一種水性隔音防腐涂料用乳液及其制備方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種水性隔音防腐涂料用乳液及其制備方法，具體用于鐵路軌道交通車體的具有高柔韌性、抗沖擊性和耐候性、耐酸堿腐蝕、阻尼溫域寬、阻尼抗振復合損耗因數高等特點的水性隔音阻尼涂料。本發明特別適用于車輛減振降噪領域。
【背景技術】
[0002]本發明涉及的水性隔音防腐涂料用乳液運用在車輛上。隨著我國火車、地鐵、高鐵向高檔化發展，對隔音防腐涂料的性能提出了更高的要求，要求在較寬溫度范圍內具有很好的隔音阻尼效果。目前國產涂料其低溫阻尼性能不能滿足鐵標要求，主要是水性基體樹脂材料性能達不到要求，存在水性隔音防腐乳液對底材的附著力及其持久性差、水性阻尼乳液溫度大于或小于25°C阻尼性能降低、水性阻尼乳液固含量上不去從而影響施工性能等一系列不足。
[0003]互穿網絡聚合物(IPN或LIPN)是一種獨特的高分子共混物。它是由交聯聚合物I和交聯聚合物II各自交聯后所得的網絡連續地相互穿插而成的。IPN不同于接枝共聚物，因為在IPN中聚合物I和II之間未發生化學鍵結合；它也不同于相容的共混物，因為聚合物I和II在IPN中存在各自的相，雖然相分離的微區尺寸小到只有幾百至一千埃。IPN的合成方法主要有分步法和同步法兩種。分步法是將已經交聯的聚合物(第一網絡)置入含有催化劑、交聯劑等的另一單體或預聚物中，使其溶脹，然后使第二單體或預聚體就地聚合并交聯形成第二網絡，所得產品稱分步互穿聚合物網絡。同步法，是將兩種或多種單體在同一反應器中按各自聚合和交聯歷程進行反應，形成同步互穿網絡。此外，由IPN的聚合機理決定了聚合物I /聚合物II IPN(聚合物I為第一網絡，聚合物II為第二網絡)的結構和性能不同于聚合物II /聚合物I IPN(聚合物II為第一網絡，聚合物I為第二網絡)。
[0004]雖然現有技術中已存在以互穿網絡聚合物形成的涂料用乳液的報道，但本領域仍然需要研發一種具有阻尼溫域寬、復合損耗因數高的水性隔音防腐涂料用乳液。

【發明內容】

[0005]為了解決現有技術中存在的上述技術問題，本發明的目的是提供一種水性隔音防腐涂料用乳液及其制備方法。本發明的水性隔音防腐涂料用乳液采用互穿網絡聚合物乳液合成技術，體系包括網絡I和網絡II兩部分。主要由苯乙烯、丙烯酸丁酯、二乙烯苯、丙烯酸、N-羥甲基丙烯酰胺、氨水、乳化劑、弓I發劑、緩沖劑和水制備得到。
[0006]因此，本發明提供一種水性隔音防腐涂料用乳液，所述乳液由網絡I和網絡II以互穿網絡聚合物(LIPN)乳液合成技術制備得到，其中，網絡I的原料包括苯乙烯30?40份、丙烯酸丁酯5?8份、二乙烯苯(DVB) 0.1?0.2份、丙烯酸0.3?I份、乳化劑OP-1O (辛烷基苯酚聚氧乙烯醚)和MS-1 (烷基酚醚磺基琥珀酸酯鈉鹽)、引發劑、堿性pH值調節劑、緩沖劑和水，網絡II的原料包括苯乙烯5?8份、丙烯酸丁酯50?55份、二乙烯苯(DVB) 0.1?0.2份、N-羥甲基丙烯酰胺0.1?0.5份、引發劑、堿性pH值調節劑和水。
[0007]優選地，所述乳化劑OP-1O為0.5?1.0份和MS-1為3.0?5.0份。本發明中通過使用特定成份和份量的(網絡I和網絡II )單體、特定成份和份量的復配乳化劑，使得本發明制備得到的水性隔音防腐涂料用乳液具有阻尼溫域寬、復合損耗因子高的特點。用本乳液配制的阻尼涂料在-10?50°C連續溫域內具有很好的阻尼效果，其復合損耗因數大于等于0.05且小于等于1.7。
[0008]優選地，所述網絡I和網絡II中的引發劑均為過硫酸鉀和/或過硫酸銨，且網絡I和網絡II中的引發劑均為0.2?0.3份。
[0009]優選地，所述網絡I和網絡II中的堿性PH值調節劑均為氨水，其用量在網絡I和網絡II中均為0.1?0.5份。
[0010]優選地，所述緩沖劑選自磷酸氫鈉、磷酸氫二鈉和碳酸氫鈉中的一種或多種，其用量為0.1?0.3份。
[0011]在一種具體的實施方式中，所述網絡II中還含有緩沖劑0.1?0.3份。
[0012]優選地，所述網絡I中的水為80?100份，網絡II中的水為10?20份。
[0013]在一種具體的實施方式中，所述網絡II中還含有丙烯酸0.3?I份。
[0014]在一種具體的實施方式中，網絡1:苯乙烯30?40份；丙烯酸丁酯5?8份；DVB0.1?0.2份；丙烯酸0.3?I份；0Ρ_10(λ 5?L O份；MS_13.0?5.0份；過硫酸鉀0.2?0.3份；磷酸氫鈉0.2?0.3份；氨水0.1?0.5份；水80?100份。網絡I1:苯乙烯5?8份；丙烯酸丁酯50?55份；DVB (二乙烯苯)0.1?0.2份；N_羥甲基丙烯酰胺0.1?0.5份；氨水0.1?0.5份；過硫酸鉀0.2?0.3份；水10?20份。
[0015]本發明還提供一種上述乳液的制備方法，包括如下步驟:
[0016]I)配制下述幾種液體:將引發劑用水溶解配成引發劑溶液；另將苯乙烯、丙烯酸丁酯、丙烯酸、OP-10、MS-1、二乙烯苯及水按網絡I的原料份數配比進行預乳化，得到待滴加的預乳化液；并向反應容器中加入水和緩沖劑，攪拌，升溫至65?75°C，得到緩沖液；
[0017]2)向所述緩沖液中同時滴加所述預乳化液和引發劑溶液，進行聚合反應，反應溫度控制在75?90°C，同時控制滴加速度使反應物料在1.5?2.5h內滴完，反應中和/或反應后加入堿性pH值調節劑，降溫靜置，制得含網絡I的種子乳液；
[0018]優選步驟2)中降溫為降至室溫，靜置時間為12小時左右。
[0019]3)將苯乙烯、丙烯酸丁酯、二乙烯苯、N-羥甲基丙烯酰胺及可選擇的丙烯酸按網絡II的原料份數配比進行預混合，得到混合液；將所述混合液加入所述含網絡I的種子乳液中，攪勻靜置，再將網絡II中所需的引發劑溶液滴加在其中，以與步驟2)相同范圍的溫度和滴加時間進行聚合反應，之后保溫反應；并在反應中和/或反應后加入堿性pH值調節劑；得到所述水性隔音防腐涂料用乳液。
[0020]本領域技術人員可以理解的，網絡II中的水份最好是加在引發劑中或堿性pH值調節劑中，而本步驟的所述混合液中最好是不加水。此外，步驟3)中攪勻靜置的時間例如為I小時。
[0021]本發明提供的隔音防腐乳液具有穩定性高、固體含量高、阻尼溫域寬、復合損耗因數高、機械性能高等特點。本發明提供的隔音防腐乳液的制備方法簡單易控，所得產品效果好。
【具體實施方式】
[0022]以下結合具體的實施例說明本發明，本發明的范圍并不限于實施例中的方案。在本發明中，如無特殊說明，其中的份均指重量份。
[0023]實施例1
[0024]本例中的水性隔音防腐涂料用乳液由下述配比的原料制備得到。網絡1:苯乙烯30份;丙烯酸丁醋5份；DVB0.1份;丙烯酸0.5份；0P-100.5份；MS_13.0份;過硫酸鉀0.2份；磷酸氫鈉0.2份；氨水0.1份；水80份。網絡I1:苯乙烯8份；丙烯酸丁酯55份；DVB0.2份；N-羥甲基丙烯酰胺0.5份；丙烯酸0.3份；氨水0.5份；過硫酸鉀0.3份；水20份。
[0025]該水性隔音防腐涂料用乳液的制備方法為:
[0026](I)將過硫酸鉀用水溶解好，配成5 %的溶液；
[0027](2)將苯乙烯、丙烯酸丁酯、丙烯酸、0P-10、MS_1、DVB及水