CN110437694A - 宽温域高耐水水性阻尼涂料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种阻尼涂料，具体的说是宽温域高耐水水性阻尼涂料及其制备方法，包括阻尼乳液、常规助剂、成膜助剂、防冻剂、纤维、增稠剂、颜料、填料、阻燃剂、蒸馏水；本发明制得的宽温域高耐水水性阻尼涂料，具有极高的耐水性能、附着力、耐盐雾性能、硬度、耐酸碱性能和宽温域等性能，同时还具有机械性能好、光泽度高的性能，制备方法简单、便于操作、节约生产成本、节省人力物力。

Description

宽温域高耐水水性阻尼涂料及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种阻尼涂料，具体的说是宽温域高耐水水性阻尼涂料及其制备方法。
背景技术
水性阻尼涂料属于水性功能涂料中的一种，可涂覆在各种金属板状结构表面，具有减振、绝热和一定密封性能的涂料。水性阻尼材料与沥青阻尼材料和PVC阻尼材料等相比，具有施工方便安全、绿色环保、粘接强度高等优点。
轨道交通车辆阻尼涂料不仅要具有60℃或以上的有效阻尼温域(复合损耗因子0.05)，还需要具备良好的耐水性能和高硬度。
目前，已有较多关于拓宽水性阻尼涂料有效温域的研究被报道，而对于提高阻尼涂料涂膜的耐水性能、硬度等机械性能却鲜有报道，现在阻尼涂料已广泛应用与机车火箭、机械、家电等上面，随着现代工业、交通业的不断发展以及人们对环境保护意识的不断增加，提高阻尼涂料的耐水性、硬度、耐酸碱性能以及提高温度区域等问题亟待解决。
发明内容
本发明为解决尼涂料的耐水性、硬度、耐酸碱性能以及提高温度区域等问题，提供一种宽温域高耐水水性阻尼涂料及其制备方法。
本发明提供的是宽温域高耐水水性阻尼涂料，所述的阻尼涂料包括阻尼乳液、常规助剂、成膜助剂、防冻剂、纤维、增稠剂、颜料、填料、阻燃剂、蒸馏水。
进一步，本发明提供的是宽温域高耐水水性阻尼涂料，按质量份数计，阻尼乳液30—50份、常规助剂2—5份、成膜助剂1—15份、纤维0.1—2份、增稠剂0.1—1份、颜料0.5—2份、填料40—60份、蒸馏水2—10份、防冻剂、阻燃剂。
进一步，所述的阻尼乳液为水性丙烯酸阻尼乳液，pH值为7.0—9.0，可以增加成品阻尼涂料的耐水性能、耐酸、耐碱性能。
进一步，所述的常规助剂为分散剂、水性有机硅消泡剂、基材润湿剂中的至少一种，水性有机硅消泡剂主要由硅油，表面活性剂组成，成乳白色粘稠液体，用量少，消泡速度快，抑泡时间长，使用范围广；基材润湿剂具有高活性，应用广泛，不稳泡，极佳的抗缩孔效果。
进一步，所述的成膜助剂为醚类、醇酯类中的至少一种，加入成膜助剂有利于促进高分子化合物塑性流动和弹性变形，改善聚结性能，利于阻尼涂料的成膜，不会影响涂阻尼涂料的特性。
进一步，所述的防冻剂为醇酯类中的至少一种，降低原料冰点，保证成品在负温条件下有液相存在，减缓冻胀应力，增强产品的抵抗冰冻的破坏能力。
进一步，所述的纤维为聚丙烯纤维，聚丙烯纤维具有强度高、弹性好、耐磨、耐腐蚀性能。
进一步，所述的聚丙烯纤维的长度为3-9mm。
进一步，所述的颜料为炭黑。
进一步，所述的填料为云母粉、重质碳酸钙、硫酸钡、漂珠中的至少一种。
进一步，所述的阻燃剂为铵盐中的至少一种，铵盐无毒无味，不产生腐蚀气体，吸湿性小，热稳定性高，是一种性能优良的非卤阻燃剂。
进一步，所述的增稠剂为聚氨酯缔合型流变助剂，具有极佳的流动性和流平性能。
进一步，所述的宽温域高耐水水性阻尼涂料的制备方法，步骤如下：
1)按质量份数计，将水性丙烯酸阻尼乳液放入搅拌器内，转速为300-400rpm/min，在搅拌的同时按顺序依次加入常规助剂、成膜助剂、防冻剂、颜料，调节转速至500-700rpm/min，搅拌10-20min，形成混浆液Ⅰ；
2)按质量份数计，在混浆液Ⅰ中加入纤维，转速为400-500rpm/min，温度≤60℃，搅拌20-40min，形成混浆液Ⅱ；
3)按质量份数计，在混浆液Ⅱ中加入填料，在转速为400-500rpm/min条件搅拌至原料无颗粒，形成悬浆液Ⅰ，将悬浆液Ⅰ移至搅拌器Ⅱ内，用蒸馏水清洗搅拌器Ⅰ的内壁2-3次，然后将清洗搅拌器Ⅰ内壁的蒸馏水倒入搅拌器Ⅱ内，混合均匀，调节搅拌器Ⅱ的转速至600-800rpm/min，温度≤60℃，分散时间30-50min，制得混悬液Ⅱ；
4)按质量份数计，将含有混悬液Ⅱ的搅拌器Ⅱ的转速调至600rpm/min，在搅拌的同时加入阻燃剂、增稠剂，调节转速至600-800rpm/min，温度≤60℃，分散20-30min，制得成品。
本发明的有益效果为：
本发明制得的宽温域高耐水水性阻尼涂料，具有极高的耐水性能、附着力、耐盐雾性能、硬度、耐酸碱性能和宽温域等性能，同时还具有机械性能好、光泽度高的性能。
本发明制备宽温域高耐水水性阻尼涂料的制备方法简单、便于操作、节约生产成本、节省人力物力，便于工业化生产，所生产的阻尼涂料具有无毒无害、绿色环保产品。
本发明制得的宽温域高耐水水性阻尼涂料，在-10℃～60℃宽温域范围内复合损耗因子仍大于0.05，抗冲击强度大于50kg·cm，附着力0级，硬度2H，耐水性能大于700小时。
具体实施方式：
为了更好地理解本发明，下面用具体实例来详细说明本发明的技术方案，但是本发明并不局限于此。
本发明提供的是宽温域高耐水水性阻尼涂料，包括阻尼乳液、常规助剂、成膜助剂、防冻剂、纤维、增稠剂、颜料、填料、阻燃剂、蒸馏水。
进一步，按质量份数计，阻尼乳液30—50份、常规助剂2—5份、成膜助剂1—15份、防冻剂0.5—3份、纤维0.1—2份、增稠剂0.1—1份、颜料0.5—2份、填料40—60份、阻燃剂0.5—4、蒸馏水2—10份。
进一步，所述的阻尼乳液为水性丙烯酸阻尼乳液乳液，pH值为7.0—9.0。
进一步，所述的常规助剂为分散剂、水性有机硅消泡剂、基材润湿剂中的至少一种。
进一步，所述的成膜助剂为醚类、醇酯类中的至少一种。
进一步，所述的防冻剂为醇酯类中的至少一种。
进一步，所述的纤维为聚丙烯纤维，聚丙烯纤维的长度为3-9mm。
进一步，所述的颜料为炭黑。
进一步，所述的填料为云母粉、重质碳酸钙、硫酸钡、漂珠中的至少一种。
进一步，所述的阻燃剂为铵盐中的至少一种。
进一步，所述的增稠剂为聚氨酯缔合型流变助剂。
本发明中水性丙烯酸阻尼乳液购自湖南金利源公司；
分散剂购自毕克化学；
水性有机硅消泡剂购自迪高公司；
基材润湿剂购自美国陶氏；
成膜助剂购自伊斯曼公司；
防冻剂购自美国陶氏公司；
聚丙烯纤维购自常州天怡工程公司；
炭黑购自三菱；
云母粉购自滁州格锐；
重质碳酸钙购自广西明达新材料公司；
硫酸钡购自江苏亿丰；
漂珠购自河北诚帑；
增稠剂购自德谦(上海)化学有限公司；
实施例1
本发明提供的是宽温域高耐水水性阻尼涂料的制备方法，
1)混浆液Ⅰ的制备
①按质量份数比取分散剂1.65份、消泡剂0.05份、基材润湿剂0.3份，混合均匀，形成常规助剂，备用；
②按质量份数计，将30份的水性丙烯酸阻尼乳液放入搅拌器内，打开搅拌器，调节转速为300rpm/min，在搅拌的同时按顺序依次加入常规助剂2份、成膜助剂1份、防冻剂0.5份、炭黑0.5份，调节转速至500rpm/min，搅拌10min，形成混浆液Ⅰ，备用；
2)按质量份数计，在混浆液Ⅰ中加入聚丙烯纤维0.1份，转速为400rpm/min，温度为60℃，搅拌20min，形成混浆液Ⅱ，备用；
3)混悬液的制备
①按质量份数比取云母粉9份、重质碳酸钙11份、硫酸钡15份、漂珠5份，混合均匀，形成填料，备用；
①按质量份数计，在混浆液Ⅱ中加入填料，在转速为400rpm/min条件搅拌至原料无颗粒，形成悬浆液Ⅰ，将悬浆液Ⅰ移至搅拌器Ⅱ内，用2份蒸馏水清洗搅拌器Ⅰ的内壁2次，然后将清洗搅拌器Ⅰ内壁的蒸馏水倒入搅拌器Ⅱ内，混合均匀，调节搅拌器Ⅱ的转速至600rpm/min，温度为60℃，分散时间30min，制得混悬液Ⅱ，备用；
4)按质量份数计，将含有混悬液Ⅱ的搅拌器Ⅱ的转速调至600rpm/min，在搅拌的同时加入阻燃剂0.5份、增稠剂0.1份，调节转速至600rpm/min，温度为60℃，分散20min，制得成品。
所述水性丙烯酸阻尼乳液乳液的pH值为7.0。
所述聚丙烯纤维的长度为3mm。
实施例2
本发明提供的是宽温域高耐水水性阻尼涂料的制备方法，
1)混浆液Ⅰ的制备
①按质量份数比取分散剂1.8份、消泡剂0.05份、基材润湿剂0.55份，混合均匀，形成常规助剂，备用；
②按质量份数计，将40份的水性丙烯酸阻尼乳液放入搅拌器内，打开搅拌器，调节转速为350rpm/min，在搅拌的同时按顺序依次加入常规助剂2.4份、成膜助剂8份、防冻剂2份、炭黑1.5份，调节转速至600rpm/min，搅拌15min，形成混浆液Ⅰ，备用；
2)按质量份数计，在混浆液Ⅰ中加入聚丙烯纤维1.5份，转速为450rpm/min，温度为50℃，搅拌30min，形成混浆液Ⅱ，备用；
3)混悬液的制备
①按质量份数比取云母粉15份、重质碳酸钙15份、硫酸钡15份、漂珠5份，混合均匀，形成填料，备用；
①按质量份数计，在混浆液Ⅱ中加入填料，在转速为450rpm/min条件搅拌至原料无颗粒，形成悬浆液Ⅰ，将悬浆液Ⅰ移至搅拌器Ⅱ内，用6份蒸馏水清洗搅拌器Ⅰ的内壁3次，然后将清洗搅拌器Ⅰ内壁的蒸馏水倒入搅拌器Ⅱ内，混合均匀，调节搅拌器Ⅱ的转速至700rpm/min，温度为50℃，分散时间40min，制得混悬液Ⅱ，备用；
4)按质量份数计，将含有混悬液Ⅱ的搅拌器Ⅱ的转速调至600rpm/min，在搅拌的同时加入阻燃剂1.5份、增稠剂0.3份，调节转速至700rpm/min，温度为50℃，分散25min，制得成品。
所述水性丙烯酸阻尼乳液乳液的pH值为8.0。
所述聚丙烯纤维的长度为6mm。
实施例3
本发明提供的是宽温域高耐水水性阻尼涂料的制备方法
1)混浆液Ⅰ的制备
①按质量份数比取分散剂3.7份、消泡剂0.3份、基材润湿剂1份，混合均匀，形成常规助剂，备用；
②按质量份数计，将50份的水性丙烯酸阻尼乳液放入搅拌器内，打开搅拌器，调节转速为400rpm/min，在搅拌的同时按顺序依次加入常规助剂5份、成膜助剂15份、防冻剂3份、炭黑2份，调节转速至700rpm/min，搅拌20min，形成混浆液Ⅰ，备用；
2)按质量份数计，在混浆液Ⅰ中加入聚丙烯纤维2份，转速为500rpm/min，温度为40℃，搅拌40min，形成混浆液Ⅱ，备用；
3)混悬液的制备
①按质量份数比取云母粉27份、重质碳酸钙12份、硫酸钡15份、漂珠6份，混合均匀，形成填料，备用；
①按质量份数计，在混浆液Ⅱ中加入填料，在转速为500rpm/min条件搅拌至原料无颗粒，形成悬浆液Ⅰ，将悬浆液Ⅰ移至搅拌器Ⅱ内，用10份蒸馏水清洗搅拌器Ⅰ的内壁3次，然后将清洗搅拌器Ⅰ内壁的蒸馏水倒入搅拌器Ⅱ内，混合均匀，调节搅拌器Ⅱ的转速至800rpm/min，温度为40℃，分散时间50min，制得混悬液Ⅱ，备用；
4)按质量份数计，将含有混悬液Ⅱ的搅拌器Ⅱ的转速调至600rpm/min，在搅拌的同时加入阻燃剂4份、增稠剂1份，调节转速至800rpm/min，温度为40℃，分散30min，制得成品。
所述水性丙烯酸阻尼乳液乳液的pH值为9.0。
所述聚丙烯纤维的长度为9mm。
对比例1
对比例1与实施例3相比，不添加阻尼乳液、纤维、阻燃剂，其他完全相同。
对比例2
对比例2与实施例3相比，不添加防冻剂、填料，其他完全相同。
对比例3
对比例3为市面购买的阻尼涂料，购自唐山市丰润区米乐感光新材料有限公司生产的米乐动车专用水性阻尼涂料。
表1：对实施例1—实施例3制备的产品及对比例1—对比例3进行性能指标测试：
上述各性能指标的检测方法均采用国家标准规定的检测方法。
由上表1可以看出，本发明不仅具备机械稳定性好、附着力强、抗冲击性好、耐酸耐碱性好的优点，同时又能够实现强耐水性和高硬度；阻尼方面，在-10℃～60℃宽温域范围内复合损耗因子仍大于0.05，可实现此温度范围内的有效阻尼。
在表1中调整水性丙烯酸阻尼乳液的比例以及加入量，对阻尼涂料的耐水性能、耐酸、耐碱性能有很大影响，对比例1中没有加入水性丙烯酸阻尼乳液，则耐水性能、耐酸、耐碱性能大幅降低。

Claims (10)

1.宽温域高耐水水性阻尼涂料，其特征在于，所述的阻尼涂料包括阻尼乳液、常规助剂、成膜助剂、防冻剂、纤维、增稠剂、颜料、填料、阻燃剂、蒸馏水。
2.根据权利要求1所述的宽温域高耐水水性阻尼涂料，其特征在于：按质量份数计，阻尼乳液30—50份、常规助剂2—5份、成膜助剂1—15份、纤维0.1—2份、增稠剂0.1—1份、颜料0.5—2份、填料40—60份、蒸馏水2—10份、防冻剂0.5—3份、阻燃剂0.5—4份。
3.根据权利要求1所述的宽温域高耐水水性阻尼涂料，其特征在于：所述的阻尼乳液为水性丙烯酸阻尼乳液，pH值为7.0—9.0。
4.根据权利要求1所述的宽温域高耐水水性阻尼涂料，其特征在于：所述的常规助剂为分散剂、水性有机硅消泡剂、基材润湿剂中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的宽温域高耐水水性阻尼涂料，其特征在于：所述的成膜助剂为醚类、醇酯类中的至少一种。
6.根据权利要求1所述的宽温域高耐水水性阻尼涂料，其特征在于：所述的防冻剂为醇酯类中的至少一种。
7.根据权利要求1所述的宽温域高耐水水性阻尼涂料，其特征在于：所述的纤维为聚丙烯纤维；
所述的聚丙烯纤维的长度为3-9mm。
8.根据权利要求1所述的宽温域高耐水水性阻尼涂料，其特征在于：所述的颜料为炭黑；
所述的填料为云母粉、重质碳酸钙、硫酸钡、漂珠中的至少一种。
9.根据权利要求1所述的宽温域高耐水水性阻尼涂料，其特征在于：所述的阻燃剂为铵盐中的至少一种；
所述的增稠剂为聚氨酯缔合型流变助剂。
10.根据权利要求1所述的宽温域高耐水水性阻尼涂料的制备方法，其特征在于：步骤如下：
1)按质量份数计，将水性丙烯酸阻尼乳液放入搅拌器Ⅰ内，转速为300-400rpm/min，在搅拌的同时按顺序依次加入常规助剂、成膜助剂、防冻剂、颜料，调节转速至500-700rpm/min，搅拌10-20min，形成混浆液Ⅰ；
2)按质量份数计，在混浆液Ⅰ中加入纤维，转速为400-500rpm/min，温度≤60℃，搅拌20-40min，形成混浆液Ⅱ；
3)按质量份数计，在混浆液Ⅱ中加入填料，在转速为400-500rpm/min条件搅拌至原料无颗粒，形成悬浆液Ⅰ，将悬浆液Ⅰ移至搅拌器Ⅱ内，用蒸馏水清洗搅拌器Ⅰ的内壁2-3次，然后将清洗搅拌器Ⅰ内壁的蒸馏水倒入搅拌器Ⅱ内，混合均匀，调节搅拌器Ⅱ的转速至600-800rpm/min，温度≤60℃，分散时间30-50min，制得混悬液Ⅱ；
4)按质量份数计，将含有混悬液Ⅱ的搅拌器Ⅱ的转速调至600rpm/min，在搅拌的同时加入阻燃剂、增稠剂，调节转速至600-800rpm/min，温度≤60℃，分散20-30min，制得成品。
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