CN1381534A - 用于减振的涂料组合物及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

提供一种用于减振的涂料组合物,其能够形成在复杂形状的振动或发声部分减振和吸收声音的薄膜,它包括以下涂料组分(i),(ii)和(iii):(i)含有极性基团的树脂乳液,该极性基团能形成带有氢键的涂布膜,该氢键在极性基团与如以下具有形成氢键效果的涂布组分(ii)的芳香族化合物相接触时形成,(ii)具有形成和控制氢键效果的芳香族化合物,它的分子中还具有至少一个羟基基团,以及(iii)无机填料,以及提供该涂料的组合物的制造方法。

Description

用于减振的涂料组合物及其制造方法
技术领域
本发明涉及一种用于减振的涂料组合物及其制造方法，尤其是涉及一种能够在汽车、建筑物、各种工业机械和设备、家用电器、医疗设备等的振动或发声部分之上形成减振膜的涂料组合物，该组合物在这些部分用来吸收所发出的振动或声音，特别在低频范围有效，甚至在高频范围也有效。
背景技术
具有吸收振动或声音物质的材料的成型制品，例如板或片状制品，已经被建议作为减振材料。但是，当产生振动或声音的部位具有复杂的形状时，上述减振材料就不足以展现它们固有的减振效果，因为该材料明显难以用于这种形状。为了克服上述困难，已经建议采用各种类型的涂布材料，利用适当的方法例如喷洒通过将这种材料的膜铺展在所述部位而实现吸收振动和声音的效果。这些用于减振作用的涂布材料包括含水涂布材料，包括例如沥青、橡胶或合成树脂作为延展剂并掺有合成橡胶粉末来改善涂布膜的硬度，以及包括带有活性碳作为填料的分散的树脂乳液，它适合于作为汽车内部的涂布材料。
但是，用于减振的许多传统涂布组合物为了成膜组分的吸收振动效果而利用无机粉末等进行增强，这在极大地改善成膜组分自身的吸收振动或声音的效果方面是不成功的。当减振材料以膜的形式使用时，其厚度通常限制为2mm或更小，特别是1mm或更小。但是发现随着减振膜厚度下降，其损耗因子η迅速降低，使得它难以有效地从外界吸收振动或声音能量。在这些已有的发展状况下，就非常需要研制一种即使薄的膜也能具有高度减振效果的涂布材料。
发明概述
本发明的一个目的是提供一种减振用的涂料组合物，考虑到上述情况，该组合物能够形成吸收振动或声音效果优异的减振膜，并且作为振动吸收评估指数的损耗因子η不会随着其厚度的降低而显著下降。
本发明的另一个目的是提供一种减振用的涂料组合物，它所形成的减振膜即使在膜薄的情况下也能够有助于在低频和高频范围有效地提高吸收振动或声音的效果。
本发明的再一个目的是提供一种制造减振用涂料组合物的方法，该方法能够形成吸收振动和声音效果优异的减振膜。
本发明的发明人在经过广泛的研究改善薄膜的损耗因子η作为本发明的目的之后，已经发现损耗因子η主要依赖于损耗模量E”和膜厚“t”的乘积，这意味着在一定膜厚时主要以提高损耗模量E”来提高损耗因子η或确保薄膜的高损耗因子η。基于上述知识，他们掌握了包括含有极性基团的树脂乳剂的涂布膜在乳剂加入能形成氢键的组分(以下称为“形成氢键的组分”)时氢键含量提高，并且该氢键含量可以控制，带有控制氢键含量的涂布膜具有能即使在膜薄的情况下也能提供高损耗因子η的高损耗模量E”，并具有优异的从外界吸收振动和声音能量的效果。
本发明的发明人还调查了上述现象，发现这样一个循环，当来自外界的振动/声音能量进入该涂布膜时，所形成的氢键在涂布膜吸收能量时离解，在氢键复原的同时所产生能量以热释放之后再一次形成，也发现随着形成氢键组分的氢键形成效果提高，离解热提高，或者形成足够强度的氢键，该涂布膜的损耗模量E”和损耗因子η提高。也发现该涂布膜在具有其强度响应于外界振动能量强度而受控的氢键时，具有高减振效果，从而实现本发明。
首先本发明涉及一种减振用涂料组合物，它包括以下涂料组分(i)，(ii)和(iii)：
(i)含有能形成带有氢键的涂布膜的极性基团的树脂乳液，该氢键在极性基团与如以下具有形成氢键效果的涂布组分(ii)的芳香族化合物相接触时形成，
(ii)具有形成和控制氢键效果的芳香族化合物，它的分子中还具有至少一个羟基基团，以及
(iii)无机填料。
其次，本发明提供一种减振用的涂布膜，该膜采用上述涂料组合物形成，在膜厚为2mm或更厚时，在频率为50Hz和1200Hz时具有的损耗因子η分别为0.03或更高和0.065或更高。
第三，本发明涉及一种制造减振用组合物的方法，包括以下步骤(1)和(2)：
(1)将上述涂料组分(i)和(ii)分散和混合的步骤，以及
(2)将上述混合物与上述涂料组分(iii)混合的步骤。
本发明也提供一种制造上述减振用涂料组合物的方法，包括以下两个步骤中的一个：
(1)在可以溶解上述涂料组分(ii)的溶剂存在下混合上述涂料组分(i)和(ii)，将所得混合物与涂料组分(iii)混合的步骤，以及
(2)在用于有机含水溶液的可以溶解上述涂料组分(ii)的溶剂存在下混合上述涂料组分(i)、(ii)和(iii)的步骤。
本发明也提供一种制造上述减振用涂料组合物的方法，包括以下两个步骤：
(1)使得上述涂料组分(ii)和上述涂料组分(iii)在可以溶解涂料组分(ii)的溶剂中相接触，由此将涂料组分(iii)用涂料组分(ii)浸透的步骤，以及
(2)将所得的浸透组分与上述涂料组分(i)混合的步骤。
如上所述，本发明涉及一种减振用涂料组合物，能够形成含有氢键的涂布膜，优选实施方案包括以下组合物(1)至(5)：
(1)减振用涂料组合物，包括20％-70％重量的丙烯酸树脂乳液，2-30％重量的以通式(III)为代表的酚类化合物，15-50％重量的云母，以及分散剂、流动促进剂、增稠剂和粘度调节剂。
(2)减振用涂料组合物，包括20％-70％重量的丙烯酸树脂乳液，2-30％重量的以通式(III)为代表的酚类化合物，15-50％重量的蒙脱土，以及分散剂、流动促进剂、增稠剂和粘度调节剂。
(3)减振用涂料组合物，包括20％-70％重量的乙烯/醋酸乙烯酯共聚物乳液，2-30％重量的以通式(II)为代表的萘类化合物，15-50％重量的滑石粉，以及分散剂、流动促进剂、增稠剂和粘度调节剂。
(4)减振用涂料组合物，包括20％-70％重量的乙烯/醋酸乙烯酯共聚物乳液，2-30％重量的以通式(III)为代表的酚类化合物，15-50％重量的云母，以及分散剂、流动促进剂、增稠剂和粘度调节剂。
(5)减振用涂料组合物，包括上述涂料组合物(1)-(4)中的一种，具有的红外吸收强度(1720-1690cm-1)/红外吸收强度(1750-1720cm-1)的比例为0.2或更高，损耗模量E”是1.08×108N·m-2或更高。
附图的简要说明
图1表示弹性损耗模量(E”)和涂布膜厚(t)对损耗因子(η)的影响。
图2表示减振用涂料组合物涂布膜的C＝O的红外吸收光谱图，该组合物由实施例1、3、5和比较实施例2制备。
图3表示减振用涂料组合物涂布膜的-OH的红外吸收光谱图，该组合物由实施例1、3、5和比较实施例2制备。
图4表示评估本发明减振用涂料组合物涂布膜的损耗因子η的设备。
附注
BL：涂布样品
Al：铝基
F：固定设备
IP：冲击锤
AP：放大器
AN：传送功能分析仪
优选实施方案
本发明将更详细地描述如下。
本发明的减振用涂料组合物包括以下涂料组分(i)，(ii)和(iii)：
(i)含有极性基团的树脂乳液，能形成带有氢键的涂布膜，该氢键在极性基团与如以下具有形成氢键效果的涂布组分(ii)的芳香族化合物相接触时形成，
(ii)具有形成和控制氢键效果的芳香族化合物，它的分子中还具有至少一个羟基基团，以及
(iii)无机填料。
作为本发明组分(i)的含有极性基团的树脂乳液形成含有氢键的涂布膜，该氢键是通过组分(i)与具有形成氢键效果的组分(ii)反应而形成的。对用于该树脂乳液的极性基团没有限制，只要它能够在该树脂乳液的涂布膜中形成氢键即可。这些基团包括羰基、醚、羟基、酰胺、酰亚胺、腈基、磺酰基和硫醇基。含有能增加氢键并控制其含量的极性基团的乳液的具体实例包括以下物质的乳液：丙烯酸类树脂，丙烯酸-苯乙烯类树脂，醋酸乙烯酯树脂，醋酸乙烯酯-丙烯酸类树脂，乙烯-醋酸乙烯酯类树脂，氯乙烯-丙烯酸类树脂，乙烯-氯乙烯类树脂，氯乙烯类树脂，偏氯乙烯类树脂，苯乙烯-丁二烯类树脂，丙烯腈-丁二烯类树脂，聚乙烯醇类树脂，氨基甲酸酯类树脂，环氧类树脂，酚类树脂，醇酸类树脂，聚酯类树脂。其中更优选的乳液是丙烯酸树脂，丙烯酸-苯乙烯类树脂，以及乙烯-醋酸乙烯酯类树脂的乳液。丙烯酸类树脂乳液的实施例包括丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸正丙酯、丙烯酸异丙酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸异丁酯和丙烯酸四环癸基酯的丙烯酸酯聚合物，以及这些丙烯酸酯的共聚物。
为了减振，本发明用于减振的涂料组合物的组分(i)的优选玻璃化转变温度为-20-50℃。
上述树脂乳液采用水或其它溶剂分散或乳化。利用水制成的含水乳液对于环保来说是优选的，并且制备工艺简单，所制得的膜质量均匀。该树脂乳液可以优选在20-80％重量的范围内，更优选在35-65％重量的范围内任意地调节其固体含量。乳液的树脂优选具有的平均颗粒尺寸为0.01-50μm，更优选为0.1-10μm。具有上述平均颗粒尺寸的树脂的乳液可以得到其中树脂乳液均匀分散在涂料组合物(ii)和(iii)中的涂布膜。
该树脂乳液占整个减振用涂料组合物的10-75％重量，优选为30-60％重量。当其含量低于10％重量时，它所得到的涂布膜容易脱掉。当其含量大于75％重量时，可能会出现每单位重量树脂的氢键数量不足的问题，使得涂布膜难以具有足够的减振效果。
可有效作为能够形成氢键的涂料组分(ii)的芳香族化合物包括那些具有羟基和/或氨基基团的化合物。这些化合物是单环或多环的，优选选自以下化合物：
(i)在分子中具有至少一个羟基的芳香族化合物，和
(ii)在分子中具有至少一个羟基和至少一个氨基的芳香族化合物。
更具体地，这些芳香族化合物包括由以下通式(I)-(IV)中任一个所表示的化合物：
(1)通式(I)
(2)通式(II)
(3)通式(III)
(4)通式(IV)其中对于通式(I)-(IV)
(1)R1-R7各自是具有1-10个碳原子的烃基，可以相同或不同，更具体地说，是烷基或链烯基，例如甲基，乙基，正丙基，异丙基，正丁基，异丁基，叔丁基，正戊基，异戊基，正己基和异己基；
(2)(n)和(n’)各自是1-3的整数，可以相同或不同；
(3)(m)和(m’)各自是1或2的整数，可以相同或不同；
(4)A1-A7各自是含氮基团，可以相同或不同，更具体地是氨基；
(5)(p)和(p’)各自是1或3的整数，可以相同或不同；
(6)(s)是1或3的整数，可以相同或不同；
(7)(t)是1或3的整数，可以相同或不同；
(8)X是选自氧，硫和氯的原子，或任选含有上述原子的烃基并具有1-20个碳原子，烃基包括亚烷基或亚环烷基，例如亚甲基，亚乙基，亚丙基，亚正丁基，亚异丁基，亚戊基，亚己基和亚庚基，以及其不饱和基团，例如亚乙烯基，1，1-亚丙基，1，1-亚异丙基，1，1-亚丁基，1，1-亚异丁基，1，1-亚环己基，和芳香基团。其中，优选的是由以下结构式(1)-(3)中的一个表示的基团。含有酯键的基团是含有-COO-的基团，具体的实例包括由以下结构式(4)、(5)、(6)和(7)中的一个表示的基团。其中更优选的是由结构式(7)表示的四酯型键。
   (1)-S-
   (2)-CH2-
(9)(y)是1。
由通式(I)-(IV)中的一个表示的酚基化合物的具体实例包括2-叔丁基苯酚；2-乙基-6-甲基苯酚；2，6-二叔丁基苯酚；3-甲基-2，6-双(1-甲基乙基)苯酚；4-甲基-2，6-二叔丁基苯酚；3-甲基-2，6-双(1-甲基丙基)苯酚；2-丁基-6-乙基苯酚；4-丁基-2，6-二叔丁基苯酚；4-叔丁基-2，6-二甲基苯酚；6-叔丁基-2，3-二甲基苯酚；2-叔丁基-4-甲基苯酚；2-环己基-6-叔丁基苯酚；2-环己基-6-叔丁基-4-甲基苯酚；2-叔丁基-4，6-二甲基苯酚；4，4’-二羟基联苯；4，4’-硫代双酚；氢醌；1，5-羟基萘；4，4’-硫代双(3-甲基-6-叔丁基苯酚)；4，4’-硫代双(2-甲基-6-叔丁基苯酚)；4，4’-硫代双(4，6-二叔丁基苯酚)；4，4’-亚甲基双(2，6-二叔丁基苯酚)；4，4’-亚乙基双(2，6-二叔丁基苯酚)；4，4’-(1，1-亚丙基)双(2-甲基-6-叔丁基苯酚)；4，4’-双(2，6-二叔丁基苯酚)；4，4’-双(2-甲基-6-叔丁基苯酚)；2，2’-亚甲基双(4-乙基-6-叔丁基苯酚)；2，2’-亚甲基双(4-甲基-6-叔丁基苯酚)；4，4’-(1，1-亚丁基)双(3-甲基-6-叔丁基苯酚)；4，4’-(1，1-亚异丙基)双(2，6-二叔丁基苯酚)；2，2’-亚甲基双(4-甲基-6-壬基苯酚)；2，2’-(1，1-亚异丁基)双(4，6-二甲基苯酚)；和2，2’-亚甲基双(4-甲基-6-环己基苯酚)。其它实例包括1，6-己二醇-双[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]，1，4-双(4-苯甲酰基-3羟基苯氧基)-丁烷；2，2-硫代-二亚乙基-双[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]，三(3，5-二叔丁基-4-羟基苄基)-异氰脲酸酯；1，1，3-(5-叔丁基-4-羟基-2-甲基苯基)丁烷；1，3，5-三甲基-2，4，6-三(3，5-二叔丁基-4-羟基苄基)-苯；四(亚甲基-3，5-二叔丁基-4-氢化肉桂酸酯)；三乙二醇-双[β-(3-叔丁基-5-甲基-4-羟基苯基)丙酸酯]；和3，9-双[1，1-二甲基-2-[β-(3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基)丙酰氧基乙基]乙基]-2，4，8，10-四氧代螺-[5，5]-十一烷。特别优选的实例包括4，4’-硫代双(3-甲基-6-叔丁基苯酚)；4，4’-硫代双(2-甲基-6-叔丁基苯酚)；4，4’-亚甲基双(2，6-二叔丁基苯酚)；4，4’-亚乙基双(2，6-二叔丁基苯酚)；4，4’-(1，1-亚丙基)双(2-甲基-6-叔丁基苯酚)；4，4’-(1，1-亚异丙基)双(2，6-二叔丁基苯酚)；2，2’-亚甲基双(4-甲基-6-叔丁基苯酚)；2，2’-亚甲基双(4-乙基-6-叔丁基苯酚)；2，2’-(1，1-亚异丁基)双(4，6-二甲基苯酚)；2，2’-亚甲基双(4-甲基-6-环己基苯酚)；四(亚甲基-3，5-二叔丁基-4-氢化肉桂酸酯)；4，4’-二羟基联苯；4，4’-硫代双酚和1，5-二羟基萘。
能够用于本发明的具有羟基和氨基的芳香族化合物包括萘的羟基胺化合物。具体的实施例包括5-氨基-1-萘酚和2-氨基-6-羟基萘酚。
涂料组分(ii)占整个减振用涂料组合物的2-30％重量，优选为2-30％重量。当其含量低于2％重量时，氢键的数量可能不足以降低损耗因子η。另一方面，当超过30％重量时，不能确保充分的减振效果，因为在涂布膜中可能有相分离。
以下描述用于本发明减振用涂料组合物的无机填料。
可用于本发明的无机填料包括无机类，碳类和有机类填料。无机填料包括层状化合物，包括SiO2、Al2O3、MgO、Na2O等，例如滑石粉、绿土、蒙脱土、蛭石、云母和其混合物；以及滑石、碳酸钙、天然和合成的沸石、片状二氧化硅。碳类填料包括Ketjen碳黑和鳞状石墨。有机类填料包括锯末和米糠。特别优选的无机填料包括层状硅酸盐的粘土矿物，例如2∶1型矿物，特别是那些具有较大基底间隔(例如约14-15或更大)，即沿垂直于层平面方向的单位结构厚度和循环较大。更具体来讲，这些除云母之外包括绿石、蒙脱土、滑石粉和蛭石。
无机填料优选以微粒的形式使用，或更优选为片状或纤维状。
平均颗粒尺寸为0.1-200μm，更优选为40-100μm的填料，能极大的有助于吸收振动或声音。
无机填料占整个用于减振的涂料组合物的2-60％重量，优选为20-50％重量。当其含量小于2％重量时，可能不会获得足够的减振效果。另一方面，当其含量大于60％重量时，涂布膜的性能例如强度就可能受到破坏，也可导致减振效果不足。
本发明用于减振的涂料组合物当它以上述的给定含量含作为无机填料的层状化合物时，其从外界吸收振动或声音的效率被改善，大概是因为作为膜组分的树脂以类似独立层的方式作用，来和所引入的芳香族化合物形成强度较均匀的氢键。
如上所述，涂料组分(i)、(ii)和(iii)分别以占整个涂料组合物的10-75％、2-30％和2-60％重量来引入。它们优选的用量是30-60％、6-20％和20-55％重量。当它们的含量被控制在30-46％、10-30％和14-50％重量时，涂布膜会具有更高的损耗因子η。
如上所述，本发明用于减振的涂料组合物包括作为主要成分的以下涂料组分(i)、(ii)和(iii)：
(i)含有极性基团的树脂乳液，能与具有形成氢键效果的芳香族化合物在涂布膜中形成氢键，
(ii)具有形成氢键效果的并在分子中含至少一个羟基基团的芳香族化合物，以及
(iii)无机填料，以提供具有上述控制量氢键的涂布膜。
图1表示弹性损耗模量(E”)和膜厚(t)对损耗因子η的影响。该涂布膜的损耗因子η随着其厚度的下降而下降，但是这种关系表明本发明的涂布膜能够因为它的高弹性损耗模量(E”)而在即使膜薄的情况下也能确保足够高的损耗因子(η)。
所形成的氢键由1750-1690cm-1(图2)和3600-3300cm-1(图3)波数范围内出现的C＝O和-OH红外吸收光谱来鉴别。在1750-1720cm-1波数范围内的吸收主要是关于没有氢键的C＝O的，而在1720-1690cm-1波数范围内的吸收主要是关于有氢键的C＝O的。可以证明，带有氢键的C＝O向低波数侧位移，以通过提高红外吸收强度(1720-1690cm-1)/红外吸收强度(1750-1720cm-1)来提高弹性损耗模量(E”)，如表1所示。本发明的涂料组合物所得到的涂布膜的这个比例为0.2或更高，如表1所示，使得它对于弹性损耗模量(E”)和损耗因子η具有高的效果。
在3600-3500cm-1波数范围内的红外吸收是关于相对游离的-OH基团的，而在3500-3300cm-1波数范围内的红外吸收是关于带有氢键的-OH基团的。如图3所示，在3500-3300cm-1波数范围内增大的红外吸收表示带有氢键的OH基团增多。
如果需要，本发明用于减振的涂料组合物除上述主要成分之外，还可以掺有分散剂、消泡剂、流动改善剂、成膜助剂、增稠剂、粘度调节剂等。
以下描述本发明用于减振的涂料组合物的制造方法。
制造该涂料组合物的方法没有限制，只要可以在涂布膜中形成上述氢键并控制其含量即可。
其中的一些实例是以下的方法I-III。
制造方法I涉及一种制造由上述涂料组分(i)、(ii)和(iii)构成的涂料组合物的方法，包括以下步骤(1)和(2)：
(1)将涂料组分(i)和(ii)相互分散和混合的步骤，以及
(2)将上述混合物与涂料组分(iii)混合的步骤。
在制造方法I中，优选使得涂料组分(i)和(ii)处于含水溶剂中暴露于足够的剪应力，同时它们相互混合。更具体地说，这些组分混合并在20-60℃进行搅拌，所述搅拌利用具有适当叶片形状的搅拌器、或是辊式混合器或者以适当速度运转的球磨机，来制备胶体溶液。这个步骤可以制得均匀的悬浮液，其中涂料组分(i)颗粒分散在涂料组分(ii)中并被其所包围。对于制造方法I，优选在含水溶剂中进行混合涂料组分的步骤，也可以掺入用于有机含水溶液的溶剂，这将在以下描述。
制造方法II是一种制造用于减振的涂料组合物的方法，包括以下两个步骤中的一个：
(1)在可以溶解涂料组分(ii)的溶剂存在下混合上述涂料组分(i)和(ii)，并将所得混合物与上述涂料组分(iii)混合的步骤，以及
(2)在用于有机含水溶液的可以溶解上述涂料组分(ii)的溶剂存在下混合涂料组分(i)、(ii)和(iii)的步骤。
用于制备方法II和后面的方法III的有机含水溶液的溶剂包括带有羧基的有机化合物，例如有机酸(如丙二酸，琥珀酸和酒石酸)；它们的酯；聚磺酸、聚羧酸和聚丙烯酸等的碱金属盐(例如钠盐)；以及含水溶液(例如铵盐的含水溶液)。
更具体地说，制造方法II的实施方案之一是将涂料组分(ii)溶解在用于有机含水溶液的溶剂中，并将所得到的溶液与涂料组分(i)混。这使得涂料组分(ii)溶于水，并均匀分散在涂料组分(i)乳液中。
制造方法III是一种制造用于减振的涂料组合物的方法，包括以下两个步骤：
(1)使得上述涂料组分(ii)和上述涂料组分(iii)在可以溶解上述涂料组分(ii)的用于有机含水溶液的溶剂存在下相接触，由此将涂料组分(iii)用涂料组分(ii)浸透的步骤，以及
(2)将所得的浸透组分与上述涂料组分(ii)混合的步骤。
制造方法III的第一步骤涉及将作为涂料组分(ii)的酚类化合物的溶液与作为涂料组分(iii)的填料相接触，将后者用前者浸透。这个步骤是为了解决酚类化合物在水中不可溶解所造成的问题，因此可以使得该化合物在涂布膜中均匀而且广泛地分布。
用于酚类化合物溶液的溶剂包括水，有机化合物和其混合物，并可以选自能够用于浸渍的化合物。特别优选的是使用上述用于有机含水溶液的溶剂。对无机填料没有限制，可以选自上述之一，层状或纤维状的对于酚类化合物浸透是特别有效的。建议使用的上述涂料组分(ii)在溶液中的重量是涂料组分(iii)的大约5-20倍。
在制造方法II的下一个步骤中，浸透的填料与作为涂料组分(ii)的树脂乳液相混合。
具有上述性能的离子乳液适合于制造方法I、II和III中的一个，其优选含有的树脂固体为20-70％。涂料组分(ii)的含量可以在使得涂布膜含有2-30％重量的酚类化合物的范围内进行调整。
上述每一个制造方法的制造条件没有限制，可以适当地设定。每一个步骤可以在常温和常压下操作，可以分批或连续进行。
在上述的制造方法中，涂料组分(i)、(ii)和(ii)，即树脂乳液、芳香族羟基化合物和无机填料中每一种的混合是通过搅拌器、辊式混合器、Banbury混合器、谷物磨粉机、开放式捏合机等进行，如果需要可以掺入一种或多种组分，例如分散剂。
如此制造的减振用涂料组合物可以采用任何涂布设备来涂覆，例如喷枪、涂布刷或海绵。
实施例
本发明通过实施例和比较实施例进行更具体的描述，这不意味着是对本发明的限制。在实施例和比较实施例中描述的每一种组分的含量所使用的wt％是基于整个减振材料的。
由实施例和比较实施例制备的减振用涂料组合物的损耗角正切(tanσ)、储能模量(E’)和损耗模量(E”)采用以下的方法来确定。
储能模量(E’)、损耗模量(E”)和损耗角正切(tanσ)是由动态粘弹性分析仪(DVA-200S，IT Measurement Control有限公司)来确定的，其中样品尺寸约为20×5×1mm，以拉伸方式按50℃/分钟以50Hz的频率和0.1％的动态应变进行加热。
损耗因子η是根据ASTM E 756-98通过减振性能测量方法来确定的(图4)，其中(a)表示带有铝基B的样品S，涂有用于减振的涂布材料的膜BL，(b)表示减振性能的分析仪，包括用于夹持样品一侧的固定部分F，用于样品S冲击振动的冲击锤IP，以及利用模态
分析软件进行傅立叶变换的分析仪，并通过半宽方法从谐振峰确定损耗因子η。
以下添加剂在实施例和比较实施例中使用：
分散剂：Nopcosperse-44C(San-Nopco有限公司)
流动改善剂：Nopcowet(San-Nopco有限公司)
粘度调节剂：乙二醇(Wako Pure化学工业公司)
增稠剂：二氧化硅(Nippon Aerosil)和碳黑(Showa Denko K.K)
实施例1
41.2％重量的丙烯酸类乳液(丙烯酸酯/苯乙烯共聚物树脂乳液，在以下的实施例和比较实施例中是相同的)(Pegar 873(Koat su GasKogyo有限公司)树脂：50％重量(蒸发后的残余))与13.7％重量的4，4’-硫代双(3-甲基-6-叔丁基苯酚)(以下称为BPSR，(NonflexBPS-R(Seiko Kagaku)))进行充分混合，所得到的混合物中引入并充分混合32.9％重量的无机填料(云母200HK(Kuraray))，0.1％重量的分散剂，0.1％重量的流动改善剂，0.9％重量的粘度调节剂，1.8％重量的增稠剂和9.3％重量的水用于调节粘度，来制备用于减振的涂料组合物。
实施例2
33.6％重量的丙烯酸类乳液(Pegar 873(Koatsu Gas Kogyo有限公司))与10.9％重量的BPSR(Nonflex BPS-R(Seiko Kagaku))进行充分混合，所得到的混合物中引入并充分混合43.4％重量的无机填料(云母200HK(Kuraray))，0.1％重量的分散剂，0.1％重量的流动改善剂，0.9％重量的粘度调节剂，1.8％重量的增稠剂和9.2％重量的水用于调节粘度，来制备用于减振的涂料组合物。
实施例3
32.3％重量的丙烯酸类乳液(Pegar 873(Koatsu Gas Kogyo有限公司))与4.0％重量的BPSR(Nonflex BPS-R(Seiko Kagaku))进行充分混合，所得到的混合物中引入并充分混合51.6％重量的无机填料(云母200HK(Kuraray))，0.1％重量的分散剂，0.1％重量的流动改善剂，0.9％重量的粘度调节剂，1.8％重量的增稠剂和9.2％重量的水用于调节粘度，来制备用于减振的涂料组合物。
实施例4
32.9％重量的丙烯酸类乳液(Pegar 873(Koatsu Gas Kogyo有限公司))与15.6％重量的BPSR(Nonflex BPS-R(Seiko Kagaku))进行充分混合，所得到的混合物中引入并充分混合39.3％重量的无机填料(30.3％重量的云母200HK(Kuraray)和9％重量的碳酸钙的混合物)，0.1％重量的分散剂，0.1％重量的流动改善剂，0.9％重量的粘度调节剂，1.8％重量的增稠剂和9.3％重量的水用于调节粘度，来制备用于减振的涂料组合物。
实施例5
42.7％重量的丙烯酸类乳液(Pegar 873(Koatsu Gas Kogyo有限公司))与20.1％重量的BPSR(Nonflex BPS-R(Seiko Kagaku))进行充分混合，所得到的混合物中加入并充分混合16.6％重量的无机填料(云母200HK(Kuraray))，0.1％重量的分散剂，0.1％重量的流动改善剂，0.4％重量的粘度调节剂，0.9％重量的增稠剂和19.2％重量的水用于调节粘度，来制备用于减振的涂料组合物。
实施例6
60.1％重量的醋酸乙烯酯类乳液(EVA P-20(Showa Highpolymer有限公司))与9.6％重量的BPSR(Nonflex BPS-R(Seiko Kagaku))进行充分混合，所得到的混合物中加入并充分混合9.0％重量的无机填料(云母200HK(Kuraray))，0.1％重量的分散剂，0.1％重量的流动改善剂，0.6％重量的粘度调节剂，1.2％重量的二氧化硅作为增稠剂和19.3％重量的水用于调节粘度，来制备用于减振的涂料组合物。
实施例7
41.9％重量的丙烯酸类乳液(Pegar 873(Koatsu Gas Kogyo有限公司))与14.0％重量的BPSR(Nonflex BPS-R(Seiko Kagaku))进行充分混合，所得到的混合物中加入并33.6％重量的无机填料(云母200HK(Kuraray))，0.1％重量的分散剂，0.1％重量的流动改善剂，0.9％重量的粘度调节剂和9.4％重量的水用于调节粘度，来制备用于减振的涂料组合物。
实施例8
部分溶解在9.7％重量的30％的琥珀酸酯水溶液中的13.1％重量的BPSR(Nonflex BPS-R(Seiko Kagaku))与40.0％重量的丙烯酸类乳液(Pegar 873(Koatsu Gas Kogyo有限公司))进行充分混合，所得到的混合物中加入并充分混合32.6％重量的无机填料(云母200HK(Kuraray))，0.1％重量的分散剂，0.1％重量的流动改善剂，0.4％重量的粘度调节剂，4.0％重量的水用于调节粘度，来制备用于减振的涂料组合物。
实施例9
32.6％重量的无机填料(云母200HK(Kuraray))用部分溶解在9.7％重量的30％的琥珀酸酯水溶液中的13.1％重量的BPSR(NonflexBPS-R(Seiko Kagaku))浸渍。将它与40.0％重量的丙烯酸类乳液(Pegar 873(Koatsu Gas Kogyo有限公司))进行充分混合，所得到的混合物中加入0.1％重量的分散剂，0.1％重量的流动改善剂，0.4％重量的粘度调节剂和4.0％重量的水用于调节粘度，来制备用于减振的涂料组合物。
实施例10
63.5％重量的丙烯酸类乳液(Pegar 873(Koatsu Gas Kogyo有限公司))与21.0％重量的BPSR(Nonflex BPS-R(Seiko Kagaku))进行充分混合，所得到的混合物中加入2.5％重量的无机填料(Kunipia(Kunimine Kogyo))，0.1％重量的分散剂，0.1％重量的流动改善剂，0.6％重量的粘度调节剂，1.3％重量作为增稠剂的二氧化硅和10.9％重量的水用于调节粘度，来制备用于减振的涂料组合物。
实施例11
41.2％重量的丙烯酸类乳液(Pegar 873(Koatsu Gas Kogyo有限公司))与13.7％重量的BPSR(Nonflex BPS-R(Seiko Kagaku))进行充分混合，所得到的混合物中加入32.9％重量的无机填料(云母200HK(Kuraray))，0.1％重量的分散剂，0.1％重量的流动改善剂，0.9％重量的粘度调节剂，1.8％重量作为增稠剂的碳黑(Ketjen black)和9.3％重量的水用于调节粘度，来制备用于减振的涂料组合物。
实施例12
33.6％重量的丙烯酸类乳液(BC-280(Dai-Nippon Ink &Chemicals公司))与10.9％重量的BPSR(Nonflex BPS-R(SeikoKagaku))进行充分混合，所得到的混合物中加入43.4％重量的无机填料(云母200HK(Kuraray))，0.1％重量的分散剂，0.1％重量的流动改善剂，0.9％重量的粘度调节剂，1.8％重量作为增稠剂的二氧化硅和9.2％重量的水用于调节粘度，来制备用于减振的涂料组合物。
实施例13
41.2％重量的丙烯酸类乳液(BC-280((Dai-Nippon Ink &Chemicals公司))与13.7％重量的BPSR(Nonflex BPS-R(SeikoKagaku))进行充分混合，所得到的混合物中加入32.9％重量的无机填料(云母200HK(Kuraray))，0.1％重量的分散剂，0.1％重量的流动改善剂，0.9％重量的粘度调节剂，1.8％重量作为增稠剂的二氧化硅和9.3％重量的水用于调节粘度，来制备用于减振的涂料组合物。
实施例14
41.2％重量的醋酸乙烯酯类乳液(EVA P-20(Showa Highpolymer有限公司))与13.7％重量的BPSR(Nonflex BPS-R(Seiko Kagaku))进行充分混合，所得到的混合物中加入并充分混合32.9％重量的无机填料(云母200HK(Kuraray))，0.1％重量的分散剂，0.1％重量的流动改善剂，0.8％重量的粘度调节剂，1.8％重量作为增稠剂的二氧化硅和9.4％重量的水用于调节粘度，来制备用于减振的涂料组合物。
实施例15
60.1％重量的醋酸乙烯酯类乳液(EVA P-20(Showa Highpolymer有限公司))与9.6％重量的4，4’-二羟基联苯(Wako Pure Chemicalsindustries))进行充分混合，所得到的混合物中加入并充分混合9.0％重量的无机填料(云母200HK(Kuraray))，0.1％重量的分散剂，0.1％重量的流动改善剂，0.6％重量的粘度调节剂，1.8％重量作为增稠剂的二氧化硅和19.3％重量的水用于调节粘度，来制备用于减振的涂料组合物。
实施例16
44.2％重量的丙烯酸/氨基甲酸酯类乳液(AP-3840(ShowaHighpolymer有限公司))与14.6％重量的BPSR(Nonflex BPS-R(Seiko Kagaku))进行充分混合，所得到的混合物中加入并充分混合35.3％重量的无机填料(云母200HK(Kuraray))，0.1％重量的分散剂，0.1％重量的流动改善剂，0.4％重量的粘度调节剂，0.9％重量作为增稠剂的二氧化硅和4.4％重量的水用于调节粘度，来制备用于减振的涂料组合物。
实施例17
60.1％重量的丙烯酸类乳液(Pegar 873(Koatsu Gas Kogyo有限公司))与9.67％重量的BPSR(Nonflex BPS-R(Seiko Kagaku))进行充分混合，所得到的混合物中加入9.0％重量的无机填料(Sonohaiji(Ube Materials))，0.1％重量的分散剂，0.1％重量的流动改善剂，0.6％重量的粘度调节剂，1.2％重量作为增稠剂的二氧化硅和19.3％重量的水用于调节粘度，来制备用于减振的涂料组合物。
实施例18
51.0％重量的丙烯酸类乳液(Pegar 873(Koatsu Gas Kogyo有限公司))与17.0％重量的BPSR(Nonflex BPS-R(Ohuchi shinko Kagaku))进行充分混合，所得到的混合物中加入9.1％重量的无机填料(Smectone SA(Kunimine Kogyo))，0.1％重量的分散剂，0.1％重量的流动改善剂，1.13％重量的粘度调节剂，2.3％重量作为增稠剂的二氧化硅和19.3％重量的水用于调节粘度，来制备用于减振的涂料组合物。
实施例19
制备60.1％重量的醋酸乙烯酯类乳液(EVA P-20(ShowaHighpolymer有限公司))、9.6％重量的5-氨基-1萘酚(Wako PureChemicals industries))、9.0％重量的无机填料(云母200HK(Kuraray))、0.1％重量的分散剂、0.1％重量的流动改善剂、0.6％重量的粘度调节剂、1.2％重量作为增稠剂的二氧化硅和19.3％重量的的水用于调节粘度所构成的混合物，用作减振的涂料组合物。比较实施例1
制备60.5％重量的醋酸乙烯酯类乳液(EVA P-20(ShowaHighpolymer有限公司))、18.1％重量的无机填料(云母200HK(Kuraray))、0.1％重量的分散剂、0.1％重量的流动改善剂、0.6％重量的粘度调节剂、1.2％重量作为增稠剂的二氧化硅和19.4％重量的水用于调节粘度所构成的混合物，用作减振的涂料组合物。比较实施例2
制备51.7％重量的丙烯酸类乳液(Pegar 873(Koatsu Gas Kogyo有限公司))、41.4％重量的无机填料(云母200HK(Kuraray))、0.1％重量的分散剂、0.1％重量的流动改善剂、0.5％重量的粘度调节剂、1.0％重量作为增稠剂的二氧化硅和5.2％重量的水用于调节粘度所构成的混合物，用作减振的涂料组合物。比较实施例3
68.3％重量的丙烯酸类乳液(Pegar 873(Koatsu Gas Kogyo有限公司))与22.5％重量的BPSR(Nonflex BPS-R(Seiko Kagaku))进行充分混合，所得到的混合物中加入0.1％重量的分散剂，0.1％重量的流动改善剂，0.7％重量的粘度调节剂，1.4％重量作为增稠剂的二氧化硅和6.8％重量的水用于调节粘度，来制备用于减振的涂料组合物。比较实施例4
市售的丙烯酸类涂料组合物(Atom Spray(Atomics))用来作为减振用涂料组合物。减振效果的评价
制造两种类型的样品，每一种涂料组合物是按照实施例1-19和比较实施例1-4制备的，来分析它们的减振效果；一种是铝板上涂有0.5mm厚的涂布膜，另一种是1mm厚。对每一种涂布膜在50Hz和1200Hz的谐振频率测量损耗因子η，结果如表2和3所示。
表1  氢键比例和损耗模量
        氢键比例指数红外吸收强度(1720至1690cm-1)/红外吸收强度(1720至1750cm-1)     损耗模量，E”N·m-2
实施例3     0.43     1.11×108
实施例1     0.70     3.20×108
比较实施例5     1.30     2.14×108
比较实施例2     0.05     1.00×108
表2  在50Hz谐振频率附近的吸收振动的效果
                 损耗因子η
    涂布膜厚：0.5mm     涂布膜厚：1mm
  实施例1实施例2实施例3实施例4实施例5实施例6实施例7实施例8实施例9实施例10实施例11实施例12实施例13实施例14实施例15实施例16实施例17实施例18实施例19比较实施例1比较实施例2比较实施例3比较实施例4     0.0900.1110.0800.0910.0610.0520.0360.0500.0600.0490.0680.0630.0470.0340.0360.0900.0310.0350.0320.0170.0280.0220.025     0.1700.2070.1490.1670.1320.1210.0970.1250.1350.0930.1330.1200.0910.0880.0800.1670.0650.0780.0670.0340.0590.0510.060
表3  在1200Hz谐振频率附近的吸收振动的效果
                  损耗因子η
    涂布膜厚：0.5mm     涂布膜厚：1mm
  实施例2实施例6实施例10实施例14比较实施例1比较实施例2比较实施例3比较实施例4     0.0610.0650.0710.1280.0420.0600.0030.055     0.1080.1250.1240.2200.0840.1020.0170.105
本发明的效果
本发明用于减振的涂料组合物的涂布膜即使在膜薄的情况下也可以在低频和高频范围实现高损耗因子η，因为它具有高损耗模量E”，并且易于应用在复杂形状的振动或发声部分。

Claims (15)

1.一种减振用涂料组合物，它包括以下涂料组分(i)，(ii)和(iii)：
(i)含有极性基团的树脂乳液，该极性基团能形成带有氢键的涂布膜，其中氢键在极性基团与如以下具有形成氢键效果的涂布组分(ii)的芳香族化合物相接触时形成，
(ii)具有形成和控制氢键效果的芳香族化合物，它的分子中还具有至少一个羟基基团，以及
(iii)无机填料。
2.如权利要求1的减振用涂料组合物，其中所述涂料组分(i)是选自以下树脂中至少一种的乳液，这些树脂包括丙烯酸类树脂，丙烯酸-苯乙烯类树脂，醋酸乙烯酯树脂，醋酸乙烯酯-丙烯酸类树脂，乙烯-醋酸乙烯酯类树脂，氨基甲酸酯类树脂，环氧类树脂，酚类树脂，醇酸类树脂，聚酯类树脂，合成橡胶胶乳，上述单体的共聚物，以及其改性树脂。
3.如权利要求1的减振用涂料组合物，其中所述涂料组分(ii)是其分子内还含有至少一个氨基的芳香族化合物。
4.如权利要求1的减振用涂料组合物，其中所述涂料组分(iii)是选自以下化合物中的至少一种无机填料，这些化合物包括滑石粉、蒙脱土、绿石、硬硅钙石、云母，滑石，碳酸钙，天然和合成沸石，锯末，米糠，石墨和片状二氧化硅。
5.如权利要求1的减振用涂料组合物，其中所述涂料组分(iii)是含有二氧化硅、氧化铝或氧化镁的层状化合物。
6.如权利要求1的减振用涂料组合物，其中所述芳香族化合物是选自以下化合物中的至少一种，这些化合物包括4，4’-硫代双(3-甲基-6-叔丁基苯酚)；4，4’-硫代双(2-甲基-6-叔丁基苯酚)；4，4’-亚甲基双(2，6-二叔丁基苯酚)；4，4’-亚乙基双(2，6-二叔丁基苯酚)；4，4’-(1，1-亚丙基)双(2-甲基-6-叔丁基苯酚)；2，2’-亚甲基双(4-乙基-6-叔丁基苯酚)；2，2’-亚甲基双(4-甲基-6-叔丁基苯酚)；4，4’-(1，1-亚异丙基)双(2，6-二叔丁基苯酚)；2，2’-亚甲基双(4-甲基-6-壬基苯酚)；2，2’-(1，1-亚异丁基)双(4，6-二甲基苯酚)；和2，2’-亚甲基双(4-甲基-6-环己基苯酚)；四(亚甲基-3，5-二叔丁基-4-氢化肉桂酸酯)。
7.如权利要求1的减振用涂料组合物，其中所述具有羟基的芳香族化合物是4，4’-二羟基联苯，4，4’-硫代双酚或其混合物。
8.如权利要求1的减振用涂料组合物，其中所述具有羟基的芳香族化合物是氢醌，1，5-二羟基萘或其混合物。
9.如权利要求1的减振用涂料组合物，其中所述具有羟基和氨基的芳香族化合物是5-氨基-1-萘酚，2-氨基-6-羟基萘酚或其混合物。
10.如权利要求1的减振用涂料组合物，其中所述涂料组分(i)、(ii)和(iii)分别以占整个减振用涂料组合物的10-75％重量、2-30％重量和2-60％重量加入。
11.一种如权利要求1的减振用涂料组合物的涂布膜，在膜厚2mm或更小时在50Hz的频率具有0.03或更大的损耗因子η，在1200Hz的频率具有0.065或更大的损耗因子η。
12.一种如权利要求11的涂布膜，其中该涂布膜在服务温度范围内的损耗模量E”是1×108-8.5×108Nm-2。
13.一种制备权利要求1的减振用涂料组合物的方法，包括以下步骤(1)和(2)：
(1)将所述涂料组分(i)和(ii)相互分散和混合的步骤，以及
(2)将上述混合物与所述(iii)混合的步骤。
14.一种制备权利要求1的减振用涂料组合物的方法，包括以下步骤(1)或(2)：
(1)在可以溶解所述涂料组分(ii)的溶剂存在下混合所述涂料组分(i)和(ii)，并将所得混合物与所述涂料组分(iii)混合的步骤，
(2)在用于有机含水溶液的可以溶解所述涂料组分(ii)的溶剂存在下混合所述涂料组分(i)、(ii)和(iii)的步骤。
15.一种制备权利要求1的减振用涂料组合物的方法，包括以下步骤(1)和(2)：
(1)使得所述涂料组分(ii)和所述涂料组分(iii)在可以溶解所述涂料组分(ii)的用于有机含水溶液的溶剂存在下相接触，由此将所述涂料组分(iii)用所述涂料组分(ii)浸透的步骤，以及
(2)将所得的浸透组分与所述涂料组分(i)混合的步骤。
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