專利名稱：一種互穿網絡丙烯酸酯水溶膠型阻尼涂料的合成的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種阻尼涂料的合成，尤其涉及一種互穿網絡丙烯酸酯水溶膠型阻尼
涂料的合成。
背景技術：
阻尼材料(即減振材料)是指能大幅度衰減振動振幅的新型功能材料，它通過材 料內部的各種阻尼機制吸收外部振動能，并將其轉化成熱能而不可逆的耗散，從而達到減 振降噪功效。高分子阻尼材料是一種能消除振動和噪聲，以聚合物為基質的功能材料。當 高分子鏈段運動不能完全跟上振動的速率而產生分子鏈內摩擦，吸收一部分振動能，再以 '熱'形式而耗散，這樣就取到減少或降低振幅的作用。目前，各類阻尼材料已廣泛應用于導 彈、海軍艦船、火箭、衛星等軍事和高科技領域，隨著現代工業、交通運輸和宇航事業的發展 及對環境保護的重視，阻尼材料必然日益需要，尤其是高性能的阻尼材料。本方法是一種新 型互穿網絡結構的丙烯酸酯水溶膠型阻尼涂料，把這種水溶膠型涂料直接涂覆在振動器件 表面，就可起到減震作用，而且涂膜綜合性能好，因此使用簡單方便。 水性涂料分成乳液型、水溶膠型和水溶液型。區分這三種類型的依據是聚合物粒 子的大小，粒子大小不同，涂料性能的差別很大。水溶膠體系兼有乳液型和水溶液型的優 點，性能較為突出。 水溶膠體系作為涂料使用，其性能比較優越，具有以下特點 (1)水溶膠的粒度比乳液小，具有一定的自乳化能力。因此，水溶膠涂料機械穩定 性和凍融穩定性好，涂層的耐水性也好。 (2)與乳液相比，水溶膠的最低成膜溫度(MFT)低。在低成膜溫度下，可形成高硬 度的涂層。
(3)水溶膠的粒度小，可形成均勻的涂料，且所得涂層的光澤度高。
(4)流平性比乳液好，具有類似牛頓流體的流動特性。

發明內容
本發明的目的在于提供一種互穿網絡丙烯酸酯水溶膠型阻尼涂料的合成，提供良 好的硬度、耐摩擦性、耐候性、保光性、保色性的甲基丙烯酸甲酯為硬單體，以提供良好的柔 韌性、沖擊強度和附著力的丙烯酸丁酯為軟單體，以丙烯酸、甲基丙烯酸羥乙酯為官能團單 體，賦予水溶膠優異的穩定性，且甲基丙烯酸羥乙酯的羥基還可與外加交聯劑起化學交聯 固化作用。甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸-B-羥乙酯、丙烯酸的共聚物作為種子水溶膠(即 組分1)，丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸-B-羥乙酯的共聚物作為組分2，通過建立"核_殼"模 型，首先組分1進行溶液聚合，聚合完畢，加胺微粒化，形成無皂水溶膠，由于組分1的丙烯 酸自乳化作用，再加組分2，不需外加乳化劑可進行無皂水溶膠聚合，這樣兩步聚合得到具 有IPN結構的水性涂料。 本發明是這樣來實現的，其特征是合成方法為
(1)乙二醇丁醚和異丙醇按體積比7 : 3混合后，然后采用滴加法按體積比
30 : 4 : 3 : o. i加入甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸、甲基丙烯酸-B-羥乙酯、二乙烯基苯混合
于250ml四口瓶中，在11(TC溫度下聚合2 3小時； (2)然后降溫至6(TC滴加中和劑二乙胺基乙醇，使中和度達到80X 100%，充分 攪拌后，加入蒸餾水配成種子水溶膠； (3)再升至11(TC，再按體積比20 : 3 : 0. l滴加丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸-B-羥 乙酯、二乙烯基苯混合單體，無皂乳液聚合反應2 3小時結束，加水配制成50%的固含量， 降至室溫出料，即得IPN聚丙烯酸酯類水溶膠阻尼材料。 設合成的IPN聚丙烯酸酯類水溶膠阻尼材料中樹脂為100%重量，則甲基丙烯酸 甲酯的量為30%至70%，丙烯酸丁酯的量為30%至70%，甲基丙烯酸-B-羥乙酯的量為 5%至20%，丙烯酸的量為5%至20%。 所述的乙二醇丁醚和異丙醇可由二乙二醇乙醚、乙二醇丁醚、甲醇代替。
本發明的優點是(l)該方法不含外加乳化劑，涂膜具有較高的光澤度、附著力、 耐水性；(2) IPN結構的形成，體系具有良好的阻尼性能；(3) IPN結構的涂料中存在物理交 聯和化學交聯，擴大阻尼溫度范圍，玻璃化轉變溫度大70°C以上，最大耗散因子(tan S ) max達0. 55，是一種具有廣泛的應用前景的阻尼功能性涂料。


圖1為本發明的玻璃化轉變曲線曲線。
圖2為本發明的tanS-T曲線。
具體實施例方式
甲基丙烯酸甲酯(甲基丙烯酸甲酯)作為硬單體，丙烯酸丁酯作為軟單體，且可作 為內增塑劑調節聚合物玻璃化轉變溫度。丙烯酸作為官能團單體是為共聚物提供羧基，共 聚物用胺中和微粒化后，-COOH變成-C00—， -C00—之間的靜電排斥使無皂水溶膠穩定存在。 同時丙烯酸可起乳化劑作用，不需外加乳化劑，可進行無皂乳液聚合。另一種官能團單體是 甲基丙烯酸羥乙酯，作為極性單體分別與硬單體、軟單體共聚，增加硬單體、軟單體兩組分 的相容性，同時其羥基的親水性也可以提高水溶膠的穩定性。
實施例1 P(甲基丙烯酸甲酯-co-丙烯酸-co-甲基丙烯酸-B-羥乙酯)/P(丙烯酸丁 酯-co-甲基丙烯酸-B-羥乙酯)采用"核_殼"模型方法制備，兩網絡均加化學交聯劑，以 乙二醇丁醚、異丙醇為混合溶劑，采用滴加法加入30ml甲基丙烯酸甲酯、6ml丙烯酸、4ml甲 基丙烯酸-B-羥乙酯、0. lml 二乙烯基苯等混合單體1于250ml四口瓶中，在ll(TC溫度下 聚合2 3小時。然后降溫至6(TC滴加中和劑(中和度80%-100% )，充分攪拌后，加入 蒸餾水配成水溶膠。再升至原溫，滴加40ml丙烯酸丁酯、6ml甲基丙烯酸_B_羥乙酯、0. lml 二乙烯基苯混合單體2，反應2 3小時結束。加水配制成50%的固含量，降至室溫出料， 即得IPN聚丙烯酸酯類阻尼材料產物，為水溶膠狀態。水溶膠玻璃化轉變達75°C ，最大耗散 因子(tan S)腿x達0.55。見圖l和圖2，圖2的(tan S )max = 0. 55，水溶膠固化成涂膜 后五項性能指標，光澤度(％ ) 103. 7 ;柔韌性(mm) 1 ;硬度0. 8 ;附著力(級)1 ;抗沖擊強度(Kg cm)50。
實施例2 采用實施例1相同的實驗方法，但甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯兩網絡均不加網 絡交聯劑二乙烯基苯，所得線性IPN聚丙烯酸酯類阻尼材料產物，為水溶膠狀態。水溶膠玻 璃化轉變達6(TC以上，最大耗散因子(tan S)腿x達0.53。水溶膠固化成涂膜后五項性能 指標，光澤度(% )95 ;柔韌性(mm) 1 ;硬度0. 75 ;附著力(級)1 ;抗沖擊強度(Kg cm) 50。
實施例3 采用實施例1相同的實驗方法，但調整配方甲基丙烯酸甲酯40ml、丙烯酸丁 酯30ml，其它加入量均與例1 一致，所得水溶膠玻璃化轉變達7(TC以上，最大耗散因子 (tan S )max達0. 50。水溶膠固化成涂膜后五項性能指標，光澤度(％ )97 ;柔韌性(mm) 1 ; 硬度0. 88 ;附著力(級)2 ;抗沖擊強度(Kg cm) 50。
權利要求
一種互穿網絡丙烯酸酯水溶膠型阻尼涂料的合成，其特征是合成方法為(1)乙二醇丁醚和異丙醇按體積比7∶3混合后，然后采用滴加法按體積比30∶4∶3∶0.1加入甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸、甲基丙烯酸-B-羥乙酯、二乙烯基苯混合于250ml四口瓶中，在110℃溫度下聚合2～3小時；(2)然后降溫至60℃滴加中和劑二乙胺基乙醇，使中和度達到80％～100％，充分攪拌后，加入蒸餾水配成種子水溶膠；(3)再升至110℃，再按體積比20∶3∶0.1滴加丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸-B-羥乙酯、二乙烯基苯混合單體，無皂乳液聚合反應2～3小時結束，加水配制成50％的固含量，降至室溫出料，即得IPN聚丙烯酸酯類水溶膠阻尼材料。
2. 根據權利要求1所述的一種互穿網絡丙烯酸酯水溶膠型阻尼涂料的合成，其特征是 設合成的IPN聚丙烯酸酯類水溶膠阻尼材料中樹脂為100%重量，則甲基丙烯酸甲酯的量 為30 %至70 % ，丙烯酸丁酯的量為30 %至70 % ，甲基丙烯酸-B-羥乙酯的量為5 %至20 % ， 丙烯酸的量為5%至20%。
3. 根據權利要求1所述的一種互穿網絡丙烯酸酯水溶膠型阻尼涂料的合成，其特征是 所述的乙二醇丁醚和異丙醇可由二乙二醇乙醚、乙二醇丁醚、甲醇代替。
全文摘要
一種互穿網絡丙烯酸酯水溶膠型阻尼涂料的合成，其特征是合成方法為(1)乙二醇丁醚和異丙醇按體積比7∶3混合；(2)加入蒸餾水配成種子水溶膠；(3)再升至110℃，再按體積比20∶3∶0.1滴加丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸-B-羥乙酯、二乙烯基苯混合單體即得IPN聚丙烯酸酯類水溶膠阻尼材料。本發明的優點是(1)該方法不含外加乳化劑，涂膜具有較高的光澤度、附著力、耐水性；(2)IPN結構的形成，體系具有良好的阻尼性能；(3)IPN結構的涂料中存在物理交聯和化學交聯，擴大阻尼溫度范圍，玻璃化轉變溫度大70℃以上，最大耗散因子(tanδ)max達0.55，是一種具有廣泛的應用前景的阻尼功能性涂料。
文檔編號C09D133/12GK101781503SQ20101010361
公開日2010年7月21日 申請日期2010年2月1日 優先權日2010年2月1日
發明者萬里鷹 申請人:南昌航空大學