CN110776800A - 一种常温固化水性阻尼涂料 - Google Patents

一种常温固化水性阻尼涂料 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种常温固化水性阻尼涂料，由如下重量份数的原料组成：水性丙烯酸乳液30~50份；填料35~55份；分散剂0.2~1份；成膜剂3~10份；消泡剂0.3~1份、附着力促进剂0.3~1份；防锈剂0.1~0.4份；净化水1~4份；增稠剂0.5~3份；多功能助剂0.05~0.3份。该阻尼涂料具有阻尼性高、粘接力强、自身强度高、防闪锈、耐腐蚀、环境友好等诸多优点。

Description

一种常温固化水性阻尼涂料
技术领域
本发明涉及隔音降噪材料中的一种常温固化水性阻尼涂料，产品用于汽车、轨道车辆、飞机等交通运输领域。
背景技术
人们在乘坐交通工具时，都喜欢获得安静舒适的乘坐环境。噪声是由机械振动产生的。高分子阻尼材料的作用，是当噪声的振动传到至材料时，通过材料内摩擦力，将动能转化为热能，降低振动能量从而减少噪音。在过去的很长一段时间里，高分子阻尼材料都是溶剂型产品。在使用过程中，释放大量有害成分，并且其内部的有机挥发物能持续释放数年，严重危害着生产者和使用者。水性阻尼材料一经问世就成为人们关注的热点。
与本发明相接近的公开号CN 101864227A，名为“一种高固含量水性阻尼涂料及其制备方法”和公开号CN 102408792A，名为“车辆用水性阻尼涂料”的专利申请。公开号为CN101864227A的专利，原料按重量配比如下：乳液20~40份，固化剂1~5份，无机填料50~60份，水5~10份，成膜助剂1~2份，增稠剂1~6份，水性分散剂0.5~2份，水性润湿剂0.5~3份，水性消泡剂0.5~1.5份。所描述的涂料具有抗流挂性和良好的机械性能，可应用于汽车及各类机械设备中，起到降低振动、隔声降噪的作用。公开号为CN 102408792A的专利，原料按比重配比如下：乳液基料34%~48%，无机质填充剂35%~50%，成膜剂0~5%，增稠剂3%~4%，其余量为水。所描述的涂料可以防止产生皲裂，缝隙，针眼，膨胀等涂膜缺陷，且一次涂膜厚度为3~6mm。但二者只关注涂料的阻尼性能与表观物理性能，而忽略了附着力和耐腐蚀性。附着力决定着涂料的使用寿命，耐腐蚀性解决涂料对基材的闪锈问题，这两者对材料的使用性能具有很大影响。为了提高车体的抗腐蚀性，需要对金属车体进行电泳处理，而电泳漆往往不利于水性阻尼涂料的附着，添加合适的附着力促进剂，可以在电泳漆与涂料间形成具有强结合力的共价键，从而提高涂料的附着力。水性阻尼涂料中加入防锈剂，可以解决焊接处的闪锈问题，防止由于闪锈导致涂料与基材间掺杂金属锈等杂质。
发明内容
鉴于现有技术的状况及存在的不足，本发明提供一种常温固化水性阻尼涂料，该涂料具有较高的阻尼值和较宽的阻尼温域、良好的附着力与抗闪锈性能。
本发明采用的技术方案是：一种常温固化水性阻尼涂料，其特征在于，由如下重量份数的原料组成：
水性丙烯酸乳液30~50份、填料35~55份、分散剂0.2~1份、成膜剂3~10份、消泡剂0.3~1份、附着力促进剂0.3~1份、防锈剂0.1~0.4份、净化水1~4份、增稠剂0.5~3份、多功能助剂0.05~0.3份。
本发明的有益效果是：该涂料具有阻尼性高、粘接力强、固化后内部无结构性缺陷、自身强度高、防闪锈、耐腐蚀、环境友好、施工方式灵活(可喷涂、可刮涂) 、低成本等诸多优点。本发明的阻尼涂料具有较高的阻尼值和较宽的阻尼温域、良好的附着力与抗闪锈性能。阻尼温域为0~60℃，最大阻尼值为0.17；涂料与电泳基材表面的附着力可以达到1级；焊接处无锈蚀现象。
该厚浆阻尼涂料可用于交通运输工具领域，可以起到良好的隔音降噪的作用。
具体实施方式
一种常温固化水性阻尼涂料，由如下重量份数的原料组成：
水性丙烯酸乳液30~50份、填料35~55份、分散剂0.2~1份、成膜剂3~10份、消泡剂0.3~1份、附着力促进剂0.3~1份、防锈剂0.1~0.4份、净化水1~4份、增稠剂0.5~3份、多功能助剂0.05~0.3份。
一种常温固化水性阻尼涂料的制备方法，制备过程的加料顺序需要按一定步骤进行，首先将固体填料混合均匀备用，将水性丙烯酸乳液、分散剂、成膜剂、一半量的消泡剂、附着力促进剂、防锈剂、净化水混合均匀，加入混合好的填料，继续混合直至涂料细致无明显颗粒，加入另一半量的消泡剂、增稠剂、多功能助剂，调节至适宜粘度，前一半的消泡剂用于抑制混合过程中气泡的产生、后一半消泡剂用于减少涂料中气泡的存留。
常温固化水性阻尼涂料，其生产设备采用高混机、行星式搅拌机、脱泡机等。生产步骤包括填料共混、涂料研磨、涂料脱泡等工序。
水性丙烯酸乳液为不同成膜温度的水性丙烯酸乳液，成膜温度分别为乳液Ⅰ为11℃、乳液Ⅱ为17℃、乳液Ⅲ为23℃、乳液Ⅳ为32℃中的一种。
水性丙烯酸乳液为阴离子型，是不同成膜温度的乳液，乳液以水为溶剂，最大限度的减少有机挥发物，为环境友好型材料。
填料为碳酸钙、云母粉、凹凸棒土、高岭土、聚丙烯纤维、海泡石纤维的多种填料混合。
上述填料，以碳酸钙、云母粉为主要填料，碳酸钙提升力学性能；云母粉提高阻尼性能，选择凹凸棒土、高岭土中的一种提高稳定性，选择聚丙烯纤维、海泡石纤维中的一种提高自身强度。
消泡剂为有机硅消泡剂、矿物油消泡剂中的一种，用与抑制气泡的产生和减少气泡的存留。
成膜剂为醇酯十二、乙二醇乙醚、乙二醇丁醚中的一种，成膜剂可以提高涂料成膜性，保证成膜质量，同时使赋予涂料具有很好的触变性。
分散剂为阴离子型聚丙烯酸钠盐，可以提高填料的分散效率，减少研磨过程气泡产生，与多种增稠剂良好的配伍。
附着力促进剂为水性有机硅烷促进剂，可在涂料与基材间形成强结合力的共价键，从而提高涂料与基材的粘接能力。
防锈剂为磷酸钠、磷酸锌、磷酸铝、改性磷酸铝中的一种，防锈剂可以减少金属材料的锈蚀，尤其是焊点处闪锈情况。
增稠剂为碱溶性乳液型增稠剂、疏水改性碱溶性乳液型增稠剂、纤维素类增稠剂中的一种，调节涂料的稠度，改善储存稳定性、提高触变性。
多功能助剂为高碱性工业胺，可调节pH值且具有相对较宽的pH值缓冲能力、改进增稠剂性能、避免氨水等气味性碱的使用、降低腐蚀性、良好的分散性等。
实施例1：
将41份碳酸钙、9份云母粉、3份凹凸棒土；2份聚丙烯纤维混合均匀备用。另将30份乳液Ⅰ；8份醇酯十二；0.45份有机硅消泡剂；0.8份分散剂；0.7份附着力促进剂、0.3份磷酸锌、3份净化水放入行星式搅拌机中搅拌均匀；加入混合好的填料，中速持续搅拌1h；检测无明显填料团聚颗粒，加入0.45份有机硅消泡剂、1.2份增稠剂、0.1份多功能助剂，搅拌均匀后真空脱泡，制成常温固化水性阻尼涂料。
实施例2：
将30份碳酸钙、12份云母粉、2份凹凸棒土；2份海泡石纤维混合均匀备用。另将40份乳液Ⅱ；7份醇酯十二；0.35份矿物油消泡剂；0.4份分散剂；0.7份附着力促进剂、0.3份磷酸锌、3份净化水放入行星式搅拌机中搅拌均匀；加入混合好的填料，中速持续搅拌1h；检测无明显填料团聚颗粒，加入0.35份矿物油消泡剂、1.8份增稠剂、0.1份多功能助剂，搅拌均匀后真空脱泡，制成常温固化水性阻尼涂料。
实施例3：
将20份碳酸钙、18份云母粉、2份凹凸棒土；1份聚丙烯纤维混合均匀备用。另将47份乳液Ⅲ；6份醇酯十二；0.4份有机硅消泡剂；0.7份分散剂；0.7份附着力促进剂、0.3份改性磷酸铝、2份水放入行星式搅拌机中搅拌均匀。加入混合好的填料，中速持续搅拌1h。检测无明显填料团聚颗粒，加入0.4份有机硅消泡剂、1.4份增稠剂、0.1份多功能助剂，搅拌均匀后真空脱泡，制成常温固化水性阻尼涂料。
实施例4：
将28份碳酸钙、10份云母粉、3份高岭土；1份聚丙烯纤维混合均匀备用。另将45份乳液Ⅳ；6份乙二醇丁醚；0.35份有机硅消泡剂；0.7份分散剂；0.7份附着力促进剂、0.3份改性磷酸铝、3份水放入行星式搅拌机中搅拌均匀；加入混合好的填料，中速持续搅拌1h；检测无明显填料团聚颗粒，加入0.35份有机硅消泡剂、1.5份增稠剂、0.1份多功能助剂，搅拌均匀后真空脱泡，制成常温固化水性阻尼涂料。
采用热分析法测试阻尼值，将四种阻尼涂料涂覆在0.8mm厚的冷轧钢板上，制成减振试验片，试样尺寸为长60mm×宽6mm×高2mm，放置72h后测试。
使用热分析法单悬臂模式，测试阻尼涂料0℃~80℃的阻尼值，阻尼值越大阻尼性能越好，通常认为阻尼值＞0.05具有阻尼性。
测试结果如表1所示
测试温度 0℃ 20℃ 40℃ 60℃ 80℃
实施例1阻尼值 0.04 0.16 0.11 0.05 0.02
实施例2阻尼值 0.06 0.16 0.13 0.05 0.03
实施例3阻尼值 0.07 0.17 0.12 0.04 0.03
实施例4阻尼值 0.09 0.15 0.13 0.07 0.04
通过测试可知，实施例3的最大阻尼值最高，表明在20℃时，实施例3具有最高阻尼作用。

Claims (10)

1.一种常温固化水性阻尼涂料，其特征在于，由如下重量份数的原料组成：
水性丙烯酸乳液30~50份、填料35~55份、分散剂0.2~1份、成膜剂3~10份、消泡剂0.3~1份、附着力促进剂0.3~1份、防锈剂0.1~0.4份、净化水1~4份、增稠剂0.5~3份、多功能助剂0.05~0.3份。
2.根据权利要求1所述的一种常温固化阻尼涂料，其特征在于：所述水性丙烯酸乳液为不同成膜温度的水性丙烯酸乳液，成膜温度分别为乳液Ⅰ为11℃、乳液Ⅱ为17℃、乳液Ⅲ为23℃、乳液Ⅳ为32℃中的一种。
3.根据权利要求1所述的一种常温固化阻尼涂料，其特征在于：所述填料为碳酸钙、云母粉、凹凸棒土、高岭土、聚丙烯纤维、海泡石纤维的多种填料混合。
4.根据权利要求1所述的一种常温固化阻尼涂料，其特征在于：所述消泡剂为有机硅消泡剂、矿物油消泡剂中的一种。
5.根据权利要求1所述的一种常温固化阻尼涂料，其特征在于：所述成膜剂为醇酯十二、乙二醇乙醚、乙二醇丁醚中的一种。
6.根据权利要求1所述的常温固化阻尼涂料，其特征在于：所述分散剂为阴离子型聚丙烯酸钠盐。
7.根据权利要求1所述的一种常温固化阻尼涂料，其特征在于：所述附着力促进剂为水性有机硅烷促进剂。
8.根据权利要求1所述的一种常温固化阻尼涂料，其特征在于：所述防锈剂为磷酸钠、磷酸锌、磷酸铝、改性磷酸铝中的一种。
9.根据权利要求1所述的一种常温固化阻尼涂料，其特征在于：所述增稠剂为碱溶性乳液型增稠剂、疏水改性碱溶性乳液型增稠剂、纤维素类增稠剂中的一种。
10.根据权利要求1所述的一种常温固化阻尼涂料，其特征在于：所述多功能助剂为高碱性工业胺。
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