CN113736368B - 一种阻尼降噪涂料及其制备工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种阻尼降噪涂料及其制备工艺，其中阻尼降噪涂料按质量百分比由以下原料制成：PTFE乳液20％～25％、水性耐高温树脂20％～25％、无机凝胶溶液5％～8％、分散剂1％～3％、水性硅树脂乳液3％～8％、填充粉料20％～25％、蓝晶石粉4％～6％、防锈剂8％～12％、增粘剂0％～3％、成膜助剂1％～2％、消泡剂1％～2％。其效果是：本发明提供的阻尼降噪涂料，运用多种具有独特性能的树脂乳液胶体，添加一些具有优异性能的粉体骨料，再加入一些外加剂制备而成，具有优异的耐高温、耐低温、耐酸碱、隔声、减振、防火、防水、耐盐雾、耐腐蚀、防辐射、防锈、无毒、无害、环保等性能，是一款超高性价比的阻尼降噪涂料，因为有阻尼填料、无机填料、有机填料的加入，使涂料的阻尼降噪性能有了很大的提升。

Description

一种阻尼降噪涂料及其制备工艺

技术领域

本发明涉及建筑涂料，尤其涉及一种阻尼降噪涂料及其制备工艺。

背景技术

阻尼降噪涂料是一种具有降噪功能的高分子材料，主要利用高分子材料本身具有的粘弹性能来吸收声音振动产生的能量，转化成热能释放出来，达到降低声音振动的振幅进而降低噪声的目的。传统的阻尼降噪涂料比如沥青板等在使用过程中常常释放出对人体和环境有害的气体，不利于环境保护。水性阻尼涂料是一种新兴的无毒环保涂料，当前已经广泛应用于交通运输、家电和工程中。

目前已有的水性阻尼涂料多以单一乳液作为基底，辅以纤维材料制备而成，经固化后形成具有一定厚度的漆膜，从而获得阻尼效果。由于本身机械性能不足，使得目前利用水性阻尼涂料往往需要增加漆膜厚度，过后的漆膜固化后容易出现开裂、鼓泡，造成阻尼效果降低，这也在一定程度增加了水性阻尼涂料的使用成本。目前市面上的单一的基质和单一的填料的水性阻尼涂料已经难以胜任人们越来越高的降噪需求，开发具有更高性能的水性阻尼涂料刻不容缓。

发明内容

有鉴于此，本发明的第一目的在于提供一种阻尼降噪涂料，主要解决现有单一基质和单一填料构成的水性阻尼涂料难以满足越来越高的降噪需求的问题。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案如下：

一种阻尼降噪涂料，其关键在于：按质量百分比由以下原料制成：

PTFE乳液20％～25％、水性耐高温树脂20％～25％、无机凝胶溶液5％～8％、分散剂1％～3％、水性硅树脂乳液3％～8％、填充粉料20％～25％、蓝晶石粉4％～6％、防锈剂8％～12％、增粘剂0％～3％、成膜助剂1％～2％、消泡剂1％～2％。

可选地，所述填充粉料为重晶石粉或天然石英粉。

可选地，所述防锈剂为ST防锈粉料或/和磷酸锌。

可选地，所述增粘剂为松香增粘乳液。

本发明的另一目的还在于提供一种上述阻尼降噪涂料的制备工艺，其关键在于：包括以下步骤：

S1：将水性耐高温树脂加入PTFE乳液中搅拌10～20min；

S2：在步骤S1所得混合溶液中加入无机凝胶溶液和分散剂，搅拌10～20min；

S3：再逐一加入防锈剂、增粘剂、填充粉料、水性硅树脂乳液以及蓝晶石粉，每种组分加入后搅拌10～15min，静置3min～5min后再加入下一种组分；

S4：静置20～25min无任何不良反应现象后依次加入成膜助剂、消泡剂并搅拌25～30min；

S5：静置30min～60min后灌装。

可选地，步骤S3中加入防锈剂、增粘剂、填充粉料、水性硅树脂乳液以及蓝晶石粉的先后顺序可调。

可选地，当防锈剂为ST防锈粉料和磷酸锌两种组分时，在步骤S3中最先加入一种组分，最后加入另一种组分。

可选地，当增粘剂含量不为0且防锈剂为ST防锈粉料和磷酸锌两种组分时，步骤S3中按照增粘剂、ST防锈粉料、水性硅树脂乳液、填充粉料、蓝晶石粉以及磷酸锌的顺序依次加入。

可选地，步骤S5中静置至泡沫消除后再进行灌装。

可选地，步骤S1-步骤S4中搅拌转速设为600～800转/min。

与现有技术相比，本发明的显著效果为：

本发明提供的阻尼降噪涂料，运用多种具有独特性能的树脂乳液胶体，添加一些具有优异性能的粉体骨料，再加入一些外加剂制备而成，具有优异的耐高温、耐低温、耐酸碱、隔声、减振、防火、防水、耐盐雾、耐腐蚀、防辐射、防锈、无毒、无害、环保等性能，是一款超高性价比的阻尼降噪涂料，因为有阻尼填料、无机填料、有机填料的加入，使涂料的阻尼降噪性能有了很大的提升。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明具体实施例1的制备工艺和施工流程图；

图2是本发明具体实施例2的制备工艺和施工流程图；

图3是本发明具体实施例3的制备工艺和施工流程图；

图4是本发明具体实施例4的制备工艺和施工流程图；

图5是本发明具体实施例5的制备工艺和施工流程图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

各个实施例中的组分及含量对比关系如表1所示，在本发明的描述中，需要理解的是，含量范围均包括两个端点值。

表1：各实施例原料组分对比表

实施例1：

本实施例提供的一种阻尼降噪涂料，其原料组分通过表1实施例1可以看出，制备过程按图1所示步骤进行，具体为：

S1：将25％的水性耐高温树脂加入20％的PTFE乳液中搅拌10～20min；搅拌转速设为600～800转/min；

S2：在步骤S1所得混合溶液中加入6％的无机凝胶溶液和2％的分散剂，搅拌15min；

S3：充分混合均匀后再依次加入8％的ST防锈粉料、25％的重晶石粉、5％的水性硅树脂乳液以及6％的蓝晶石粉，每种组分加入后搅拌10min，静置3min～5min后再加入下一种组分；

S4：静置20min无任何不良反应现象后依次加入1％的成膜助剂和2％的消泡剂并搅拌30min；

S5：静置30min～60min待泡沫消除后灌装。

本实施例所采用的PTFE乳液是四氟乙烯聚合后的分散液浓缩至聚四氟乙烯固体含量为60％左右(重量)并以非离子型表面活性剂稳定的水分散液，属于宽温域乳液，有突出的耐热、耐寒及耐摩性，还有优异的电绝缘性，且不受温度与频率的影响，此外，尚有不粘着、不吸水、不燃烧等特点。可用以制得抗粘防腐涂层，可以在-200℃度到260℃度温度范围内使用，产品抗冷热交替不开裂不变形，抗骤冷骤热，具有生理惰性，本身对人体没有毒性。

水性耐高温树脂是一款单组分自干型水性耐高温树脂，可用于防腐、防火材料，耐高温可达到1500度—1600度，VOC排放量为零。防腐年限可达50年以上，中性盐雾实验超过1万小时，属于无毒、无污染、吸收甲醛，偏碱性水性树脂。

无机凝胶溶液是改性精制而成的锂基膨润土，适用于水性体系，具有触变性强，增稠性好，PH值适应范围广，膨胀性好等特性。可分散于水中，形成触变性凝胶，体系一般呈半透明至透明，受到剪切或其他外力作用即恢复一定流动性。

分散剂是吸附于固体颗粒的表面，使凝聚的固体颗粒表面易于湿润。高分子型的分散剂，在固体颗粒的表面形成吸附层,使固体颗粒表面的电荷增加，提高形成立体阻碍的颗粒间的反作用力。使固体粒子表面形成双分子层结构,外层分散剂极性端与水有较强亲合力,增加了固体粒子被水润湿的程度.固体颗粒之间因静电斥力而远离。本产品中加入分散剂，使体系均匀，悬浮性能增加，不沉淀，使整个体系物化性质一样分散性能好，防止填料粒子之间相互聚集；与树脂、填料有适当的相容性；热稳定性良好；成型加工时的流动性好；不引起颜色飘移；不影响制品的性能；无毒、价廉。

本实施例中的防锈剂选用ST防锈粉料，ST防锈粉料能显著改变材料的一系列物理模量，形成或改变材料的粘弹性。这类材料高效率地吸收振动能量、削弱震动波和声波。另外，震动波和声波在云母晶片之间形成反复反射，也造成削弱其能量的作用，ST防锈粉料通过对粉体颗粒表面处理，使颜料与基料结合力增强，加之引入复合超(微)细粉体而产生的小尺寸效应及表面效应，提高了漆膜致密性，极大地降低了可滲性，有效地阻隔水分子、氧气等对钢铁表面的侵蚀；同时，本产品复合磷酸盐可在钢铁表面生成一层钝化膜，这层致密的钝化膜牢固地附着在钢铁表面，从而保护了钢铁构件。

本实施例中的填充粉料选用重晶石粉，重晶石粉又名天然硫酸钡，作为一种重要的非金属原料矿，它具有不溶于水、密度高、填充性好，无毒、易吸收、隔离、防护辐射等优点。

水性硅树脂乳液是一种非离子的，环氧改性的甲基苯基有机硅树脂乳液，具有卓越的耐高温性能和耐盐雾性能，其清漆耐温可达350℃，色漆可达650℃，并且与有机树脂具有非常好的相容性，可以配合水性固化剂实现比较好的室温自干；且能无限水稀释，符合环保法规要求。

蓝晶石粉具有热膨胀性，蓝晶石矿物在加热过程中转化为莫来石和蓝晶石的混合物，在这个转化过程中，矿物伴随着体积膨胀，并且形成良好的英来石针状网络，体积膨胀率16－18％。同时具有稳定性：蓝晶石矿物生产耐火材料稳定性比粘土质耐火材料高1.5倍。蓝晶石耐火砖比粘土砖的损耗低43％，比粘土砖寿命长150－200炉。而且耐火度高：一般粘土质耐火材料的耐火度为1670－1770℃，而蓝晶石的耐火材料通常大于1790℃，高大于1850℃。不可逆性：蓝晶石矿物煅烧成莫来石，是一个不可逆的转化。在温度1810℃以下它是稳定的。因此莫来石耐火材料具有高温下体积稳定、膨胀率低、抗化学腐蚀性强、机械强度高和抗热冲击能力强的特点。

成膜助剂又称聚结助剂，能促进高分子化合物塑性流动和弹性变形，改善聚结性能，能在较广泛施工温度范围内成膜的物，是一种易消失的增塑剂。成膜助剂的沸点高，环保性能优越，混溶性好，挥发度低，容易被乳胶粒子吸收，能形成优异的连续涂膜。是用于乳胶漆中性能优异的成膜物质，可极大的改善乳胶漆的成膜性能，不仅对纯丙、苯丙、醋丙乳液有效，对醋酸乙烯乳液同样有效。除了可明显降低乳胶漆的最低成膜温度外，还可以改善乳胶漆的聚结性、耐候性、耐擦洗性及展色性，使漆膜同时具有良好的储存稳定性。

消泡剂也叫消沫剂，抗泡剂，它是一种具有较低表面张力和较高表面活性、能抑制或者消除体系中泡沫的物质。通过添加消泡剂来消除生产过程中的泡沫，既可以方便后续灌装，又能进一步确保产品的质量。

综上所述，本实施例提供的阻尼降噪涂料及其制备工艺，材料组分中包含了多种不同的具有优异性能的树脂乳液胶体，同时加入了拥有高性能的粉体骨料，再添加了一些特殊功率的辅助试剂，使其具有隔声、耐高温、耐低温、减振、防辐射、耐盐雾、防腐蚀、无毒、无害、环保型产品。通过添加阻尼填料、无机填料、有机填料等，提高了阻尼降噪性能，具有针对性的性能提升。

实施例2：

本实施例提供的一种阻尼降噪涂料，其原料组分通过表1实施例2可以看出，制备过程按图2所示步骤进行，具体为：

S1：将25％的水性耐高温树脂加入20％的PTFE乳液中搅拌10～20min；搅拌转速设为600～800转/min；

S2：在步骤S1所得混合溶液中加入5％的无机凝胶溶液和2％的分散剂，搅拌20min；

S3：充分混合均匀后再依次加入6％的蓝晶石粉、9％的ST防锈粉料、5％的水性硅树脂乳液以及25％的天然石英粉，搅拌20～30min；

S4：静置20min无任何不良反应现象后依次加入1％的成膜助剂和2％的消泡剂并搅拌30min；

S5：静置30min～60min待泡沫消除后灌装。

实施例2与实施例1的主要区别在于利用天然石英粉替换了实施例1中的重晶石粉，同时适当的改变了蓝晶石粉、ST防锈粉料、水性硅树脂乳液的添加顺序和搅拌方式。天然石英粉是一种非金属矿物质，其主要矿物成分是SiO2，作为涂料填料，可以提高涂料的耐候性。

实施例3：

本实施例提供的一种阻尼降噪涂料，其原料组分通过表1实施例3可以看出，制备过程按图3所示步骤进行，具体为：

S1：将25％的水性耐高温树脂加入25％的PTFE乳液中搅拌10～15min；搅拌转速设为600～800转/min；

S2：在步骤S1所得混合溶液中加入5％的无机凝胶溶液和2％的分散剂，搅拌10min；

S3：充分混合均匀后再依次加入5％的磷酸锌、5％的蓝晶石粉以及3％的水性硅树脂乳液，每种组分加入后搅拌10min，静置3min～5min后再加入下一种组分；

S4：静置20min无任何不良反应现象后依次加入20％的重晶石粉、7％的ST防锈粉料、1％的成膜助剂和2％的消泡剂并搅拌30min；

S5：静置20min～30min待泡沫消除后灌装。

本实施例与实施例1的主要区别在于防锈剂中同时选用了磷酸锌和ST防锈粉料，减少了重晶石粉的配比，同时适当的改变了蓝晶石粉、ST防锈粉料、水性硅树脂乳液的添加顺序和搅拌方式。

磷酸锌是一种性能优良的新型无毒防锈颜料，磷酸与金属基底反应，生成不溶的三代磷酸盐，三代磷酸盐沉积在腐蚀位置上，把腐蚀区封住形成了隔离层，从而阻止了腐蚀的进一步发生。磷酸锌能抑制铵离子，通过漆膜的渗透和扩散作用使金属表面慢慢“磷酸盐化”，并保持钝态，磷酸根的存在会大大减轻铵离子的危害，控制金属的腐蚀，将其用于水性防腐涂料中，无毒无臭无异味，具有环保安全双重保障。

实施例4：

本实施例提供的一种阻尼降噪涂料，其原料组分通过表1实施例4可以看出，制备过程按图4所示步骤进行，具体为：

S1：20％的PTFE乳液、25％的水性耐高温树脂、5％的无机凝胶溶液和2％的分散剂依次加入容器中，并以600～800转/min的转速搅拌30～45min，使其混合均匀；

S2：依次加入6％的ST防锈粉料、2％的松香增粘乳液以及4％的蓝晶石粉，每种组分加入后搅拌10min，静置3min～5min后再加入下一种组分；

S3：静置20min无任何不良反应现象后依次加入6％的水性硅树脂乳液、25％的天然石英粉、2％的磷酸锌、1％的成膜助剂和2％的消泡剂并搅拌20～30min；

S4：静置20min～30min待泡沫消除后灌装。

本实施例与实施例3的主要区别在于增加了增粘剂，利用天然石英粉替换实施例3中的重晶石粉，同时适当的改变了无机凝胶溶液、分散剂、蓝晶石粉、ST防锈粉料、水性硅树脂乳液的添加顺序和搅拌方式。

松香增粘乳液属于独特的表面活性剂，使得产品乳化性质好、增粘效果显著、配伍性好、相溶性广，可在中性或弱碱性条件下使用，表面张力低，泡沫小，涂布均匀，无“鱼眼”现象产生，添加后可明显提高初粘力、剥离强度，并使之达到最佳平衡点，本系列产品制备采用水作溶剂，不含任何挥发性有机溶剂，属环境友好型产品。

实施例5

本实施例提供的一种阻尼降噪涂料，其原料组分通过表1实施例5可以看出，制备过程按图5所示步骤进行，具体为：

S1：将25％的水性耐高温树脂加入20％的PTFE乳液中搅拌10～15min；搅拌转速设为600～800转/min；

S2：在步骤S1所得混合溶液中加入5％的无机凝胶溶液、2％的分散剂、3％的松香增粘乳液、8％的ST防锈粉料以及6％的水性硅树脂乳液，每种组分加入后搅拌10min再加入下一种材料；

S3：静置15min后再依次加入20％的重晶石粉和5％的蓝晶石粉，搅拌20min；

S4：依次加入3％的磷酸锌、1％的成膜助剂和2％的消泡剂并搅拌30min；

S5：灌装成品。

实施例5与实施例3的主要区别是增加了增粘剂，并适当的改变了无机凝胶溶液、分散剂、蓝晶石粉、ST防锈粉料、水性硅树脂乳液的添加顺序和搅拌方式。

通过实验测试上述各种实施例所生产的阻尼降噪涂料性能，对比关系如表2所示：

表2：各实施例性能对比关系表

性能	性能对比
		隔声性	实施例1>实施例5>实施例3>实施例2>实施例4
耐盐雾	实施例4、实施例5>实施例1、实施例2>实施例3
		防火阻燃性	实施例1>实施例2>实施例5>实施例3>实施例4
耐高温	实施例4>实施例2>实施例5>实施例1>实施例3
		耐低温	实施例3>实施例1、实施例2、实施例4、实施例5
防辐射	实施例1>实施例3、实施例5>实施例2、实施例4
		防锈	实施例5>实施例3>实施例4>实施例2>实施例1

通过表2可以看出，由于重晶石粉主要影响产品的隔声性能，且ST防锈粉料具有辅助作用，结合其各个组分的质量占比，因此，其隔声性能对比结果是：实施例1>实施例5>实施例3>实施例2>实施例4，理论值与实际测试值相吻合。

由于水性硅树脂乳液主要影响产品的耐盐雾性能，且水性耐高温树脂具有辅助作用，结合其各个组分的质量占比，因此其耐盐雾性能对比结果是：实施例4、实施例5>实施例1、实施例2>实施例3，理论值与实际测试值相吻合。

由于水性耐高温树脂主要影响产品的防火阻燃性，且蓝晶石粉具有辅助作用，合其各个组分的质量占比，因此其防火阻燃性能对比结果是：实施例1>实施例2>实施例5>实施例3>实施例4，理论值与实际测试值相吻合。

此外，水性耐高温树脂和PTFE乳液主要影响耐高温特性，且水性硅树脂乳液具有辅助作用；PTFE乳液主要影响耐低温特性，重晶石粉主要影响防辐射特性，ST防锈粉料和磷酸锌主要影响防锈性能，其理论值与实际测试值均相吻合。

综上可以看出，本发明提出的一种阻尼降噪涂料及其制备工艺，其产品具有卓越的隔声、减振、防火、防水、防锈、耐高温、耐低温、防辐射、耐酸碱、耐盐雾、耐腐蚀性能。施工时，直接将封闭完好包装桶打开，进行搅拌均匀，然后处理所要施工物体表面浮灰，使其无油污污染，阴雨浓雾天气不宜喷涂，喷涂物体表面湿度过大不宜喷涂，喷涂完成后尽量通风，有助于提高硬度值，每次喷涂1mm以内，喷涂2遍为宜。

在涂料制备过程中，部分组分的添加顺序及搅拌时间可以根据实际情况调整，以混合均匀为准。

以上所揭露的各种实施例仅为本发明一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本发明权利要求所作的等同变化，仍属于发明所涵盖的范围。

Claims (8)

1.一种阻尼降噪涂料，其特征在于：按质量百分比由以下原料制成：

PTFE乳液20％～25％、水性耐高温树脂20％～25％、无机凝胶溶液5％～8％、分散剂1％～3％、水性硅树脂乳液3％～8％、填充粉料20％～25％、蓝晶石粉4％～6％、防锈剂8％～12％、增粘剂0％～3％、成膜助剂1％～2％、消泡剂1％～2％；所述填充粉料为重晶石粉或天然石英粉；所述防锈剂为ST防锈粉料或/和磷酸锌。

2.根据权利要求1所述的阻尼降噪涂料，其特征在于：所述增粘剂为松香增粘乳液。

3.如权利要求1或2所述的阻尼降噪涂料的制备工艺，其特征在于：包括以下步骤：

S1：将水性耐高温树脂加入PTFE乳液中搅拌10～20min；

S2：在步骤S1所得混合溶液中加入无机凝胶溶液和分散剂，搅拌10～20min；

S3：再逐一加入防锈剂、增粘剂、填充粉料、水性硅树脂乳液以及蓝晶石粉，每种组分加入后搅拌10～15min，静置3min～5min后再加入下一种组分；

S4：静置20～25min无任何不良反应现象后依次加入成膜助剂、消泡剂并搅拌25～30min；

S5：静置30min～60min后灌装。

4.根据权利要求3所述的制备工艺，其特征在于：步骤S3中加入防锈剂、增粘剂、填充粉料、水性硅树脂乳液以及蓝晶石粉的先后顺序可调。

5.根据权利要求3所述的制备工艺，其特征在于：当防锈剂为ST防锈粉料和磷酸锌两种组分时，在步骤S3中最先加入一种组分，最后加入另一种组分。

6.根据权利要求3所述的阻尼降噪涂料的制备工艺，其特征在于：当增粘剂含量不为0且防锈剂为ST防锈粉料和磷酸锌两种组分时，步骤S3中按照增粘剂、ST防锈粉料、水性硅树脂乳液、填充粉料、蓝晶石粉以及磷酸锌的顺序依次加入。

7.根据权利要求3-6任一所述的制备工艺，其特征在于：步骤S5中静置至泡沫消除后再进行灌装。

8.根据权利要求3-6任一所述的制备工艺，其特征在于：步骤S1-步骤S4中搅拌转速设为600～800转/min。

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