CN106700303B - 汽车用烘烤型发泡水性阻尼胶及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种汽车用烘烤型发泡水性阻尼胶，由以下质量百分比组分制备而成：乳液30‑45％，水1‑3％，分散剂0.6‑1.2％，消泡剂0.5‑1.5％，保湿剂0.4‑0.8％，杀菌剂0.2‑0.5％，色浆0.2‑0.5％，物理发泡剂0.2‑0.5％，片状云母8‑15％，非功能性填料40‑50％，增稠剂0.5‑1.2％。通过选用强烈降低表面张力的消泡剂，高温烘烤时，水因表面张力较低，大气泡不能稳定存在，避免爆沸鼓包，从而实现高温厚涂；物理发泡剂使产品内形成均匀细小空隙，促进机械振动和声振能量的吸收，提高减振降噪作用达到高阻尼性能；保湿剂有效防止水分挥发，降低胶体对温湿度的敏感性，增加粘度稳定性。

Description

汽车用烘烤型发泡水性阻尼胶及其制备方法

技术领域

本发明属于水性密封胶技术领域，特别涉及一种汽车用烘烤型发泡水性阻尼胶及其制备方法。

背景技术

阻尼材料在汽车上的使用部位是汽车地板、侧板、仪表盘等处。施工于汽车车身涂装处理后的电泳漆上，且与中涂漆一起直接进入150℃涂装烘烤线，期间无预烘烤。目前国内汽车多采用沥青阻尼板，其人工操作复杂，异形件多，且环保性能差；国外已有成熟的水性阻尼材料应用，使用机器人自动喷涂，改善了施工复杂性。随着建设环保型社会的要求，水性阻尼胶替代沥青阻尼材料成为必然趋势。其一次性施工喷涂厚度在1.5mm-6mm，当水性厚浆胶层直接进入高温烘烤时，厚浆层膜内大量水分遇高温急剧沸腾膨胀，易挥发顶破表皮形成鼓包，因此在进高温烤箱前需要进行预烘烤，但是对于汽车厂原有生产线不含预烘烤线的增加预烘烤线不易实现，预烘烤不仅延长生产周期、降低生产效率，而且造成能源浪费；此外，水性材料对温湿度敏感，尤其水性密封胶，粘度易升高甚至结块，通常使用前用水稀释，这样会增加汽车厂的工艺复杂性，需解决其储存及施工中粘度稳定性的问题。

发明内容

本发明为解决以上技术问题而提供一种汽车用烘烤型发泡水性阻尼胶及其制备方法。

本发明所采取的技术方案是：汽车用烘烤型发泡水性阻尼胶，由以下质量百分比组分制备而成：

作为优选，所述乳液可以是苯丙乳液，丁苯乳液，丙烯酸共聚物类核壳乳液中的一种或多种共混。作为更优选，所述乳液是疏水改性丙烯酸共聚物类核壳乳液。其玻璃化转变温度Tg为4℃，固含量为55％，耐水性优异。

作为优选，所述消泡剂为具有表面活性的低聚物，可以强烈降低表面张力，既可以起到生产及储存是的抑泡及破泡作用，还可以破坏施工高温烘烤时水沸腾产生的大气泡从而避免鼓包现象，实现高温厚涂。

作为优选，所述物理发泡剂为闭孔发泡的高分子复合发泡剂，最佳发泡温度为130-150℃，以适应涂装烘烤线温度，达到均匀发泡。

作为优选，所述保湿剂为多元醇类保湿剂，有效防止水分挥发，降低胶体对温湿度的敏感性，增加粘度稳定性。

作为优选，所述分散剂为多元酸共聚物。多元酸共聚物后期稳定性好。

作为优选，增稠剂为聚氨酯类增稠剂，具有良好抗流挂性同时耐水性优异。

上述的汽车用烘烤型发泡水性阻尼胶的制备方法，包括以下步骤：

(1)双行星搅拌器中加入液态组分(乳液，水，分散剂，消泡剂，保湿剂，杀菌剂，色浆)，搅拌5-10min至均匀浆状；

(2)将物理发泡剂和非功能性填料加入步骤(1)所得浆料中，搅拌40-60min至均匀浆状；

(3)将增稠剂加入步骤(2)所得浆料中，搅拌40-60min，至均匀膏状；

(4)稳定8-12h后进行粘度测试与调整，即得成品。

本发明具有的优点和积极效果是：在配方中，通过选用强烈降低表面张力的消泡剂，高温沸腾时，水因表面张力较低，大气泡不能稳定存在，而是形成特别微小的小泡，从而避免爆沸鼓包的现象，实现高温厚涂；物理发泡技术较化学发泡均匀可控，利用其烘烤膨胀作用，使得产品内部形成均匀的细小空隙，汽车行驶中产生的机械振动及声振时，微小空隙能够促进能量的吸收和消耗，将机械能转化为热能，有效抑制振动、辐射噪声，从而提高减振降噪作用即达到高阻尼性能；另外，细小空隙的形成带来一定隔音效果，同时实现了汽车轻量化。在工艺中，采用不锈钢双行星搅拌器，保证其每步搅拌的均匀性；工序中增加粘度稳定工序，即稳定8-12h后再进行粘度测试与调整，此时粘度已经基本稳定；与防止储存过程中水分挥发而引起的粘度增大的保湿剂共同作用，从而保证成品后期储存及施工粘度稳定。

具体实施方式

下面描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

以下实施例中，使用的原材料均为低气味、低VOC(挥发性有机化合物)或零VOC的原材料。

实施例1

汽车用烘烤型发泡水性阻尼胶，由以下组分制备而成：

苯丙乳液3000g，水300g，多元酸共聚物分散剂120g，消泡剂50g，多元醇类保湿剂80g，杀菌剂20g，色浆20g，高分子复合发泡剂类物理发泡剂20g，片状云母1500g，硅微粉3700g，硫酸钡1070g，聚氨酯类增稠剂120g。

所述高分子复合发泡剂为闭孔发泡，最佳发泡温度为130-150℃，以适应涂装烘烤线温度，达到均匀发泡。

上述汽车用烘烤型发泡水性阻尼胶的制备方法，包括以下步骤：

(1)双行星搅拌器中加入液态组分(苯丙乳液、水、多元酸共聚物分散剂、消泡剂、多元醇类保湿剂、杀菌剂、色浆)，搅拌5min至均匀浆状；

(2)将高分子复合发泡剂类物理发泡剂、片状云母、硅微粉和硫酸钡加入步骤(1)所得浆料中，搅拌60min至均匀浆状；

(3)将增稠剂加入步骤(2)所得浆料中，搅拌40min，至均匀膏状；

(4)稳定12h后进行粘度测试与调整，即得成品。

实施例2

汽车用烘烤型发泡水性阻尼胶，由以下组分制备而成：

丁苯乳液2500g，丙烯酸共聚物类核壳乳液2000g，水400g，多元酸共聚物分散剂60g，消泡剂150g，多元醇类保湿剂40g，杀菌剂40g，色浆40g，高分子复合发泡剂类物理发泡剂50g，片状云母800g，重钙4150g，聚氨酯类增稠剂50g。

所述高分子复合发泡剂为闭孔发泡，最佳发泡温度为130-150℃，以适应涂装烘烤线温度，达到均匀发泡。

上述汽车用烘烤型发泡水性阻尼胶的制备方法，包括以下步骤：

(1)双行星搅拌器中加入液态组分(丁苯乳液、丙烯酸共聚物类核壳乳液、水、多元酸共聚物分散剂、消泡剂、多元醇类保湿剂、杀菌剂、色浆)，搅拌10min至均匀浆状；

(2)将高分子复合发泡剂类物理发泡剂、片状云母和重钙加入步骤(1)所得浆料中，搅拌60min至均匀浆状；

(3)将增稠剂加入步骤(2)所得浆料中，搅拌40min，至均匀膏状；

(4)稳定8h后进行粘度测试与调整，即得成品。

实施例3

汽车用烘烤型发泡水性阻尼胶，由以下组分制备而成：

疏水改性丙烯酸共聚物类核壳乳液3530g，水230g，多元酸共聚物分散剂85g，消泡剂55g，多元醇类保湿剂57g，杀菌剂30g，色浆30g，高分子复合发泡剂类物理发泡剂23g，片状云母1020g，重钙3800g，滑石粉1060g，聚氨酯类增稠剂80g。

所述高分子复合发泡剂为闭孔发泡，最佳发泡温度为130-150℃，以适应涂装烘烤线温度，达到均匀发泡。

上述汽车用烘烤型发泡水性阻尼胶的制备方法，包括以下步骤：

(1)双行星搅拌器中加入液态组分(疏水改性丙烯酸共聚物类核壳乳液、水、多元酸共聚物分散剂、消泡剂、多元醇类保湿剂、杀菌剂和色浆)，搅拌8min至均匀浆状；

(2)将高分子复合发泡剂类物理发泡剂、片状云母、重钙和滑石粉加入步骤(1)所得浆料中，搅拌50min至均匀浆状；

(3)将增稠剂加入步骤(2)所得浆料中，搅拌40min，至均匀膏状；

(4)稳定8h后进行粘度测试与调整，即得成品。

实施例4

汽车用烘烤型发泡水性阻尼胶，由以下组分制备而成：

疏水改性丙烯酸共聚物类核壳乳液3903g，水110g，多元酸共聚物分散剂65g，消泡剂67g，多元醇类保湿剂50g，杀菌剂30g，色浆30g，高分子复合发泡剂类物理发泡剂40g，片状云母850g，重钙3680g，滑石粉1085g，聚氨酯类增稠剂120g。

所述高分子复合发泡剂为闭孔发泡，最佳发泡温度为130-150℃，以适应涂装烘烤线温度，达到均匀发泡。

上述汽车用烘烤型发泡水性阻尼胶的制备方法，包括以下步骤：

(1)双行星搅拌器中加入液态组分(丙烯酸共聚物类核壳乳液、水、多元酸共聚物分散剂、消泡剂、多元醇类保湿剂、杀菌剂和色浆)，搅拌10min至均匀浆状；

(2)将高分子复合发泡剂类物理发泡剂、片状云母、重钙和滑石粉加入步骤(1)所得浆料中，搅拌50min至均匀浆状；

(3)将增稠剂加入步骤(2)所得浆料中，搅拌50min，至均匀膏状；

(4)稳定12h后进行粘度测试与调整，即得成品。

测试结果

对实施例1-4所得水性阻尼胶进行粘度和固含量测试，粘度是胶体在23℃的条件下使用Brookfield粘度计7号转子测试2分钟的读数，粘度直接影响施工压力与速度；固含量测试是将约2g胶体放入105±2℃的烘箱内烘烤3小时后计算质量变化。测试结果如表一所示。

表一

对实施例4进行了有毒有害物质和石棉的第三方检测，第三方检测单位为深圳市华测检测技术股份有限公司上海分公司，有毒有害物质检测方法按照IEC 62321:2008、ISO17075:2007执行，石棉测试方法按照ISO 22262-1:2012、NIOSH 9000：1994、NIOSH 9002：1994执行，检测结果如表二所示。

表二

对实施例1-4所得水性阻尼胶在140℃的烘箱内烘烤20min，进行气味、阻尼性能、发泡倍率和剪切强度测试，气味测试制备好30*30*3mm的样件放入1L的密闭集气瓶中烘烤80±2℃*2h后，评判小组用标准气味对比评判；阻尼性能测试方法按照GB-T18258-2000中悬臂梁法执行；发泡倍率通过烘烤前后干膜厚度与湿膜厚度比值得到；剪切强度使用万能拉力机按照GB/T 7124-2008执行。测试结果如表三所示。

表三

此外，还对实施例4所得水性阻尼胶在140℃的烘箱内烘烤20min后进行了VOC第三方检测，第三方检测单位为深圳市华测检测技术股份有限公司上海分公司，测试采用50LTellar袋，样件尺寸为100mm*100mm*3mm，检测结果如表四所示。

表四

由检测结果分析可知，本发明汽车用烘烤型发泡水性阻尼胶可以适应汽车厂原有烘烤线直接高温烘烤，一次性厚涂无鼓包现象，粘度稳定性好，在-20℃～60℃范围内均有较高的阻尼值，高固含量、低VOC、低气味，无有毒有害物质，无石棉，绿色环保。

以上对本发明的四个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。

Claims (9)

1.汽车用烘烤型发泡水性阻尼胶，其特征在于，由以下质量百分比组分制备而成：

所述消泡剂为具有表面活性的低聚物；所述保湿剂为多元醇类保湿剂。

2.根据权利要求1所述的汽车用烘烤型发泡水性阻尼胶，其特征在于，所述乳液是苯丙乳液，丁苯乳液，丙烯酸共聚物类核壳乳液中的一种或多种共混。

3.根据权利要求2所述的汽车用烘烤型发泡水性阻尼胶，其特征在于，所述乳液是疏水改性丙烯酸共聚物类核壳乳液。

4.根据权利要求1所述的汽车用烘烤型发泡水性阻尼胶，其特征在于，所述物理发泡剂为闭孔发泡的高分子复合发泡剂。

5.根据权利要求4所述的汽车用烘烤型发泡水性阻尼胶，其特征在于，所述闭孔发泡的高分子复合发泡剂的最佳发泡温度为130-150℃。

6.根据权利要求1所述的汽车用烘烤型发泡水性阻尼胶，其特征在于，所述分散剂为多元酸共聚物分散剂。

7.根据权利要求1所述的汽车用烘烤型发泡水性阻尼胶，其特征在于，所述增稠剂为聚氨酯类增稠剂。

8.根据权利要求1所述的汽车用烘烤型发泡水性阻尼胶，其特征在于，所述非功能性填料为重钙、滑石粉、硅微粉、硫酸钡中的一种或几种。

9.一种如权利要求1-8任一项所述的汽车用烘烤型发泡水性阻尼胶的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)双行星搅拌器中加入液态组分：乳液、水、分散剂、消泡剂、保湿剂、杀菌剂、色浆，搅拌5-10min至均匀浆状；

(2)将物理发泡剂、片状云母和非功能性填料加入步骤(1)所得浆料中，搅拌40-60min至均匀浆状；

(3)将增稠剂加入步骤(2)所得浆料中，搅拌40-60min，至均匀膏状；

(4)稳定8-12h后进行粘度测试与调整，即得成品。