CN114395300B - 一种铝制板材用水性降噪涂料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及涂料技术领域内的一种铝制板材用水性降噪涂料，由以下重量份数的原料组成：水性乳液20‑45份、填料25‑60份、分散剂0.2‑1.8份、增稠剂0.2‑1.8份、消泡剂0.1‑1.5份、附着力促进剂1‑5份、去离子水8‑25份。附着力促进剂经化合物二乙二醇和二乙醇胺支链改性而成的多羟基官能团的聚合物。获得的水性降噪涂料在铝制板材上涂装后，具有附着力强和降噪效果好的优点。其可以用于汽车铝制板材的涂装中。

Description

一种铝制板材用水性降噪涂料及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种涂料，特别涉及一种板材用水性降噪涂料极其生产技术。
背景技术
铝制板材因其重量轻、强度高、持久耐用等特点，在很多应用领域逐渐取代传统的铁质板材，比如已经在建筑领域大量使用的铝制窗框，汽车领域逐步开始使用的铝制车身等。特别在新兴的新能源汽车领域，铝制车身的重量大大低于传统的铁质车身，对其轻量化有着重要的贡献，同时对电池续航能力的延长也有明显的提高作用。
现在对新能源汽车使用铝制板材的研究，主要集中在零部件的设计和加工，但是对其使用后与现有材料匹配性的研究没有太多涉及。目前，传统的水性降噪涂料只适合于铁质的板材，无法在铝制板材上提供良好的附着力，现有技术中，没有一种专为铝制板材开发的水性降噪涂料。
发明内容
本发明的目的之一是提供一种铝制板材用水性降噪涂料，其可以与铝制板材之间产生较强的附着力，同时，具有良好的降噪性能。
本发明的目的是这样实现的：一种铝制板材用水性降噪涂料，由以下重量份数的原料组成：水性乳液20-45份、填料25-60份、分散剂0 .2-1.8份、增稠剂0 .2-1.8份、消泡剂0.1-1.5份、附着力促进剂1-5份、去离子水8-25份。
进一步地，所述水性乳液由醋酸乙烯乳液、纯丙乳液、苯丙乳液中的至少任意一种。
进一步地，所述填料为碳酸钙、滑石粉、高岭土、硅灰石、钛白粉中的至少任意一种。
进一步地，所述分散剂为有机丙烯酸盐类分散剂。
进一步地，所述增稠剂为无机增稠剂、聚丙烯酸酯、聚氨酯增稠剂中的至少任意一种。
进一步地，所述消泡剂为有机硅类消泡剂、丙烯酸类消泡剂中的至少任意一种。
本发明的进一步改进在于，所述附着力促进剂为多羟基官能团的聚合物，合成时以聚乙烯醇聚合物为骨架，在其支链上进行改性得到的多羟基聚合物；其中，聚乙烯醇聚合物的平均聚合度为2000-3000，支链改性的化合物为二乙二醇和二乙醇胺，所述多羟基官能团的聚合物的结构式为：
。
该附着力促进剂通过如下步骤合成：
1）将聚乙烯醇放置于吡啶中溶胀2-4小时；然后开启冷凝设备，控制温度在0-5℃，搅拌下加入甲苯磺酰氯；最后搅拌反应10-12小时，干燥得到中间产物Ⅰ；其中，聚乙烯醇、吡啶、甲苯磺酰氯的用量重量比为1:(2.3～2.7):(1.2～1.5)；
2）将二乙二醇和1,4-环氧六环混合，在30℃-40℃水浴中搅拌下加入金属钠，待钠反应完全后加入中间产物Ⅰ，最后搅拌反应10-14小时，干燥得到中间产物Ⅱ；其中，二乙二醇、1,4-环氧六环和钠的用量重量比为1:(0.8～1.2):(0.2～0.3)；
3）将中间产物Ⅱ放置于吡啶中溶胀2-4小时，然后开启冷凝设备，控制温度在0-5℃，搅拌下加入甲苯磺酰氯；最后10-15℃下搅拌反应10-14小时，干燥得到中间产物Ⅲ；其中，中间产物Ⅱ、吡啶和甲苯磺酰氯的用量重量比为1:(0.4～0.6):(2.3～2.7)；
4）将中间产物Ⅲ、二乙醇胺和碳酸钾室温混合，在75-80℃水浴中搅拌反应20-24小时，最后在100-110℃的空气浴中搅拌反应4-6小时，分别醇洗和水洗数次至近中性，干燥得到最终的多羟基聚合物；其中，中间产物Ⅲ、二乙醇胺和碳酸钾的用量重量比为1:(0.4～0.6):(0.4～0.6)。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：该附着力促进剂可以稳定的存在于水性湿样体系中，不会影响最终产品的储存稳定性；同时最终产品形成干膜后，附着力促进剂可以明显的提高漆膜与铝制板材的附着力，特别是通过老化实验后，降噪材料的附着力和降噪效果保持良好稳定的表现。
本发明的另一目的是提出一种铝制板材用水性降噪涂料的制备方法。
做法是：先将水性乳液、分散剂和消泡剂混合，在300-600转/分钟的搅拌速度中加入填料，然后将转速调高至1500-2000转/分钟搅拌1-5小时；然后将转速调整至800-1200转/分钟，使用氮气将搅拌釜内的空气置换出来，然后加入附着力促进剂，搅拌0.5-1小时，待分散均匀后再加入增稠剂和去离子水，然后过滤，获得铝制板材用水性降噪涂料。
第一阶段1500-2000转/分钟搅拌填料的工艺，保证了填料被均匀的分散在体系中；第二阶段附着力促进剂的加入工艺最为重要，特别是需要使用氮气保护，避免了附着力促进剂因为和空气直接接触而被空气氧化，从而影响其附着力促进的效果，并最终通过增稠剂和去离子水的调节，达到合适施工粘度的产品。
具体实施方式
实施例1
制备附着力促进剂：
附着力促进剂为多羟基官能团的聚合物，合成时以聚乙烯醇聚合物为骨架，在其支链上进行改性得到的多羟基聚合物；其中，聚乙烯醇聚合物的平均聚合度为2000-3000，支链改性的化合物为二乙二醇和二乙醇胺，多羟基官能团的聚合物结构式为：
。
该附着力促进剂通过如下步骤合成：
1、将聚乙烯醇放置于吡啶中溶胀2-4小时；然后开启冷凝设备，控制温度在0-5℃，搅拌下加入甲苯磺酰氯；最后搅拌反应10-12小时，干燥得到中间产物Ⅰ；其中，聚乙烯醇、吡啶、甲苯磺酰氯的用量重量比为1:(2.3～2.7):(1.2～1.5)；
2、将二乙二醇和1,4-环氧六环混合，在30℃-40℃水浴中搅拌下加入金属钠，待钠反应完全后加入中间产物Ⅰ，最后搅拌反应10-14小时，干燥得到中间产物Ⅱ；其中，二乙二醇、1,4-环氧六环和钠的用量重量比为1:(0.8～1.2):(0.2～0.3)；
3、将中间产物Ⅱ放置于吡啶中溶胀2-4小时，然后开启冷凝设备，控制温度在0-5℃，搅拌下加入甲苯磺酰氯；最后10-15℃下搅拌反应10-14小时，干燥得到中间产物Ⅲ；其中，中间产物Ⅱ、吡啶和甲苯磺酰氯的用量重量比为1:(0.4～0.6):(2.3～2.7)；
4、将中间产物Ⅲ、二乙醇胺和碳酸钾室温混合，在75-80℃水浴中搅拌反应20-24小时，最后在100-110℃的空气浴中搅拌反应4-6小时，分别醇洗和水洗数次至近中性，干燥得到最终的多羟基聚合物；其中，中间产物Ⅲ、二乙醇胺和碳酸钾的用量重量比为1:(0.4～0.6):(0.4～0.6)。
步骤1中，采用不同重量比例的各物质的用量表如下（表1）：
步骤2中，采用不同重量比例的各物质的用量表如下（表2）：
步骤3中，采用不同重量比例的各物质的用量表如下（表3）：
步骤4中，采用不同重量比例的各物质的用量表如下（表4）：
上表所列各组组分按步骤1-4，均可获得多羟基官能团的聚合物，即用于铝制板材用水性降噪涂料制备的附着力促进剂。
实施例2
制备涂料：
（1）按下表对应重量份数称取原料，其中，水性乳液20-45份、填料25-60份、分散剂0 .2-1.8份、增稠剂0 .2-1.8份、消泡剂0.1-1.5份、附着力促进剂1-5份、去离子水8-25份。
先将水性乳液、分散剂和消泡剂混合，在300-600转/分钟的搅拌速度中加入填料，然后将转速调高至1500-2000转/分钟搅拌1-5小时，得到均匀的浆料1。
其中，水性乳液由醋酸乙烯乳液、纯丙乳液、苯丙乳液中的至少任意一种。填料为碳酸钙、滑石粉、高岭土、硅灰石、钛白粉中的至少任意一种。分散剂为有机丙烯酸盐类分散剂。增稠剂为无机增稠剂、聚丙烯酸酯、聚氨酯增稠剂中的至少任意一种。消泡剂为有机硅类消泡剂、丙烯酸类消泡剂中的至少任意一种。
（2）将转速调整至800-1200转/分钟，使用氮气将搅拌釜内的空气置换出来，然后在浆料1中加入附着力促进剂，搅拌0.5-1小时，然后再加入增稠剂和去离子水，得到均匀的浆料2。
（3）将浆料2进行过滤，即得到最终产品。
步骤（1）中，采用如下重量份的配比组合进行制备（表5）：
通过表5的配比组合进行制备，获得多组不同涂料。
实施例3
涂料应用及性能鉴定结果：
将上述实施例2中1-1至1-8所制备的涂料应用在在铝板底材上，分别测试初始的附着力和降噪效果；然后将铝板放置在室外30天进行老化实验，再次测试它们的附着力和降噪效果。
附着力评判标准（表6）：
添加附着力促进剂的涂料初始和老化后的附着力评判表（表7）：
从表7可知，没有添加附着力促进剂的配比组合1-1，获得的涂料的初始的降噪效果较差，特别是随着噪音频率的增加，降噪效果表现越差；经过30天的老化实验后，其降噪效果变差的更为明显。
添加附着力促进剂的配比组合1-2至1-8，获得的涂料的初始和老化后的降噪效果表现优异和一致。
说明附着力促进剂对铝制板材降噪涂料的降噪效果有巨大影响。
本发明并不局限于上述实施例，在本发明公开的技术方案的基础上，本领域的技术人员根据所公开的技术内容，不需要创造性的劳动就可以对其中的一些技术特征作出一些替换和变形，这些替换和变形均在本发明的保护范围内。

Claims (6)

1.一种铝制板材用水性降噪涂料，其特征在于由以下重量份数的原料组成：水性乳液20-45份、填料25-60份、分散剂0.2-1.8份、增稠剂0.2-1.8份、消泡剂0.1-1.5份、附着力促进剂1-5份、去离子水8-25份；所述附着力促进剂为多羟基官能团的聚合物，合成时以聚乙烯醇聚合物为骨架，在其支链上进行改性得到的多羟基聚合物；其中，聚乙烯醇聚合物的平均聚合度为2000-3000，支链改性的化合物为二乙二醇和二乙醇胺，多羟基官能团的聚合物的结构式为：
；
所述水性乳液为醋酸乙烯乳液、纯丙乳液、苯丙乳液中的至少任意一种；
所述附着力促进剂通过如下步骤合成：
1）将聚乙烯醇放置于吡啶中溶胀2-4小时；然后开启冷凝设备，控制温度在0-5℃，搅拌下加入甲苯磺酰氯；最后搅拌反应10-12小时，干燥得到中间产物Ⅰ；其中，聚乙烯醇、吡啶、甲苯磺酰氯的用量重量比为1:(2.3～2.7):(1.2～1.5)；
2）将二乙二醇和1,4-环氧六环混合，在30℃-40℃水浴中搅拌下加入金属钠，待钠反应完全后加入中间产物Ⅰ，最后搅拌反应10-14小时，干燥得到中间产物Ⅱ；其中，二乙二醇、1,4-环氧六环和钠的用量重量比为1:(0.8～1.2):(0.2～0.3)；
3）将中间产物Ⅱ放置于吡啶中溶胀2-4小时，然后开启冷凝设备，控制温度在0-5℃，搅拌下加入甲苯磺酰氯；最后10-15℃下搅拌反应10-14小时，干燥得到中间产物Ⅲ；其中，中间产物Ⅱ、吡啶和甲苯磺酰氯的用量重量比为1:(0.4～0.6):(2.3～2.7)；
4）将中间产物Ⅲ、二乙醇胺和碳酸钾室温混合，在75-80℃水浴中搅拌反应20-24小时，最后在100-110℃的空气浴中搅拌反应4-6小时，分别醇洗和水洗数次至近中性，干燥得到最终的多羟基聚合物；其中，中间产物Ⅲ、二乙醇胺和碳酸钾的用量重量比为1:(0.4～0.6):(0.4～0.6)。
2.根据权利要求1所述的铝制板材用水性降噪涂料，其特征在于：所述填料为碳酸钙、滑石粉、高岭土、硅灰石、钛白粉中的至少任意一种。
3.根据权利要求1所述的铝制板材用水性降噪涂料，其特征在于：所述分散剂为有机丙烯酸盐类分散剂。
4.根据权利要求1所述的铝制板材用水性降噪涂料，其特征在于：所述增稠剂为无机增稠剂、聚丙烯酸酯、聚氨酯增稠剂中的至少任意一种。
5.根据权利要求1所述的铝制板材用水性降噪涂料，其特征在于：所述消泡剂为有机硅类消泡剂、丙烯酸类消泡剂中的至少任意一种。
6.权利要求1所述铝制板材用水性降噪涂料的制备方法，其特征在于：
1）先将水性乳液、分散剂和消泡剂混合，在300-600转/分钟的搅拌速度中加入填料，然后将转速调高至1500-2000转/分钟搅拌1-5小时；
2）将转速调整至800-1200转/分钟，使用氮气将搅拌釜内的空气置换出来，然后加入附着力促进剂，搅拌0.5-1小时，待分散均匀后再加入增稠剂和去离子水，然后过滤，获得铝制板材用水性降噪涂料。
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