CN106433352B - 用于喷涂内层的高铁车辆阻尼涂料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提出了一种用于喷涂内层的高铁车辆阻尼涂料及其制备方法，按重量份数计算，包括以下原料：防水乳液145～155份、防锈乳液95～105份、增塑性丙烯酸乳液45～55份、纯丙乳液145～155份、助剂35～45份、复合阻燃剂95～105份、漂珠60～65份、云母粉95～105份、硅石粉295～305份与防腐填料45～55份。称取防水乳液、防锈乳液份、增塑性丙烯酸乳液与纯丙乳液混合搅拌均匀，搅拌时间为8～12min，然后加入助剂35～45份并搅拌，搅拌时间为4～6min，再加入漂珠、云母粉、硅石粉、防腐填料与复合阻燃剂95～105份搅拌均匀，搅拌时间为55～65min，即可。该阻尼涂料具有附着力优异、阻燃效果好与降噪效果显著优点，并且耐高低温性能显著。

Description

用于喷涂内层的高铁车辆阻尼涂料及其制备方法
技术领域
本发明属于阻尼材料技术领域，具体涉及一种用于喷涂内层的高铁车辆阻尼涂料及其制备方法。
背景技术
随着人们对生活质量的不断提升，现代化交通工具以及机械设备的降噪减振技术越来越得到人们的重视，并逐步成为研究的热点。铁路作为我过主要的交通运输方式之一在经济社会发展中具有重要作用，但铁路产生的环境噪声和振动也是最影响人们生活的，在车体上涂覆阻尼涂料是其降噪减振常采取的措施。阻尼涂料是由特定功能的高分子材料和填料构成，由于高分子材料具有明显粘弹性，它能将振动能的一部分吸收，再以“热”的形式释放出来，即发生所谓力学损耗，也即产生减振降噪的阻尼性能。
现有的技术中，水性阻尼涂料专项性较强，国标按照TB/T 2932—1998《铁路机车车辆阻尼涂料供货技术条件》的A类阻尼涂料指标的要求中明确铁路用水性阻尼涂料条件苛刻，需阻尼性能优异且温域宽、固含高，为了适应宽温宽频减振阻尼效果，一般将两种或两种以上不同玻璃化温度(Tg)的乳液进行共混或制备成互穿网络乳液(LIPN)，以拓宽高聚物的温域，提高阻尼性能和弹性模量。在阻尼涂料中，填料也起着至关重要的作用，选择合适的填料加入可以提高阻尼性能，扩展作用温域，为了更好的提高阻尼性能，满足铁路车辆要求。因此能够拓宽涂料作用温域，提升复合损耗因子，提升涂料固体含量，又要保证其在干燥过程中稳定，已经成为一种最需要专家们研究的课题。
发明内容
本发明提出一种用于喷涂内层的高铁车辆阻尼涂料，该阻尼涂料具有附着力优异、阻燃效果好与降噪效果显著优点，并且耐高低温性能显著。
本发明的技术方案是这样实现的：
一种用于喷涂内层的高铁车辆阻尼涂料，按重量份数计算，包括以下原料：
防水乳液145～155份、防锈乳液95～105份、增塑性丙烯酸乳液45～55份、纯丙乳液145～155份、助剂35～45份、复合阻燃剂95～105份、漂珠60～65份、云母粉95～105份、硅石粉295～305份与防腐填料45～55份。
进一步，按照重量份数计算，所述增塑性丙烯酸乳液包括以下原料：
丙烯酸丁酯150～170份、苯乙烯90～110份、甲基丙烯酸甲酯35～45份、丙烯酸α-乙基己酯112～122份、甲基丙烯酸10～14份、丙烯酸铵8～11份、丙烯腈13～17份、水390～450份、热分解引发剂1.2～2.2份、氧化-还原引发剂体系1.4～2.2份、pH调节剂3～4份、杀菌剂1～2份与乳化剂0.5～1份，其中，所述氧化-还原引发剂体系由无机还原剂0.6～1份和0.8～1.2份氧化剂组成。
进一步，所述热分解引发剂为过硫酸铵、过硫酸钾、过硫酸钠或者过氧化氢，氧化剂为叔丁基过氧化氢，无机还原剂为亚硫酸钠、亚硫酸氢钠、焦亚硫酸钠、丙酮合亚硫酸氢钠、硫酸亚铁或甲醛次合硫酸氢钠。
进一步，所述增塑性丙烯酸乳液制备方法，包括以下步骤：
1)取330～350份水加入反应釜中，加入3～4份pH调节剂升温至78～82℃，用10～15份水将1～1.6份热分解引发剂溶解得到A溶液，将A溶液加入反应釜中，保持反应釜中液体温度在78～82℃；
2)称取丙烯酸丁酯150～170份、苯乙烯90～110份、甲基丙烯酸甲酯35～45份、丙烯酸α-乙基己酯112～122份、甲基丙烯酸10～14份、丙烯酸铵8～11份与丙烯腈13～17份进行混合得到单体混合物，称取15～25份水、乳化剂0.5～1份与0.2～0.6份热分解引发剂混合得到B溶液，将单体混合物滴加至步骤1)中的反应釜中，滴加持续时间为3.8～4.2h，当单体混合物滴加28～32min中后，滴加B溶液，单体混合物与B溶液滴加完毕后，保持反应釜中的温度为80℃～84℃，时间为0.8～1.2h；
3)先将步骤2)中保温完毕后的反应釜降温至63～67℃，称取氧化-还原引发剂体系1.4～2.2份，其中0.8～1.2份氧化剂加入5～15份水中分散得到分散溶液，无机还原剂0.6～1份与25～35份水混合得到C溶液，然后将分散液与C溶液同时加入反应釜中，用时为28～32min；
4)将杀菌剂1～2份用5～10份水溶解得到D溶液，将步骤3)反应完毕的反应釜降温至35～42℃，然后将D溶液用8～12min加入到反应釜中，搅拌，搅拌时间为8～12min，搅拌完毕后过120目滤网过滤杂质即可。
进一步，所述复合阻燃剂由60～65份三氧化二锑与35～40份氢氧化铝组成。
进一步，按照重量份数计算，所述助剂的组分为：防腐剂23～27份、消泡剂4～6份与增稠剂8～12份。
本发明的另一个目的是提供一种用于喷涂内层的高铁车辆阻尼涂料的制备方法，包括以下步骤：
称取防水乳液145～155份、防锈乳液95～105份、增塑性丙烯酸乳液45～55份与纯丙乳液145～155份混合搅拌均匀，搅拌时间为8～12min，然后加入助剂35～45份并搅拌，搅拌时间为4～6min，再加入漂珠60～65份、云母粉95～105份、硅石粉295～305份、防腐填料45～55份与复合阻燃剂95～105份搅拌均匀，搅拌时间为55～65min，即可。
进一步，搅拌转速为900～1100rpm/min。
在本发明的一个实施例中，增塑性丙烯酸乳液采用上述重量份原料制成具有以下优点：
该增塑性丙烯酸乳液pH值为7～8，固含量为52～54％，粘度(25℃3号转子60转)小于500厘泊，粒径180～200nm。先将单体混合物与热分解引发剂进行反应，然后再与热分解引发剂、乳化剂反应，这样有利于稳定粒径大小，制备出粒径180～200nm的乳液。
该增塑性丙烯酸乳液可以替代增塑剂使用。替代增塑剂可以解决因加入大量增塑剂导致制备阻尼涂料或一般水性涂料后期增稠的现象，是产品储存更稳定，同时解决了由于加入增塑剂后导致产品相关性能指标下降的技术难题、阻尼涂料喷涂过程中流挂的技术难题以及阻尼涂料由于加入增塑剂后喷涂、雾化性能下降的技术难题，增加了阻尼涂料的保水性。
本发明中“用于喷涂内层”是指高铁车辆喷涂阻尼涂料一般为两层，本发明中的阻尼涂料直接喷涂在高铁车辆上面，位于两层中的最内层。
本发明有益效果：
本发明的用于喷涂内层的高铁车辆阻尼涂料具有良好的抗石击性能，保护漆膜；降低石击，振动产生的噪音，特别是低温状态下的降噪性能，隔声性能达到25dB；降低底材因不良介质对底材、涂膜的腐蚀；具有较好的保温隔热性能。本发明实施例中制备的用于喷涂内层的高铁车辆阻尼涂料的主要性能指标如表1所示：
表1用于喷涂内层的高铁车辆阻尼涂料主要性能测试结果
具体实施方式
实施例1
一种用于喷涂内层的高铁车辆阻尼涂料，按重量份数计算，包括以下原料：
防水乳液150份、防锈乳液100份、增塑性丙烯酸乳液50份、纯丙乳液150份、防腐剂25份、消泡剂5份、增稠剂10份、三氧化二锑62.5份、氢氧化铝37.5份、漂珠62.5份、云母粉100份、硅石粉300份与防腐填料50份。
其中，防锈乳液为北京东联化工有限公司生产的DL-1065防锈乳液，其固含量为41±1％，pH为7～7.5，玻璃化温度20℃，最低成膜温度30℃，粘度小于20cps，具有高光泽、高硬度、流平好和耐溶剂性特点，对基材有优异的附着力，光泽高、耐候性好以及耐腐蚀性好。
防水乳液为德国巴斯夫防水乳液S 400F。
纯丙乳液的固含量为30％，pH为7～7.5，玻璃化温度-5℃，最低成膜温度0℃，粘度小于20cps。
按照重量份数计算，增塑性丙烯酸乳液包括以下原料：
丙烯酸丁酯160份、苯乙烯100份、甲基丙烯酸甲酯40份、丙烯酸α-乙基己酯117份、甲基丙烯酸12份、丙烯酸铵9份、丙烯腈15份、水422份、过硫酸铵1.7份、氧化-还原引发剂体系1.8份、pH调节剂2.5份、乳化剂0.7份与氯甲基异噻唑啉酮1.5份。其中，氧化-还原引发剂体系由无机还原剂0.8份和1份氧化剂组成，氧化剂为叔丁基过氧化氢，无机还原剂为甲醛次合硫酸氢钠。
增塑性丙烯酸乳液的制备方法：
包括以下步骤：
1)取342份水加入反应釜中，加入2.5份pH调节剂升温至80℃，用12份水将1.3份过硫酸铵溶解得到A溶液，将A溶液加入反应釜中，保持反应釜中液体温度在80℃；
2)称取丙烯酸丁酯160份、苯乙烯100份、甲基丙烯酸甲酯40份、丙烯酸α-乙基己酯117份、甲基丙烯酸12份、丙烯酸铵9份与丙烯腈15份进行混合得到单体混合物，称取20份水、乳化剂0.7份与0.4份过硫酸铵混合得到B溶液，将单体混合物滴加至步骤1)中的反应釜中，滴加持续时间为4h，当单体混合物滴加30min中后，滴加B溶液，单体混合物与B溶液滴加完毕后，保持反应釜中的温度为82℃，时间为1h；
3)先将步骤2)中保温完毕后的反应釜降温至65℃，称取氧化-还原引发剂体系1.8份，其中1份氧化剂加入8份水中分散得到分散溶液，无机还原剂0.8份与30份水混合得到C溶液，然后将分散液与C溶液同时加入反应釜中，用时为30min；
4)将氯甲基异噻唑啉酮1.5份用10份水溶解得到D溶液，将步骤3)反应完毕的反应釜降温至40℃，然后将D溶液用10min加入到反应釜中，搅拌时间为8～12min，搅拌完毕后过120目滤网过滤杂质即可。
用于喷涂内层的高铁车辆阻尼涂料的制备方法，包括以下步骤：
称取防水乳液150份、防锈乳液100份、增塑性丙烯酸乳液50份与纯丙乳液150份混合搅拌均匀，搅拌转速为1000rpm/min，搅拌时间为10min，然后加入防腐剂25份、消泡剂5份与增稠剂10份并搅拌，搅拌时间为5min，再加入三氧化二锑62.5份、氢氧化铝37.5份、漂珠62.5份、云母粉100份、硅石粉300份与防腐填料50份搅拌均匀，搅拌时间为60min，即可。
实施例2
一种用于喷涂内层的高铁车辆阻尼涂料，按重量份数计算，包括以下原料：
防水乳液145份、防锈乳液95份、增塑性丙烯酸乳液55份、纯丙乳液145份、防腐剂23份、消泡剂4份、增稠剂8份、三氧化二锑65份、氢氧化铝40份、漂珠60份、云母粉95份、硅石粉295份与防腐填料45份。
其中，防锈乳液为北京东联化工有限公司生产的DL-1065防锈乳液，其固含量为41±1％，pH为7～7.5，玻璃化温度20℃，最低成膜温度30℃，粘度小于20cps，具有高光泽、高硬度、流平好和耐溶剂性特点，对基材有优异的附着力，光泽高、耐候性好以及耐腐蚀性好。
防水乳液为德国巴斯夫防水乳液S 400F。
纯丙乳液的固含量为30％，pH为7-7.5，玻璃化温度-5℃，最低成膜温度0℃，粘度小于20cps。
按照重量份数计算，增塑性丙烯酸乳液包括以下原料：
丙烯酸丁酯150份、苯乙烯90份、甲基丙烯酸甲酯35份、丙烯酸α-乙基己酯112份、甲基丙烯酸14份、丙烯酸铵11份、丙烯腈17份、水390份、过硫酸钾1.2份、氧化-还原引发剂体系1.4份、pH调节剂3份、乳化剂0.5份与氯甲基异噻唑啉酮2份，其中，氧化-还原引发剂体系由无机还原剂0.6份和0.8份氧化剂组成，氧化剂为叔丁基过氧化氢，无机还原剂为丙酮合亚硫酸氢钠。
增塑性丙烯酸乳液的制备方法，包括以下步骤：
1)取330份水加入反应釜中，加入3份pH调节剂升温至78℃，用10份水将1份过硫酸钾溶解得到A溶液，将A溶液加入反应釜中，保持反应釜中液体温度在78～82℃；
2)称取丙烯酸丁酯150份、苯乙烯90份、甲基丙烯酸甲酯35份、丙烯酸α-乙基己酯112份、甲基丙烯酸14份、丙烯酸铵11份与丙烯腈17份进行混合得到单体混合物，称取15份水、乳化剂0.5份与0.2份过硫酸钾混合得到B溶液，将单体混合物滴加至步骤1)中的反应釜中，滴加持续时间为3.8h，当单体混合物滴加28min中后，滴加B溶液，单体混合物与B溶液滴加完毕后，保持反应釜中的温度为80℃，时间为0.8h；
3)先将步骤2)中保温完毕后的反应釜降温至67℃，称取氧化-还原引发剂体系1.4份，其中0.8份氧化剂加入5份水中分散得到分散溶液，无机还原剂0.6份与25份水混合得到C溶液，然后将分散液与C溶液同时加入反应釜中，用时为28min，即可。
4)将氯甲基异噻唑啉酮2份用5份水溶解得到D溶液，将步骤3)反应完毕的反应釜降温至42℃，然后将D溶液用8min加入到反应釜中，搅拌时间为8min，搅拌完毕后过120目滤网过滤杂质即可。
用于喷涂内层的高铁车辆阻尼涂料的制备方法，包括以下步骤：
称取防水乳液145份、防锈乳液95份、增塑性丙烯酸乳液55份与纯丙乳液145份混合搅拌均匀，搅拌时间为8min，搅拌转速为900rpm/min，然后加入防腐剂23份、消泡剂4份与增稠剂8份并搅拌，搅拌时间为6min，再加入三氧化二锑65份、氢氧化铝40份、漂珠60份、云母粉95份、硅石粉295份与防腐填料45份搅拌均匀，搅拌时间为55min，即可。
实施例3
防水乳液155份、防锈乳液105份、增塑性丙烯酸乳液45份、纯丙乳液155份、防腐剂27份、消泡剂6份、增稠剂12份、三氧化二锑60份、氢氧化铝35份、漂珠65份、云母粉105份、硅石粉305份与防腐填料55份。
其中，防锈乳液为北京东联化工有限公司生产的DL-1065防锈乳液，其固含量为41±1％，pH为7～7.5，玻璃化温度20℃，最低成膜温度30℃，粘度小于20cps，具有高光泽、高硬度、流平好和耐溶剂性特点，对基材有优异的附着力，光泽高、耐候性好以及耐腐蚀性好。
防水乳液为德国巴斯夫防水乳液S 400F。
纯丙乳液的固含量为30％，pH为7～7.5，玻璃化温度-5℃，最低成膜温度0℃，粘度小于20cps。
按照重量份数计算，增塑性丙烯酸乳液包括以下原料：
丙烯酸丁酯170份、苯乙烯110份、甲基丙烯酸甲酯45份、丙烯酸α-乙基己酯122份、甲基丙烯酸10份、丙烯酸铵8份、丙烯腈13份、水450份、过硫酸钠2.2份、氧化-还原引发剂体系2.2份、pH调节剂4份、乳化剂1份与氯甲基异噻唑啉酮1份，其中，氧化-还原引发剂体系由无机还原剂1份和1.2份氧化剂组成，氧化剂为叔丁基过氧化氢，无机还原剂为亚硫酸氢钠。
增塑性丙烯酸乳液的制备方法与实施例2中的增塑性丙烯酸乳液制备方法相同。
用于喷涂内层的高铁车辆阻尼涂料的制备方法，包括以下步骤：
称取防水乳液155份、防锈乳液105份、增塑性丙烯酸乳液45份与纯丙乳液155份混合搅拌均匀，搅拌转速为1100rpm/min，搅拌时间为12min，然后加入防腐剂27份、消泡剂6份与增稠剂12份并搅拌，搅拌时间为4min，再加入三氧化二锑60份、氢氧化铝35份、漂珠65份、云母粉105份、硅石粉305份与防腐填料55份搅拌均匀，搅拌时间为65min，即可。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种用于喷涂内层的高铁车辆阻尼涂料，其特征在于，按重量份数计算，包括以下原料：
防水乳液145～155份、防锈乳液95～105份、增塑性丙烯酸乳液45～55份、纯丙乳液145～155份、助剂35～45份、复合阻燃剂95～105份、漂珠60～65份、云母粉95～105份、硅石粉295～305份与防腐填料45～55份；按照重量份数计算，所述增塑性丙烯酸乳液包括以下原料：丙烯酸丁酯150～170份、苯乙烯90～110份、甲基丙烯酸甲酯35～45份、丙烯酸α-乙基己酯112～122份、甲基丙烯酸10～14份、丙烯酸铵8～11份、丙烯腈13～17份、水390～450份、热分解引发剂1.2～2.2份、氧化-还原引发剂体系1.4～2.2份、pH调节剂3～4份、杀菌剂1～2份与乳化剂0.5～1份，其中，所述氧化-还原引发剂体系由无机还原剂0.6～1份和0.8～1.2份氧化剂组成；所述增塑性丙烯酸乳液制备方法，包括以下步骤：1)取330～350份水加入反应釜中，加入3～4份pH调节剂升温至78～82℃，用10～15份水将1～1.6份热分解引发剂溶解得到A溶液，将A溶液加入反应釜中，保持反应釜中液体温度在78～82℃；2)称取丙烯酸丁酯150～170份、苯乙烯90～110份、甲基丙烯酸甲酯35～45份、丙烯酸α-乙基己酯112～122份、甲基丙烯酸10～14份、丙烯酸铵8～11份与丙烯腈13～17份进行混合得到单体混合物，称取15～25份水、乳化剂0.5～1份与0.2～0.6份热分解引发剂混合得到B溶液，将单体混合物滴加至步骤1)中的反应釜中，滴加持续时间为3.8～4.2h，当单体混合物滴加28～32min后，滴加B溶液，单体混合物与B溶液滴加完毕后，保持反应釜中的温度为80℃～84℃，时间为0.8～1.2h；3)先将步骤2)中保温完毕后的反应釜降温至63～67℃，称取氧化-还原引发剂体系1.4～2.2份，其中0.8～1.2份氧化剂加入5～15份水中分散得到分散溶液，无机还原剂0.6～1份与25～35份水混合得到C溶液，然后将分散溶液 与C溶液同时加入反应釜中，用时为28～32min；4)将杀菌剂1～2份用5～10份水溶解得到D溶液，将步骤3)反应完毕的反应釜降温至35～42℃，然后将D溶液用8～12min加入到反应釜中，搅拌，搅拌时间为8～12min，搅拌完毕后过120目滤网过滤杂质即可。
2.根据权利要求1所述的用于喷涂内层的高铁车辆阻尼涂料，其特征在于，所述热分解引发剂为过硫酸铵、过硫酸钾、过硫酸钠或者过氧化氢，氧化剂为叔丁基过氧化氢，无机还原剂为亚硫酸钠、亚硫酸氢钠、焦亚硫酸钠、丙酮合亚硫酸氢钠、硫酸亚铁或甲醛次合硫酸氢钠。
3.根据权利要求1所述的用于喷涂内层的高铁车辆阻尼涂料，其特征在于，所述复合阻燃剂由60～65份三氧化二锑与35～40份氢氧化铝组成。
4.根据权利要求1所述的用于喷涂内层的高铁车辆阻尼涂料，其特征在于，按照重量份数计算，所述助剂的组分为：防腐剂23～27份、消泡剂4～6份与增稠剂8～12份。
5.一种如权利要求1至4任意一项所述的用于喷涂内层的高铁车辆阻尼涂料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
称取防水乳液145～155份、防锈乳液95～105份、增塑性丙烯酸乳液45～55份与纯丙乳液145～155份混合搅拌均匀，搅拌时间为8～12min，然后加入助剂35～45份并搅拌，搅拌时间为4～6min，再加入漂珠60～65份、云母粉95～105份、硅石粉295～305份、防腐填料45～55份与复合阻燃剂95～105份搅拌均匀，搅拌时间为55～65min，即可。
6.根据权利要求5所述的用于喷涂内层的高铁车辆阻尼涂料的制备方法，其特征在于，搅拌转速为900～1100rpm。
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