CN109971274B - 一种高温域阻尼增强型水性阻尼涂料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明的一种高温域阻尼增强型水性阻尼涂料及其制备方法，涂料包括组分及重量份配比为：丙烯酸酯乳液100份、成膜助剂4‑6份、消泡剂0.5‑1份、润湿分散剂0.5‑1.5份、水10‑15份、多功能助剂1‑3份，矿物材料140份和增稠剂0‑2份。制法为：取云母、滑石、钙浮石、石英、硅线石、浮石或碳酸钙中的两种或以上，经磨细改性后，混合得矿物原料，将丙烯酸酯乳液、水、成膜助剂、润湿分散剂、消泡剂和多功能助剂混合均匀，形成混合乳液后，加入矿物原料，搅拌至分散均匀后，调节稠度，制得高温域阻尼增强型水性阻尼涂料。本发明方法制备的高温域阻尼增强型水性阻尼涂料，在高温域中具有突出的阻尼性能的同时，还能够保证涂料的施工性能和力学性能。

Description

一种高温域阻尼增强型水性阻尼涂料及其制备方法
技术领域：
本发明属于涂料制备技术领域，具体涉及一种高温域阻尼增强型水性阻尼涂料及其制备方法。
背景技术：
水性阻尼涂料是一种具有减震、隔音降噪性能的特种功能涂料，一般由树脂、填料、水以及各种助剂组成。水性阻尼涂料其以水为溶剂，环保性好，可直接喷涂于结构表面，施工方便，因此广泛应用于铁路客车、飞机、轮船、车辆以及各种机械的减震和降噪。对于铁路机车车辆用水性阻尼涂料，不仅要有好的施工性能和力学性能，而且在不同温度下阻尼性能也有要求，例如TB/T2932中规定铁路机车用A类阻尼涂料复合损耗因数在-10℃≥0.05、20℃≥0.11、50℃≥0.05。由于中国地跨纬度较广，南北温度相差较大，其中南方气温普遍在10℃以上，最高温度超过40℃，所以水性阻尼涂料在高温域(10-50℃)仅达到TB/T2932标准时，显然不能满足人们对减振降噪的要求。为了提高水性阻尼涂料的阻尼性能，很多配方中选择加入无机或有机纤维，但其在高温域(10-50℃)的阻尼增强效果并不理想，而且提高了成本，增加了制备过程中对人体的危害和环境的污染。
发明内容：
本发明的目的是克服上述现有技术存在的不足，提供一种高温域阻尼增强型水性阻尼涂料及其制备方法，在制备过程中，采用非金属矿物深加工及表面处理综合控制以及多种非金属矿物材料复配使用的技术路线，来实现涂层在高温域的阻尼增强。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种高温域阻尼增强型水性阻尼涂料，包括组分及重量份配比为：丙烯酸酯乳液100份、成膜助剂4-6份、消泡剂0.5-1份、润湿分散剂0.5-1.5份、、水10-15份、多功能助剂1-3份，矿物材料140份和增稠剂0-2份。
所述的高温域阻尼增强型水性阻尼涂料复合损耗因数为：-10℃≥0.05，10℃≥0.25，20℃≥0.2，30℃≥0.15，40℃≥0.1，50℃≥0.07。
所述的高温域阻尼增强型水性阻尼涂料制备方法，包括以下步骤：
步骤1，矿物原料制备：
取云母、滑石、钙浮石、石英、硅线石、浮石或碳酸钙中的两种或以上，各自加工至细度为D90＝10～250μm后，分别经改性处理，混合形成矿物原料，备用；
步骤2，混合乳液制备：
按质量份数配比，将丙烯酸酯乳液100份、水10-15份、成膜助剂4-6份、润湿分散剂0.5-1.5份、消泡剂0.5-1份和多功能助剂1-3份，混合后，搅拌均匀，形成混合乳液；
步骤3，成品制备：
(1)按质量份数配比，向混合乳液中加入矿物原料140份，搅拌至矿物原料分散均匀，形成均匀浆料；
(2)向均匀浆料中滴加增稠剂调节稠度，制得高温域阻尼增强型水性阻尼涂料。
所述的步骤1中，采用硅烷偶联剂进行改性，改性过程为：将粉磨后的物料加入到高速加热混合机中，以300rpm的转速搅拌，待物料加热至80℃后，提高转速至500～800rpm，将硅烷偶联剂缓慢加入高速加热混合机中，继续搅拌30min，搅拌完成后取出物料，混合形成矿物原料。
所述的步骤1中，矿物原料中各组分质量百分配比为：云母0～50％、滑石0～40％、钙浮石0～25％、石英0～50％、硅线石0～50％、浮石0～50％、碳酸钙0～40％。
所述的步骤1中，硅烷偶联剂为γ-(2，3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷或γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷。
所述的步骤2中，搅拌速度为300～350rpm搅拌时间为7～10min。
所述的步骤3(1)中，搅拌速度为500～650rpm搅拌时间为20-25min。
所述的步骤3(2)中，增稠剂滴加量以稠度达到TB/T2932稠度要求为准。
本发明的有益效果：
(1)本发明制备的高温域阻尼增强型水性阻尼涂料，以水性丙烯酸酯乳液为主剂，所用填料全部由天然矿物材料进行加工复配后组成，不但经济环保，而且在满足了TB/T2932技术要求的同时，使得该产品高温域(10-50℃)阻尼性能十分突出。检测结果显示通过该方法制备的水性阻尼涂料其复合损耗因数-10℃≥0.05、10℃≥0.25、20℃≥0.2、30℃≥0.15、40℃≥0.1、50℃≥0.07。
(2)本发明制备的高温域阻尼增强型水性阻尼涂料，在高温域(10-50℃)中具有突出的阻尼性能，降低了原材料成本的同时，还能够达到TB/T2932标准，保证涂料的施工性能和力学性能。
具体实施方式：
下面结合实施例对本发明作进一步的详细说明。
以下实施例中各原料均来自市购；
干法改性的具体过程为：具体将粉磨后的物料加入到高速加热混合机中，以300rpm的转速搅拌，待物料加热至80℃后，提高转速至500～800rpm，将硅烷偶联剂缓慢加入高速加热混合机中，继续搅拌30min，搅拌完成后取出物料，混合形成矿物原料；
低速搅拌的速度为300～350rpm，提高搅拌速度为500～650rpm。
实施例1
一种高温域阻尼增强型水性阻尼涂料，包括组分及重量份配比为：丙烯酸酯乳液100份、成膜助剂(12-醇酯)5份、消泡剂(BYK-028)0.6份、润湿分散剂(ANTI-TERRA-250)1份、水10份、多功能助剂(AMP-95)2份，矿物材料140份和增稠剂(PTF)0.5份。
制法为：将云母加工至D90为250μm，将钙浮石加工至D90为45μm，将滑石加工至D90为23μm，将硅线石加工至D90为10μm，将浮石加工至D90为10μm；用γ-(2，3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷分别将加工好的矿物材料进行干法改性，改性完成后，按照云母：钙浮石：滑石：硅线石：浮石＝4:2:3:12:7的比例预先复配好；然后按重量份配比提取丙烯酸酯乳液100份、水10份、成膜助剂5份、润湿分散剂1份、消泡剂0.6份、和多功能助剂2份放入搅拌容器混合，低速搅拌7min；取复配好的矿物材料按重量份140份加入到混合乳液中继续搅拌，提高搅拌速度，匀速分散20min；最后缓慢滴加增稠剂0.5份，调节稠度，待稠度达到TB/T2932稠度要求后取出，即得本品。经检测该方法制备的水性阻尼涂料复合损耗因数为：-10℃＝0.055，10℃≥0.273，20℃≥0.232，30℃≥0.167，40℃≥0.102，50℃≥0.075；同时，涂料达到TB/T2932标准，保证了涂料的施工性能和力学性能。
实施例2
一种高温域阻尼增强型水性阻尼涂料，包括组分及重量份配比为：丙烯酸酯乳液100份、成膜助剂(12-醇酯)6份、消泡剂(BYK-028)0.5份、润湿分散剂(ANTI-TERRA-250)1.5份、水12份、多功能助剂(AMP-95)2份，矿物材料140份和增稠剂(PTF)0.2份。
制法为：将云母加工至D90为250μm和23μm两种粒度，将滑石加工至D90为23μm，将硅线石加工至D90为10μm，将浮石加工至D90为10μm；用γ-(2，3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷分别将加工好的矿物材料进行干法改性，改性完成后，按照250μm云母：23μm云母：滑石：硅线石：浮石＝3:4:3:6:12的比例预先复配好；然后按重量份配比提取丙烯酸酯乳液100份、水12份、成膜助剂6份、润湿分散剂1.5份、消泡剂0.5份、和多功能助剂2份放入搅拌容器混合，低速搅拌7.5min；取复配好的矿物材料按重量份140份加入到混合乳液中继续搅拌，提高搅拌速度，匀速分散25min；最后缓慢滴加增稠剂0.2份，调节稠度，待稠度达到TB/T2932稠度要求后取出，即得本品。经检测该方法制备的水性阻尼涂料复合损耗因数为：-10℃＝0.051，10℃≥0.261，20℃≥0.212，30℃≥0.151，40℃≥0.112，50℃≥0.078，同时，涂料达到TB/T2932标准。
实施例3
一种高温域阻尼增强型水性阻尼涂料，包括组分及重量份配比为：丙烯酸酯乳液100份、成膜助剂(12-醇酯)6份、消泡剂(BYK-028)0.8份、润湿分散剂(ANTI-TERRA-250)1份、水10份、多功能助剂(AMP-95)1.5份，矿物材料140份和增稠剂(PTF)0.3份。
制法为：将云母加工至D90为250μm，将钙浮石加工至D90为45μm，将滑石加工至D90为23μm，将硅线石加工至D90为10μm，将石英加工至D90为10μm；用γ-(2，3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷分别将加工好的矿物材料进行干法改性，改性完成后，按照250μm云母：23μm云母：滑石：硅线石：石英＝3:3:3:14:5的比例预先复配好；然后按重量份配比提取丙烯酸酯乳液100份、水10份、成膜助剂6份、润湿分散剂1份、消泡剂0.8份、和多功能助剂1.5份放入搅拌容器混合，低速搅拌7.5min；取复配好的矿物材料按重量份140份加入到混合乳液中继续搅拌，提高搅拌速度，匀速分散25min；最后缓慢滴加增稠剂0.3份，调节稠度，待稠度达到TB/T2932稠度要求后取出，即得本品。经检测该方法制备的水性阻尼涂料复合损耗因数为：-10℃＝0.053，10℃≥0.285，20℃≥0.243，30℃≥0.157，40℃≥0.101，50℃≥0.070，同时，涂料达到TB/T2932标准。

Claims (3)

1.一种高温域阻尼增强型水性阻尼涂料制备方法，其特征在于，包括组分及重量份配比为：丙烯酸酯乳液100份、成膜助剂4-6份、消泡剂0.5-1份、润湿分散剂0.5-1.5份、水10-15份、多功能助剂1-3份，矿物原料140份和增稠剂0-2份；
所述的矿物原料中包括组分及质量份数采用以下三种方式中的一种250μm云母：钙浮石：滑石：硅线石：浮石=4:2:3:12:7；或250μm云母：23μm云母：滑石：硅线石：浮石=3:4:3:6:12；或250μm云母：23μm云母：滑石：硅线石：石英=3:3:3:14:5；
所述的高温域阻尼增强型水性阻尼涂料复合损耗因数为：-10℃≥0.05，10℃≥0.25，20℃≥0.2，30℃≥0.15，40℃≥0.1，50℃≥0.07；
所述的方法包括以下步骤：
步骤1，矿物原料制备：
按照以下三种方式中的一种进行取料：
250μm云母：钙浮石：滑石：硅线石：浮石=4:2:3:12:7；或250μm云母：23μm云母：滑石：硅线石：浮石=3:4:3:6:12；或250μm云母：23μm云母：滑石：硅线石：石英=3:3:3:14:5；各自加工至细度为D90=10~250μm后，分别经改性处理，混合形成矿物原料，备用；其中，采用硅烷偶联剂进行改性，改性过程为：将粉磨后的物料加入到高速加热混合机中，以300rpm的转速搅拌，待物料加热至80℃后，提高转速至500~800rpm，将硅烷偶联剂缓慢加入高速加热混合机中，继续搅拌30min，搅拌完成后取出物料，混合形成矿物原料；所述的硅烷偶联剂为γ-(2，3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷或γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷；
步骤2，混合乳液制备：
按质量份数配比，将丙烯酸酯乳液100份、水10-15份、成膜助剂4-6份、润湿分散剂0.5-1.5份、消泡剂0.5-1份和多功能助剂1-3份，混合后，搅拌均匀，形成混合乳液；
步骤3，成品制备：
(1)按质量份数配比，向混合乳液中加入矿物原料140份，搅拌至矿物原料分散均匀，形成均匀浆料；
(2)向均匀浆料中滴加增稠剂调节稠度，制得高温域阻尼增强型水性阻尼涂料。
2.根据权利要求1所述的高温域阻尼增强型水性阻尼涂料制备方法，其特征在于，所述的步骤2中，搅拌速度为300~350rpm，搅拌时间为7~10min。
3.根据权利要求1所述的高温域阻尼增强型水性阻尼涂料制备方法，其特征在于，所述的步骤3中的(1)中，搅拌速度为500~650rpm，搅拌时间为20-25min。
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