CN108624175A - 高温域阻尼涂料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种高温域阻尼涂料及其制备方法，按重量份数计算，包括以下原料：水性乳液80～100份、苯乙烯‑丁二烯共聚物乳液40～60份、苯丙共聚乳液20～30份、无机填料50～60份、改性纳米氮化硅‑二氧化硅复合粒子4～12份、阻燃剂2～6份、分散剂1～3份、防腐剂1～3份、流平剂1～3份、成膜助剂2～6份、增稠剂0.5～2份以及去离子水40～80份，所述水性乳液为具有核‑壳结构的水性丙烯酸网络互穿乳液，其固含量为45％～60％。该阻尼涂料具有良好的散热性能，能保持在较高温度范围内的涂层强度，环保无毒。

Description

高温域阻尼涂料及其制备方法

技术领域

本发明属于阻尼涂料技术领域，具体涉及一种阻尼系数高的高温域阻尼涂料及其制备方法。

背景技术

目前国内外阻尼涂料种类较多，但从涂料的溶剂来分主要有溶剂型和水性型两种。前者大多含有机溶剂及沥青，毒性高、挥发性大、污染环境、施工性差，现已较少使用。后者阻尼涂料以水为溶剂，具有低毒低气味、低成本、易施工、环保性，是城轨车辆用阻尼涂料的首选产品。

水性涂料以水为分散介质无毒环保，以高性能树脂为成膜物，以无机物为填料，性能优异，施工方便。现已广泛应用于机车火箭、工程机械、家用电器等。随着现代工业、交通运输、宇航事业的发展以及对环境保护的重视，阻尼材料必然日益需要，尤其是高性能环保型的阻尼材料。目前的阻尼涂料很难满足使用要求，主要存在以下缺点：有机溶剂型阻尼料，存在有机溶剂挥发污染环境的问题。目前，国内外的水性阻尼涂料主要应用于常温域，还没有散热方面的严格要求。

发明内容

本发明提出一种高温域阻尼涂料，该阻尼涂料具有良好的散热性能，能保持在较高温度范围内的涂层强度，环保无毒。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种高温域阻尼涂料，按重量份数计算，包括以下原料：

水性乳液80～100份、苯乙烯-丁二烯共聚物乳液40～60份、苯丙共聚乳液20～30份、无机填料50～60份、改性纳米氮化硅-二氧化硅复合粒子4～12份、阻燃剂2～6份、分散剂1～3份、防腐剂1～3份、流平剂1～3份、成膜助剂2～6份、增稠剂0.5～2份以及去离子水40～80份，所述水性乳液为具有核-壳结构的水性丙烯酸网络互穿乳液，其固含量为45％～60％。

优选地，所述无机填料为片状云母。

优选地，所述阻燃剂为聚磷酸铵与氢氧化铝的混合物。

优选地，所述改性纳米氮化硅-二氧化硅复合粒子的通过以下方法制备得到：

将纳米氮化硅粉加入到碱性硅溶胶中，调节pH至4～6之间，搅拌分散得到氮化硅悬浮分散液；将聚酰胺与硅烷偶联剂的乙醇溶液滴加到氮化硅悬浮分散液进行边搅拌边反应，反应结束后进行抽滤洗涤烘干后即可获得改性纳米氮化硅-二氧化硅复合粒子，其中纳米氮化硅粉、碱性硅溶胶、聚酰胺、硅烷偶联剂和乙醇的质量比为6～10︰30︰1：2～3︰20。

优选地，所述硅烷偶联剂为KH550。

进一步，所述成膜助剂选自十二碳醇酯、二丙二醇单甲醚、丙二醇甲醚乙酸酯或者乙二醇苯醚。

本发明另一个目的是提供一种高温域阻尼涂料的制备方法，包括以下步骤：

1)将无机填料、改性纳米氮化硅-二氧化硅复合粒子与阻燃剂加入去离子水中进行研磨得到浆料A；

2)将水性乳液、苯乙烯-丁二烯共聚物乳液、苯丙共聚乳液、防腐剂、流平剂及成膜助剂混合搅拌均匀，得到混合乳液B；

3)将浆料A加入混合乳液B中，再加入增稠剂与分散剂进行混合分散均匀，即可。

本发明的有益效果：

本发明的高温域阻尼涂料主要通过乳液方面以及填料方面改进来实现的。选用具有核壳结构的丙烯酸网络互穿乳液为主剂，在苯乙烯-丁二烯共聚物乳液辅助下增加具有内交联结构的苯丙共聚乳液，形成导热网链，从而大大提高了阻尼涂料的散热性能。本发明的阻尼涂料中添加少量的改性纳米氮化硅-二氧化硅复合粒子，作为辅助填料，其提高了阻尼性能的同时，与乳液配合拓宽了涂料的温域。涂料可用于使用温度较高的振动基体的振动和噪声控制，同时涂料具有良好的散热性能和防腐性能，以及能够良好保持在较高温度范围内的涂层强度。

本发明实施例中制备的高温域阻尼涂料的主要性能指标如表1所示：

表1高温域阻尼涂料的主要性能指标

具体实施方式

实施例1

一种高温域阻尼涂料，按重量份数计算，包括以下原料：

水性乳液90份、苯乙烯-丁二烯共聚物乳液50份、苯丙共聚乳液26份、无机填料55份、改性纳米氮化硅-二氧化硅复合粒子8份、阻燃剂5份、分散剂2份、防腐剂2份、流平剂2份、十二碳醇酯4份、增稠剂1.5份以及去离子水60份。无机填料为片状云母。阻燃剂为聚磷酸铵与氢氧化铝的混合物。水性乳液为具有核-壳结构的水性丙烯酸网络互穿乳液，其固含量为45％。

改性纳米氮化硅-二氧化硅复合粒子的制备方法为：将纳米氮化硅粉加入到碱性硅溶胶中，用草酸调节pH至4.2之间，搅拌分散得到氮化硅悬浮分散液；将聚酰胺与硅烷偶联剂KH550的乙醇溶液滴加到氮化硅悬浮分散液进行边搅拌边反应，反应结束后进行抽滤洗涤烘干后即可获得改性纳米氮化硅-二氧化硅复合粒子，其中纳米氮化硅粉末、碱性硅溶胶、聚酰胺、硅烷偶联剂KH550和乙醇的质量比为6︰30︰1︰3︰20。

制备方法：

1)将无机填料、改性纳米氮化硅-二氧化硅复合粒子与阻燃剂加入去离子水中进行研磨得到浆料A；

2)将水性乳液、苯乙烯-丁二烯共聚物乳液、苯丙共聚乳液、防腐剂、流平剂及十二碳醇酯混合搅拌均匀，得到混合乳液B；

3)将浆料A加入混合乳液B中，再加入增稠剂与分散剂进行混合分散均匀，即可。

实施例2

一种高温域阻尼涂料，按重量份数计算，包括以下原料：

水性乳液80份、苯乙烯-丁二烯共聚物乳液60份、苯丙共聚乳液20份、无机填料50份、改性纳米氮化硅-二氧化硅复合粒子4份、阻燃剂2份、分散剂1份、防腐剂1份、流平剂1份、二丙二醇单甲醚2份、增稠剂0.5份以及去离子水50份。无机填料为片状云母。阻燃剂为聚磷酸铵与氢氧化铝的混合物。水性乳液为具有核-壳结构的水性丙烯酸网络互穿乳液，其固含量为50％。

改性纳米氮化硅-二氧化硅复合粒子的制备方法为：将纳米氮化硅粉加入到碱性硅溶胶中，用草酸调节pH至5之间，搅拌分散得到氮化硅悬浮分散液；将聚酰胺与硅烷偶联剂KH550的乙醇溶液滴加到氮化硅悬浮分散液进行边搅拌边反应，反应结束后进行抽滤洗涤烘干后即可获得改性纳米氮化硅-二氧化硅复合粒子，其中纳米氮化硅粉末、碱性硅溶胶、聚酰胺、硅烷偶联剂KH550和乙醇的质量比为8︰30︰1︰2︰20。

实施例3

一种高温域阻尼涂料，按重量份数计算，包括以下原料：

水性乳液90份、苯乙烯-丁二烯共聚物乳液40份、苯丙共聚乳液25份、无机填料60份、改性纳米氮化硅-二氧化硅复合粒子10份、阻燃剂5份、分散剂3份、防腐剂3份、流平剂3份、丙二醇甲醚乙酸酯5份、增稠剂2份以及去离子水60份。无机填料为片状云母。阻燃剂为聚磷酸铵与氢氧化铝的混合物。水性乳液为具有核-壳结构的水性丙烯酸网络互穿乳液，其固含量为60％。

改性纳米氮化硅-二氧化硅复合粒子的制备方法为：将纳米氮化硅粉加入到碱性硅溶胶中，用草酸调节pH至5.6之间，搅拌分散得到氮化硅悬浮分散液；将聚酰胺与硅烷偶联剂KH550的乙醇溶液滴加到氮化硅悬浮分散液进行边搅拌边反应，反应结束后进行抽滤洗涤烘干后即可获得改性纳米氮化硅-二氧化硅复合粒子，其中纳米氮化硅粉末、碱性硅溶胶、聚酰胺、硅烷偶联剂KH550和乙醇的质量比为10︰30︰1︰3︰20。

实施例4

一种高温域阻尼涂料，按重量份数计算，包括以下原料：

水性乳液100份、苯乙烯-丁二烯共聚物乳液45份、苯丙共聚乳液30份、无机填料70份、改性纳米氮化硅-二氧化硅复合粒子12份、阻燃剂6份、分散剂2份、防腐剂2份、流平剂2份、乙二醇苯醚6份、增稠剂2份以及去离子水80份。无机填料为片状云母。阻燃剂为聚磷酸铵与氢氧化铝的混合物。水性乳液为具有核-壳结构的水性丙烯酸网络互穿乳液，其固含量为58％。

改性纳米氮化硅-二氧化硅复合粒子的制备方法为：将纳米氮化硅粉加入到碱性硅溶胶中，用草酸调节pH至6.0之间，搅拌分散得到氮化硅悬浮分散液；将聚酰胺与硅烷偶联剂KH550的乙醇溶液滴加到氮化硅悬浮分散液进行边搅拌边反应，反应结束后进行抽滤洗涤烘干后即可获得改性纳米氮化硅-二氧化硅复合粒子，其中纳米氮化硅粉末、碱性硅溶胶、聚酰胺、硅烷偶联剂KH550和乙醇的质量比为6︰30︰1︰3︰20。

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 (7)

1.一种高温域阻尼涂料，其特征在于，按重量份数计算，包括以下原料：

水性乳液80～100份、苯乙烯-丁二烯共聚物乳液40～60份、苯丙共聚乳液20～30份、无机填料50～60份、改性纳米氮化硅-二氧化硅复合粒子4～12份、阻燃剂2～6份、分散剂1～3份、防腐剂1～3份、流平剂1～3份、成膜助剂2～6份、增稠剂0.5～2份以及去离子水40～80份，所述水性乳液为具有核-壳结构的水性丙烯酸网络互穿乳液，其固含量为45％～60％。

2.根据权利要求1所述的高温域阻尼涂料，其特征在于，所述无机填料为片状云母。

3.根据权利要求1所述的高温域阻尼涂料，其特征在于，所述阻燃剂为聚磷酸铵与氢氧化铝的混合物。

4.根据权利要求1所述的高温域阻尼涂料，其特征在于，所述改性纳米氮化硅-二氧化硅复合粒子的通过以下方法制备得到：

将纳米氮化硅粉加入到碱性硅溶胶中，调节pH至4～6之间，搅拌分散得到氮化硅悬浮分散液；将聚酰胺与硅烷偶联剂的乙醇溶液滴加到氮化硅悬浮分散液进行边搅拌边反应，反应结束后进行抽滤洗涤烘干后即可获得改性纳米氮化硅-二氧化硅复合粒子，其中纳米氮化硅粉、碱性硅溶胶、聚酰胺、硅烷偶联剂和乙醇的质量比为6～10︰30︰1：2～3︰20。

5.根据权利要求4所述的高温域阻尼涂料，其特征在于，所述硅烷偶联剂为KH550。

6.根据权利要求1所述的高温域阻尼涂料，其特征在于，所述成膜助剂选自十二碳醇酯、二丙二醇单甲醚、丙二醇甲醚乙酸酯或者乙二醇苯醚。

7.如权利要求1所述的高温域阻尼涂料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)将无机填料、改性纳米氮化硅-二氧化硅复合粒子与阻燃剂加入去离子水中进行研磨得到浆料A；

2)将水性乳液、苯乙烯-丁二烯共聚物乳液、苯丙共聚乳液、防腐剂、流平剂及成膜助剂混合搅拌均匀，得到混合乳液B；

3)将浆料A加入混合乳液B中，再加入增稠剂与分散剂进行混合分散均匀，即可。