一种耐酸碱宽温域高阻尼的水性阻尼涂料及其制备方法
【专利摘要】一种耐酸碱宽温域高阻尼的水性阻尼涂料，由以下重量份数的组分制成：水性乳液30?65份、填料15?45份、阻燃剂10?35份、纤维0.1?2份、成膜助剂0?5份、分散剂0.1?1.5份、消泡剂0.1?1.5份、防冻剂0?4份、增稠剂0.2?3份、多功能助剂1?8份。本发明的耐酸碱宽温域高阻尼的水性阻尼涂料，具有阻尼性能高、阻尼温域宽、耐酸碱性强等优点；在?30℃～50℃的温域范围内材料损耗因子达的；分别通过10％的NaOH的溶液与10％的H2SO4溶液进行耐酸碱性测试，均达到72小时，且无起泡、无软化、不发粘，耐酸碱性优异。
【专利说明】
一种耐酸碱宽温域高阻尼的水性阻尼涂料及其制备方法
技术领域
[0001] 本发明涉及水性阻尼涂料技术领域，具体涉及应用于交通工具、机械装备等领域 的具有减振降噪功能性作用的一种耐酸碱宽温域高阻尼的水性阻尼涂料及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 在减振降噪领域，阻尼材料与技术的应用被认为是解决振动及声波传导与辐射的 最有效手段，各种阻尼材料在交通工具、机械、电器、军事装备、建筑等领域越来越多地被开 发与应用。
[0003] 水性阻尼涂料作为一种方便施工、环保性的功能性阻尼材料尤为被重视，逐渐取 代传统的沥青片、橡胶等阻尼材料，如汽车、舰船、飞机等等。但，在实际应用中，各种复杂的 应用环境对水性阻尼涂料的综合性能有着严苛的要求，水性阻尼涂料的综合性能是由构成 涂料的功能性乳液、颜填料、各种助剂及制备工艺共同决定。提高水性阻尼涂料的使用寿 命，拓宽其使用温域，提高其损耗因子，成为材料开发与应用的普遍追求。一种耐酸碱性的 阻尼涂料可以满足阻尼涂层在酸碱性应用环境下的使用，并大大延长阻尼涂层在苛刻环境 下的使用寿命。
[0004] 如中国专利CN102408799A公开了一种高温域水性阻尼涂料，该高温域水性阻尼涂 料以水性乳液为主剂，以片状云母粉和金属粉为主要无机填料，以碳纤维为辅助填料，以水 性分散剂、水性消泡剂、水性润湿剂、增稠剂为主要涂料助剂，还有阻燃剂和成膜助剂。所公 开的高温域水性阻尼涂料可用于使用温度较高的振动基体的振动和噪声控制，同时该涂料 具有良好的散热性能和防腐性能，以及能够良好保持在较高温度范围内的涂层强度。
[0005] 再如中国专利CN105419544A公开了一种水性阻尼涂料及其制备方法，成分为：水 性乳液10 %~30 % ;木质纤维4 %~10 % ;无机填料35 %~50 % ;分散剂2 %~5 % ;消泡剂 0.5 %~1.2 % ;流变助剂1 %~5 % ;杀菌剂0.2 %~0.8 % ;水10 %~28 % ;上述原料经混合 搅拌、过滤后即可制得水性阻尼涂料。通过在原料中添加木质纤维，水性乳液含量可低至 10-30%wt，既解决了水性阻尼涂料在低乳液含量时，涂料固化后漆膜外观开裂、鼓泡的问 题，同时又降低了阻尼涂料成本，并且使得水性阻尼涂料在20°C常温下的阻尼性能可高达 0.224。
[0006] 但目前市场中现有的一些阻尼涂料，在耐酸碱性、宽阻尼温域及高阻尼因子上并 不尽人意。
【发明内容】
[0007] 本发明所要解决的技术问题在于提供一种耐酸碱宽温域高阻尼的水性阻尼涂料， 使其具有很好的耐酸碱性以应对酸碱性环境对阻尼涂层的侵蚀与破坏，延长其使用寿命， 同时，还具有优异的阻尼性能和阻尼适用温域，以满足酸碱环境下的减振降噪需求。
[0008] 本发明所要解决的技术问题采用以下技术方案来实现：
[0009] -种耐酸碱宽温域高阻尼的水性阻尼涂料，由以下重量份数的组分制成:水性乳 液30-65份、填料15-45份、阻燃剂10-35份、纤维Ο . 1 -2份、成膜助剂0-5份、分散剂0.1-1.5 份、消泡剂〇. 1 -1.5份、防冻剂0-4份、增稠剂0.2-3份、多功能助剂1 -8份。
[0010] 所述水性乳液为自交联型的丙烯酸酯体系乳液，乳液设计具有高的阻尼损耗因 子，并具有很好的耐酸碱稳定性。
[0011] 所述丙烯酸酯体系乳液由质量比为50%_90%核壳结构的苯丙乳液和10%_50% 有机硅改性丙烯酸酯乳液共混构成。
[0012] 所述核壳结构的苯丙乳液的玻璃化转化温度为20°c-50°c，有机硅改性丙烯酸酯 乳液的玻璃化转化温度为-30°C_25°C，乳液固含量高于35%。使得共混后的水性乳液有可 覆盖80°C的阻尼温域平台，在温域平台内并具有高的损耗因子。
[0013] 所述填料为40-800目的片状云母粉、40-800目的片状石墨粉、滑石粉、硫酸钡中的 至少两种，以任意比例混合。
[0014] 所述阻燃剂为磷氮系无卤阻燃剂或无机金属氢氧化物阻燃剂，如聚多磷酸铵、三 聚氰胺、膨胀型石墨、三聚氰胺磷酸盐、硼酸锌、TGIC、氢氧化铝、氢氧化镁，选用其中的一种 或多种。
[0015] 所述纤维为聚丙烯纤维、玄武岩纤维中的一种或两种，长度为2_5mm。
[0016] 所述成膜助剂为醇脂-12、丙二醇乙醚、丙二醇丁醚中的一种或几种。
[0017] 所述分散剂为水性涂料通用型分散剂，优选聚羧酸钠盐分散剂、丙烯酸均聚物钠 盐分散剂中的一种或两种。
[0018] 所述消泡剂为非离子型硅氧烷消泡剂、通用型水性消泡剂、矿物油消泡剂中的一 种或多种。
[0019] 所述防冻剂为低碳醇类、二元醇及酰胺类防冻剂。
[0020] 所述增稠剂为丙烯酸类增稠剂、聚氨酯增稠剂、羟甲基纤维素中的一种或多种。 [0021 ]所述多功能助剂为2_氨基_2_甲基-1-丙醇，其加入的有益效果是提尚阻尼涂料的 PH稳定性，提高增稠剂的效率，减少锈蚀，降低气味，降低产品的成本，同时，经过本发明所 实施中的试验发现，本发明中的多功能助剂有助于提高涂料储存稳定性、涂层干膜的稳定 性、涂层的耐酸碱性。
[0022] 上述耐酸碱宽温域高阻尼的水性阻尼涂料的制备方法如下：
[0023] (1)将水性乳液加入容器中进行中低速分散与搅拌进行共混，直至均匀；
[0024] (2)向分散中的乳液中依次加入分散剂、消泡剂(一半）、纤维，之后将分散速度调 至高速，依次加入填料、阻燃剂、防冻剂、成膜助剂、多功能助剂、消泡剂(另一半），高速分散 至均匀；
[0025] (3)最后加入增稠剂调解稠度，以中低速进行搅拌lOmin即得到成品涂料。
[0026] 所述的耐酸碱宽温域高阻尼的水性阻尼涂料的使用方法是涂覆于振动基材的表 面，可以构成自由阻尼结构，亦可以作为约束阻尼结构层的阻尼层材料，用其它适用材料做 约束层。
[0027] 本发明的有益效果是:本发明的耐酸碱宽温域高阻尼的水性阻尼涂料，具有阻尼 性能高、阻尼温域宽、耐酸碱性强等优点；在-30°C~50°C的温域范围内材料具有较高的损 耗因子平台；分别通过10%的NaOH的溶液与10%的出504溶液进行耐酸碱性测试，均达到72 小时，且无起泡、无软化、不发粘，耐酸碱性优异。
【具体实施方式】
[0028] 为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结 合具体实施例，进一步阐述本发明。
[0029] 实施例1
[0030] 按如下组成配方称取各组成原料：
[0031 ] 水性乳液(含90%核壳结构的苯丙乳液，10%的机娃改性丙稀酸酯乳液)45份;云 母15份、滑石粉5份;磷氮系无卤阻燃剂18份;聚丙烯纤维0.6份;醇酯十二2份;丙烯酸均聚 物钠盐分散剂0.8份;通用水性消泡剂1份;二元醇类防冻剂2份;丙烯酸酯类增稠剂1.5份； 多功能助剂5份。
[0032] 上述耐酸碱宽温域高阻尼的水性阻尼涂料的制备方法如下：
[0033] (1)将水性乳液加入容器中进行中低速分散与搅拌进行共混，直至均匀；
[0034] (2)向分散中的乳液中依次加入分散剂、消泡剂(一半）、纤维，之后将分散速度调 至高速，依次加入填料、阻燃剂、防冻剂、成膜助剂、多功能助剂、消泡剂(另一半），高速分散 至均匀；
[0035] (3)最后加入增稠剂调解稠度，以中低速进行搅拌lOmin即得到成品涂料。
[0036] 实施例2
[0037] 按如下组成配方称取各组成原料：
[0038]水性乳液(含70 %核壳结构的苯丙乳液，30 %的机娃改性丙稀酸酯乳液)45份;云 母10份、石墨粉10份、滑石粉5份;氢氧化铝10份;聚丙烯纤维1份;醇酯十二1份;水性涂料通 用型分散剂1.2份;矿物油消泡剂0.8份;低碳醇类防冻剂3份;丙烯酸酯类增稠剂1份、羟甲 基纤维素1份;多功能助剂8份。
[0039] 上述耐酸碱宽温域高阻尼的水性阻尼涂料的制备方法如下：
[0040] (1)将水性乳液加入容器中进行中低速分散与搅拌进行共混，直至均匀；
[0041] (2)向分散中的乳液中依次加入分散剂、消泡剂(一半）、纤维，之后将分散速度调 至高速，依次加入填料、阻燃剂、防冻剂、成膜助剂、多功能助剂、消泡剂(另一半），高速分散 至均匀；
[0042] (3)最后加入增稠剂调解稠度，以中低速进行搅拌lOmin即得到成品涂料。
[0043] 实施例3
[0044]按如下组成配方称取各组成原料：
[0045] 水性乳液(含50%核壳结构的苯丙乳液，50%的机硅改性丙烯酸酯乳液)45份;云 母15份、石墨粉10份、硫酸钡10份;聚多磷酸铵10份、氢氧化镁10份;聚丙烯纤维1份、玄武岩 纤维1份;聚羧酸钠盐分散剂1.5份;矿物油消泡剂1.5份;聚氨酯增稠剂3份；多功能助剂3 份。
[0046] 上述耐酸碱宽温域高阻尼的水性阻尼涂料的制备方法如下：
[0047] (1)将水性乳液加入容器中进行中低速分散与搅拌进行共混，直至均匀；
[0048] (2)向分散中的乳液中依次加入分散剂、消泡剂(一半）、纤维，之后将分散速度调 至高速，依次加入填料、阻燃剂、多功能助剂、消泡剂(另一半），高速分散至均匀；
[0049] (3)最后加入增稠剂调解稠度，以中低速进行搅拌lOmin即得到成品涂料。
[0050] 实施例4
[0051 ]按如下组成配方称取各组成原料：
[0052]水性乳液(含50%核壳结构的苯丙乳液，50%的机硅改性丙烯酸酯乳液）30份;云 母15份、石墨粉15份;氢氧化铝10份、氢氧化镁10份;聚丙烯纤维1份、玄武岩纤维1份;聚羧 酸钠盐分散剂〇. 1份;矿物油消泡剂〇. 1份;聚氨酯增稠剂〇. 2份;多功能助剂1份。
[0053] 上述耐酸碱宽温域高阻尼的水性阻尼涂料的制备方法如下：
[0054] (1)将水性乳液加入容器中进行中低速分散与搅拌进行共混，直至均匀；
[0055] (2)向分散中的乳液中依次加入分散剂、消泡剂(一半）、纤维，之后将分散速度调 至高速，依次加入填料、阻燃剂、多功能助剂、消泡剂(另一半），高速分散至均匀；
[0056] (3)最后加入增稠剂调解稠度，以中低速进行搅拌lOmin即得到成品涂料。
[0057] 实施例5
[0058]按如下组成配方称取各组成原料：
[0059] 水性乳液(含50%核壳结构的苯丙乳液，50%的机硅改性丙烯酸酯乳液)65份;云 母15份、石墨粉15份、滑石粉15份;氢氧化铝35份;聚丙烯纤维2份;醇酯十二3份;聚羧酸钠 盐分散剂1.5份;矿物油消泡剂1.5份;聚氨酯增稠剂3份;多功能助剂3份。
[0060] 上述耐酸碱宽温域高阻尼的水性阻尼涂料的制备方法如下：
[0061 ] (1)将水性乳液加入容器中进行中低速分散与搅拌进行共混，直至均匀；
[0062] (2)向分散中的乳液中依次加入分散剂、消泡剂(一半）、纤维，之后将分散速度调 至高速，依次加入填料、阻燃剂、成膜助剂、多功能助剂、消泡剂(另一半），高速分散至均匀； [0063] (3)最后加入增稠剂调解稠度，以中低速进行搅拌lOmin即得到成品涂料。
[0064]针对实施例1-5中的涂料制备样品，进行耐酸碱及阻尼因子测试。耐酸碱测试是将 制备的阻尼涂料涂覆与0.5mm厚的碳素钢板材上，待其充分实干，然后浸泡于配置的化学液 体介质中。材料的阻尼因子(损耗因子)采用动态机械热分析仪(美国TA公司，DMA Q800型） 进行测试。测试结果如下表所示。
[0065]
[0066]以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术 人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本 发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变 化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其 等效物界定。
【主权项】
1. 一种耐酸碱宽温域高阻尼的水性阻尼涂料，其特征在于由以下重量份数的组分制 成:水性乳液30-65份、填料15-45份、阻燃剂10-35份、纤维0.1-2份、成膜助剂0-5份、分散剂 0.1-1.5份、消泡剂0.1-1.5份、防冻剂0-4份、增稠剂0.2-3份、多功能助剂1-8份。2. 根据权利要求1所述的一种耐酸碱宽温域高阻尼的水性阻尼涂料，其特征在于，所述 水性乳液为自交联型的丙烯酸酯体系乳液，所述丙烯酸酯体系乳液由质量比为50%_90% 核壳结构的苯丙乳液和1 〇 % -50 %有机娃改性丙稀酸酯乳液共混构成。3. 根据权利要求2所述的一种耐酸碱宽温域高阻尼的水性阻尼涂料，其特征在于，所述 核壳结构的苯丙乳液的玻璃化转化温度为20 °C -50 °C，有机硅改性丙烯酸酯乳液的玻璃化 转化温度为-30°C-25°C，乳液固含量高于35%。4. 根据权利要求1所述的一种耐酸碱宽温域高阻尼的水性阻尼涂料，其特征在于，所述 填料为40-800目的片状云母粉、40-800目的片状石墨粉、滑石粉、硫酸钡中的至少两种，以 任意比例混合。5. 根据权利要求1所述的一种耐酸碱宽温域高阻尼的水性阻尼涂料，其特征在于，所述 阻燃剂为磷氮系无卤阻燃剂或无机金属氢氧化物阻燃剂，如聚多磷酸铵、三聚氰胺、膨胀型 石墨、三聚氰胺磷酸盐、硼酸锌、TGIC、氢氧化铝、氢氧化镁，选用其中的一种或多种。6. 根据权利要求1所述的一种耐酸碱宽温域高阻尼的水性阻尼涂料，其特征在于，所述 纤维为聚丙烯纤维、玄武岩纤维中的一种或两种，长度为2_5mm。7. 根据权利要求1所述的一种耐酸碱宽温域高阻尼的水性阻尼涂料，其特征在于，所述 成膜助剂为醇脂-12、丙二醇乙醚、丙二醇丁醚中的一种或几种。8. 根据权利要求1所述的一种耐酸碱宽温域高阻尼的水性阻尼涂料，其特征在于，所述 分散剂为水性涂料通用型分散剂，优选聚羧酸钠盐分散剂、丙烯酸均聚物钠盐分散剂中的 一种或两种。9. 根据权利要求1所述的一种耐酸碱宽温域高阻尼的水性阻尼涂料，其特征在于，所述 消泡剂为非离子型硅氧烷消泡剂、通用型水性消泡剂、矿物油消泡剂中的一种或多种。10. 根据权利要求1所述的一种耐酸碱宽温域高阻尼的水性阻尼涂料，其特征在于，所 述防冻剂为低碳醇类、二元醇及酰胺类防冻剂。11. 根据权利要求1所述的一种耐酸碱宽温域高阻尼的水性阻尼涂料，其特征在于，所 述增稠剂为丙烯酸类增稠剂、聚氨酯增稠剂、羟甲基纤维素中的一种或多种。12. 根据权利要求1所述的一种耐酸碱宽温域高阻尼的水性阻尼涂料，其特征在于，所 述多功能助剂为2-氨基-2-甲基-1-丙醇。13. -种制备权利要求1-11任一项所述水性阻尼涂料的方法，其特征在于，步骤如下： (1) 将水性乳液加入容器中进行中低速分散与搅拌进行共混，直至均匀； (2) 向分散中的乳液中依次加入分散剂、组分重量1/2的消泡剂、纤维，之后将分散速度 调至高速，依次加入填料、阻燃剂、防冻剂、成膜助剂、多功能助剂、剩余量的消泡剂，高速分 散至均匀； (3) 最后加入增稠剂调解稠度，以中低速进行搅拌lOmin即得到成品涂料。14. 一种权利要求1-11任一项所述水性阻尼涂料的使用方法，其特征在于，将上述水性 阻尼涂料涂覆于振动基材的表面，构成自由阻尼结构，或者作为约束阻尼结构层的阻尼层 材料，用其它适用材料做约束层。
【文档编号】C09D7/12GK106009961SQ201610574045
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年7月20日
【发明人】汪承磊, 陈来
【申请人】安徽贝卫新材料科技有限公司