯分子形成互穿网络结构，从而具有明显地减震降噪效果。

Description

一种阻尼涂料

[技术领域]

本发明涉及一种阻尼涂料，具体的说是一种当涂料应用到基材并固化后，可形成互传网络结构且能够起到明显减震降噪效果的阻尼涂料。

[背景技术]

随着现代社会对环保意识的增强，减少噪音污染成为现代社会日益关注的话题，因此降低振动产生的噪声成为急待解决的问题。阻尼材料减震降噪技术是目前用来你有效抑制振动和噪声的方法之一。阻尼材料是利用高聚物大分子链段松弛运动时产生的内摩擦，将外场作用（机械振动和声振动）转变成热能而造成能量消耗，达到减震降噪的目的。

目前，阻尼材料已广泛应用于各种交通工具的减震降噪和家用电器及高层建筑的防震抗震等多个领域。在众多阻尼材料中，互传聚合物网络材料因其结构和形貌的特殊性，已成为应用面最广泛的一类阻尼材料。

[发明内容]

本发明的目的是发明一种当涂料应用到基材并固化后，可形成互传网络结构且能够起到明显减震降噪效果的阻尼涂料。

为了实现上述目的，发明一种阻尼涂料，其特征在于在涂料原料中同时含有具有内交联结构的聚氨酯乳液、含有酮羰基团的丙烯酸乳液和外交联剂。

当涂料固化时，含有酮羰基团的丙烯酸乳液和外交联剂发生反应，形成交联结构，从而与之前已经具有交联结构的聚氨酯分子形成互穿网络结构。

在100重量份的的阻尼涂料中，进一步还包含有15～30重量份的所述聚氨酯乳液、10～20重量份的所述丙烯酸乳液以及1～5重量份的外交联剂。

进一步还包含30～50重量份的填料、5～10重量份的无机微颗粒以及2～10重量份的助剂。

填料优选为滑石粉、云母粉、碳酸钙、高岭土、硫酸钡、纤维素纤维、甲壳质、玻璃纤维、碳纤维和二氧化钛纤维中的一种或任意几种的混合物。

微颗粒优选为纳米级玻璃粉。

助剂包括润湿分散剂、杀菌剂和增稠剂。

具有内交联结构的聚氨酯乳液是由低聚物二醇、扩链剂、水性单体、二异氰酸酯通过逐步聚合生成水性聚氨酯预聚体，然后将中和后的预聚体在水中与多官能度胺化合物分散扩链得到。

含有酮羰基团的丙烯酸乳液是由：

组分一、丙烯酸单体或甲基丙烯酸单体；

组分二、苯乙烯；

组分三、丙烯酸或甲基丙烯酸；

组分四、双丙酮丙烯酰胺或乙酰乙酸甲级丙烯酸乙二醇酯；

通过自由基聚合得到丙烯酸树脂。

所述的外交联剂为能与甲基酮羰基在室温下发生反应的双酰肼化合物。

具有内交联结构的聚氨酯乳液是由低聚物二醇、扩链剂、水性单体、二异氰酸酯通过逐步聚合生成水性聚氨酯预聚体，然后将中和后的预聚体在水中与多官能度胺化合物分散扩链得到。具有内交联结构的聚氨酯乳液的合成方法在《水性聚氨酯的改性及水性聚氨酯涂料》一文中进行了描述（《热固性树脂》2007年04期），它们的合成方法及其在涂料中的应用通过引用并入本专利。

含有酮羰基团的丙烯酸乳液是由丙烯酸单体（或甲基丙烯酸单体）、苯乙烯、丙烯酸（或甲基丙烯酸）和双丙酮丙烯酰胺（或乙酰乙酸甲级丙烯酸乙二醇酯）通过自由基聚合得到丙烯酸树脂，然后将中和后的丙烯酸树脂分散到水中，最后添加外交联剂；其中，所使用的外交联剂为能与甲基酮羰基在室温下发生反应的双酰肼化合物，特别合适的外交联剂，包括但不限于，己二酸二酰肼、癸二酸二酰肼、乙二酸二酰肼、丁二酸二酰肼、丙二酸二酰肼和碳酸二酰肼中的任意一种及任意多种的混合物。含有酮羰基团的丙烯酸乳液的合成方法在《室温自交联丙烯酸酯乳液的制备及性能》一文中进行了描述（《涂料工业》2008年12期），它们的合成方法及其在涂料中的应用通过引用并入本专利。

本发明的有益效果为：

1、乳液中同时包含具有内交联结构的聚氨酯乳液、含有酮羰基团的丙烯酸乳液和外交联剂，当涂料固化时，含有酮羰基团的丙烯酸乳液和外交联剂发生反应，形成交联结构，从而与之前已经具有交联结构的聚氨酯分子形成互穿网络结构，从而具有明显地减震降噪效果。

2、采用纳米级玻璃粉作为微颗粒，能够增强填料对降噪效果的影响。

[具体实施方式]

为了易于进一步理解本发明，下列实施例阐述了更特定的细节，但本发明的实施方式不限于此。

实施例1

表1

按照表1数据，将聚氨酯乳液、丙烯酸乳液和己二酸二酰肼搅拌混合均匀倒入球磨罐中，然后依次将滑石粉、高岭土、纳米玻璃粉、润湿分散剂、杀菌剂和增稠剂加入到球磨罐中。开动球磨机，球磨分散30min后，出料得到水性阻尼涂料。

实施例2

表2

参照实施例1中的制作方法，按照表2数据，通过调节聚合物乳液的用量、填料种类及用量和纳米玻璃粉的用量，得到不同于实施例1的水性阻尼涂料。在此基础上，可以根据噪声频谱特性，设计具有高隔声量的水性隔音阻尼材料。

将实施例1和实施例2的两种阻尼涂料涂布在尺寸为24.1cm×1.27cm×0.1cm的板条上（详见：SAE标准J1637-2007）。将板条在室温下干燥30min后，放入烘箱内于70℃下干燥30min。最后，依照ASTM E-756标准中的测试方法，使用动态信号分析仪进行复核阻尼损耗因子测量。表3列出了两种不同阻尼涂料在他们的共振频率下2-5模式的复合阻尼损耗因子。

表3复合阻尼损耗因子测试数据

Claims (10)

1.一种阻尼涂料，其特征在于在涂料原料中同时含有具有内交联结构的聚氨酯乳液、含有酮羰基团的丙烯酸乳液和外交联剂。

2.如权利要求1所述的阻尼涂料，其特征在于当涂料固化时，含有酮羰基团的丙烯酸乳液和外交联剂发生反应，形成交联结构，从而与之前已经具有交联结构的聚氨酯分子形成互穿网络结构。

3.如权利要求1或2所述的阻尼涂料，其特征在于在100重量份的的阻尼涂料中，包含有15～30重量份的所述聚氨酯乳液、10～20重量份的所述丙烯酸乳液以及1～5重量份的外交联剂。

4.如权利要求3所述的阻尼涂料，其特征在于还包含30～50重量份的填料、5～10重量份的无机微颗粒以及2～10重量份的助剂。

5.如权利要求4所述的一种阻尼涂料，其特征在于填料为滑石粉、云母粉、碳酸钙、高岭土、硫酸钡、纤维素纤维、甲壳质、玻璃纤维、碳纤维和二氧化钛纤维中的一种或任意几种的混合物。

6.如权利要求4所述的一种阻尼涂料，其特征在于微颗粒为纳米级玻璃粉。

7.如权利要求4所述的一种阻尼涂料，其特征在于助剂包括润湿分散剂、杀菌剂和增稠剂。

8.如权利要求1所述的一种阻尼涂料的制备方法，其特征是：具有内交联结构的聚氨酯乳液是由低聚物二醇、扩链剂、水性单体、二异氰酸酯通过逐步聚合生成水性聚氨酯预聚体，然后将中和后的预聚体在水中与多官能度胺化合物分散扩链得到。

9.如权利要求1所述的一种阻尼涂料的制备方法，其特征在于含有酮羰基团的丙烯酸乳液是由：

组分一、丙烯酸单体或甲基丙烯酸单体；

组分二、苯乙烯；

组分三、丙烯酸或甲基丙烯酸；

组分四、双丙酮丙烯酰胺或乙酰乙酸甲级丙烯酸乙二醇酯；

通过自由基聚合得到丙烯酸树脂。

10.如权利要求1所述的一种阻尼涂料的制备方法，其特征在于所述的外交联剂为能与甲基酮羰基在室温下发生反应的双酰肼化合物。