一種耐酸堿寬溫域高阻尼的水性阻尼涂料及其制備方法
【專利摘要】一種耐酸堿寬溫域高阻尼的水性阻尼涂料，由以下重量份數的組分制成：水性乳液30?65份、填料15?45份、阻燃劑10?35份、纖維0.1?2份、成膜助劑0?5份、分散劑0.1?1.5份、消泡劑0.1?1.5份、防凍劑0?4份、增稠劑0.2?3份、多功能助劑1?8份。本發明的耐酸堿寬溫域高阻尼的水性阻尼涂料，具有阻尼性能高、阻尼溫域寬、耐酸堿性強等優點；在?30℃～50℃的溫域范圍內材料損耗因子達的；分別通過10％的NaOH的溶液與10％的H2SO4溶液進行耐酸堿性測試，均達到72小時，且無起泡、無軟化、不發粘，耐酸堿性優異。
【專利說明】
一種耐酸堿寬溫域高阻尼的水性阻尼涂料及其制備方法
技術領域
[0001] 本發明涉及水性阻尼涂料技術領域，具體涉及應用于交通工具、機械裝備等領域 的具有減振降噪功能性作用的一種耐酸堿寬溫域高阻尼的水性阻尼涂料及其制備方法。
【背景技術】
[0002] 在減振降噪領域，阻尼材料與技術的應用被認為是解決振動及聲波傳導與輻射的 最有效手段，各種阻尼材料在交通工具、機械、電器、軍事裝備、建筑等領域越來越多地被開 發與應用。
[0003] 水性阻尼涂料作為一種方便施工、環保性的功能性阻尼材料尤為被重視，逐漸取 代傳統的瀝青片、橡膠等阻尼材料，如汽車、艦船、飛機等等。但，在實際應用中，各種復雜的 應用環境對水性阻尼涂料的綜合性能有著嚴苛的要求，水性阻尼涂料的綜合性能是由構成 涂料的功能性乳液、顏填料、各種助劑及制備工藝共同決定。提高水性阻尼涂料的使用壽 命，拓寬其使用溫域，提高其損耗因子，成為材料開發與應用的普遍追求。一種耐酸堿性的 阻尼涂料可以滿足阻尼涂層在酸堿性應用環境下的使用，并大大延長阻尼涂層在苛刻環境 下的使用壽命。
[0004] 如中國專利CN102408799A公開了一種高溫域水性阻尼涂料，該高溫域水性阻尼涂 料以水性乳液為主劑，以片狀云母粉和金屬粉為主要無機填料，以碳纖維為輔助填料，以水 性分散劑、水性消泡劑、水性潤濕劑、增稠劑為主要涂料助劑，還有阻燃劑和成膜助劑。所公 開的高溫域水性阻尼涂料可用于使用溫度較高的振動基體的振動和噪聲控制，同時該涂料 具有良好的散熱性能和防腐性能，以及能夠良好保持在較高溫度范圍內的涂層強度。
[0005] 再如中國專利CN105419544A公開了一種水性阻尼涂料及其制備方法，成分為：水 性乳液10 %~30 % ;木質纖維4 %~10 % ;無機填料35 %~50 % ;分散劑2 %~5 % ;消泡劑 0.5 %~1.2 % ;流變助劑1 %~5 % ;殺菌劑0.2 %~0.8 % ;水10 %~28 % ;上述原料經混合 攪拌、過濾后即可制得水性阻尼涂料。通過在原料中添加木質纖維，水性乳液含量可低至 10-30%wt，既解決了水性阻尼涂料在低乳液含量時，涂料固化后漆膜外觀開裂、鼓泡的問 題，同時又降低了阻尼涂料成本，并且使得水性阻尼涂料在20°C常溫下的阻尼性能可高達 0.224。
[0006] 但目前市場中現有的一些阻尼涂料，在耐酸堿性、寬阻尼溫域及高阻尼因子上并 不盡人意。

【發明內容】

[0007] 本發明所要解決的技術問題在于提供一種耐酸堿寬溫域高阻尼的水性阻尼涂料， 使其具有很好的耐酸堿性以應對酸堿性環境對阻尼涂層的侵蝕與破壞，延長其使用壽命， 同時，還具有優異的阻尼性能和阻尼適用溫域，以滿足酸堿環境下的減振降噪需求。
[0008] 本發明所要解決的技術問題采用以下技術方案來實現：
[0009] -種耐酸堿寬溫域高阻尼的水性阻尼涂料，由以下重量份數的組分制成:水性乳 液30-65份、填料15-45份、阻燃劑10-35份、纖維Ο . 1 -2份、成膜助劑0-5份、分散劑0.1-1.5 份、消泡劑〇. 1 -1.5份、防凍劑0-4份、增稠劑0.2-3份、多功能助劑1 -8份。
[0010] 所述水性乳液為自交聯型的丙烯酸酯體系乳液，乳液設計具有高的阻尼損耗因 子，并具有很好的耐酸堿穩定性。
[0011] 所述丙烯酸酯體系乳液由質量比為50%_90%核殼結構的苯丙乳液和10%_50% 有機硅改性丙烯酸酯乳液共混構成。
[0012] 所述核殼結構的苯丙乳液的玻璃化轉化溫度為20°c-50°c，有機硅改性丙烯酸酯 乳液的玻璃化轉化溫度為-30°C_25°C，乳液固含量高于35%。使得共混后的水性乳液有可 覆蓋80°C的阻尼溫域平臺，在溫域平臺內并具有高的損耗因子。
[0013] 所述填料為40-800目的片狀云母粉、40-800目的片狀石墨粉、滑石粉、硫酸鋇中的 至少兩種，以任意比例混合。
[0014] 所述阻燃劑為磷氮系無鹵阻燃劑或無機金屬氫氧化物阻燃劑，如聚多磷酸銨、三 聚氰胺、膨脹型石墨、三聚氰胺磷酸鹽、硼酸鋅、TGIC、氫氧化鋁、氫氧化鎂，選用其中的一種 或多種。
[0015] 所述纖維為聚丙烯纖維、玄武巖纖維中的一種或兩種，長度為2_5mm。
[0016] 所述成膜助劑為醇脂-12、丙二醇乙醚、丙二醇丁醚中的一種或幾種。
[0017] 所述分散劑為水性涂料通用型分散劑，優選聚羧酸鈉鹽分散劑、丙烯酸均聚物鈉 鹽分散劑中的一種或兩種。
[0018] 所述消泡劑為非離子型硅氧烷消泡劑、通用型水性消泡劑、礦物油消泡劑中的一 種或多種。
[0019] 所述防凍劑為低碳醇類、二元醇及酰胺類防凍劑。
[0020] 所述增稠劑為丙烯酸類增稠劑、聚氨酯增稠劑、羥甲基纖維素中的一種或多種。 [0021 ]所述多功能助劑為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穩定性，提高增稠劑的效率，減少銹蝕，降低氣味，降低產品的成本，同時，經過本發明所 實施中的試驗發現，本發明中的多功能助劑有助于提高涂料儲存穩定性、涂層干膜的穩定 性、涂層的耐酸堿性。
[0022] 上述耐酸堿寬溫域高阻尼的水性阻尼涂料的制備方法如下：
[0023] (1)將水性乳液加入容器中進行中低速分散與攪拌進行共混，直至均勻；
[0024] (2)向分散中的乳液中依次加入分散劑、消泡劑(一半）、纖維，之后將分散速度調 至高速，依次加入填料、阻燃劑、防凍劑、成膜助劑、多功能助劑、消泡劑(另一半），高速分散 至均勻；
[0025] (3)最后加入增稠劑調解稠度，以中低速進行攪拌lOmin即得到成品涂料。
[0026] 所述的耐酸堿寬溫域高阻尼的水性阻尼涂料的使用方法是涂覆于振動基材的表 面，可以構成自由阻尼結構，亦可以作為約束阻尼結構層的阻尼層材料，用其它適用材料做 約束層。
[0027] 本發明的有益效果是:本發明的耐酸堿寬溫域高阻尼的水性阻尼涂料，具有阻尼 性能高、阻尼溫域寬、耐酸堿性強等優點；在-30°C~50°C的溫域范圍內材料具有較高的損 耗因子平臺；分別通過10%的NaOH的溶液與10%的出504溶液進行耐酸堿性測試，均達到72 小時，且無起泡、無軟化、不發粘，耐酸堿性優異。
【具體實施方式】
[0028] 為了使本發明實現的技術手段、創作特征、達成目的與功效易于明白了解，下面結 合具體實施例，進一步闡述本發明。
[0029] 實施例1
[0030] 按如下組成配方稱取各組成原料：
[0031 ] 水性乳液(含90%核殼結構的苯丙乳液，10%的機娃改性丙稀酸酯乳液)45份;云 母15份、滑石粉5份;磷氮系無鹵阻燃劑18份;聚丙烯纖維0.6份;醇酯十二2份;丙烯酸均聚 物鈉鹽分散劑0.8份;通用水性消泡劑1份;二元醇類防凍劑2份;丙烯酸酯類增稠劑1.5份； 多功能助劑5份。
[0032] 上述耐酸堿寬溫域高阻尼的水性阻尼涂料的制備方法如下：
[0033] (1)將水性乳液加入容器中進行中低速分散與攪拌進行共混，直至均勻；
[0034] (2)向分散中的乳液中依次加入分散劑、消泡劑(一半）、纖維，之后將分散速度調 至高速，依次加入填料、阻燃劑、防凍劑、成膜助劑、多功能助劑、消泡劑(另一半），高速分散 至均勻；
[0035] (3)最后加入增稠劑調解稠度，以中低速進行攪拌lOmin即得到成品涂料。
[0036] 實施例2
[0037] 按如下組成配方稱取各組成原料：
[0038]水性乳液(含70 %核殼結構的苯丙乳液，30 %的機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;氫氧化鋁10份;聚丙烯纖維1份;醇酯十二1份;水性涂料通 用型分散劑1.2份;礦物油消泡劑0.8份;低碳醇類防凍劑3份;丙烯酸酯類增稠劑1份、羥甲 基纖維素1份;多功能助劑8份。
[0039] 上述耐酸堿寬溫域高阻尼的水性阻尼涂料的制備方法如下：
[0040] (1)將水性乳液加入容器中進行中低速分散與攪拌進行共混，直至均勻；
[0041] (2)向分散中的乳液中依次加入分散劑、消泡劑(一半）、纖維，之后將分散速度調 至高速，依次加入填料、阻燃劑、防凍劑、成膜助劑、多功能助劑、消泡劑(另一半），高速分散 至均勻；
[0042] (3)最后加入增稠劑調解稠度，以中低速進行攪拌lOmin即得到成品涂料。
[0043] 實施例3
[0044]按如下組成配方稱取各組成原料：
[0045] 水性乳液(含50%核殼結構的苯丙乳液，50%的機硅改性丙烯酸酯乳液)45份;云 母15份、石墨粉10份、硫酸鋇10份;聚多磷酸銨10份、氫氧化鎂10份;聚丙烯纖維1份、玄武巖 纖維1份;聚羧酸鈉鹽分散劑1.5份;礦物油消泡劑1.5份;聚氨酯增稠劑3份；多功能助劑3 份。
[0046] 上述耐酸堿寬溫域高阻尼的水性阻尼涂料的制備方法如下：
[0047] (1)將水性乳液加入容器中進行中低速分散與攪拌進行共混，直至均勻；
[0048] (2)向分散中的乳液中依次加入分散劑、消泡劑(一半）、纖維，之后將分散速度調 至高速，依次加入填料、阻燃劑、多功能助劑、消泡劑(另一半），高速分散至均勻；
[0049] (3)最后加入增稠劑調解稠度，以中低速進行攪拌lOmin即得到成品涂料。
[0050] 實施例4
[0051 ]按如下組成配方稱取各組成原料：
[0052]水性乳液(含50%核殼結構的苯丙乳液，50%的機硅改性丙烯酸酯乳液）30份;云 母15份、石墨粉15份;氫氧化鋁10份、氫氧化鎂10份;聚丙烯纖維1份、玄武巖纖維1份;聚羧 酸鈉鹽分散劑〇. 1份;礦物油消泡劑〇. 1份;聚氨酯增稠劑〇. 2份;多功能助劑1份。
[0053] 上述耐酸堿寬溫域高阻尼的水性阻尼涂料的制備方法如下：
[0054] (1)將水性乳液加入容器中進行中低速分散與攪拌進行共混，直至均勻；
[0055] (2)向分散中的乳液中依次加入分散劑、消泡劑(一半）、纖維，之后將分散速度調 至高速，依次加入填料、阻燃劑、多功能助劑、消泡劑(另一半），高速分散至均勻；
[0056] (3)最后加入增稠劑調解稠度，以中低速進行攪拌lOmin即得到成品涂料。
[0057] 實施例5
[0058]按如下組成配方稱取各組成原料：
[0059] 水性乳液(含50%核殼結構的苯丙乳液，50%的機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;氫氧化鋁35份;聚丙烯纖維2份;醇酯十二3份;聚羧酸鈉 鹽分散劑1.5份;礦物油消泡劑1.5份;聚氨酯增稠劑3份;多功能助劑3份。
[0060] 上述耐酸堿寬溫域高阻尼的水性阻尼涂料的制備方法如下：
[0061 ] (1)將水性乳液加入容器中進行中低速分散與攪拌進行共混，直至均勻；
[0062] (2)向分散中的乳液中依次加入分散劑、消泡劑(一半）、纖維，之后將分散速度調 至高速，依次加入填料、阻燃劑、成膜助劑、多功能助劑、消泡劑(另一半），高速分散至均勻； [0063] (3)最后加入增稠劑調解稠度，以中低速進行攪拌lOmin即得到成品涂料。
[0064]針對實施例1-5中的涂料制備樣品，進行耐酸堿及阻尼因子測試。耐酸堿測試是將 制備的阻尼涂料涂覆與0.5mm厚的碳素鋼板材上，待其充分實干，然后浸泡于配置的化學液 體介質中。材料的阻尼因子(損耗因子)采用動態機械熱分析儀(美國TA公司，DMA Q800型） 進行測試。測試結果如下表所示。
[0065]
[0066]以上顯示和描述了本發明的基本原理和主要特征和本發明的優點。本行業的技術 人員應該了解，本發明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本 發明的原理，在不脫離本發明精神和范圍的前提下，本發明還會有各種變化和改進，這些變 化和改進都落入要求保護的本發明范圍內。本發明要求保護范圍由所附的權利要求書及其 等效物界定。
【主權項】
1. 一種耐酸堿寬溫域高阻尼的水性阻尼涂料，其特征在于由以下重量份數的組分制 成:水性乳液30-65份、填料15-45份、阻燃劑10-35份、纖維0.1-2份、成膜助劑0-5份、分散劑 0.1-1.5份、消泡劑0.1-1.5份、防凍劑0-4份、增稠劑0.2-3份、多功能助劑1-8份。2. 根據權利要求1所述的一種耐酸堿寬溫域高阻尼的水性阻尼涂料，其特征在于，所述 水性乳液為自交聯型的丙烯酸酯體系乳液，所述丙烯酸酯體系乳液由質量比為50%_90% 核殼結構的苯丙乳液和1 〇 % -50 %有機娃改性丙稀酸酯乳液共混構成。3. 根據權利要求2所述的一種耐酸堿寬溫域高阻尼的水性阻尼涂料，其特征在于，所述 核殼結構的苯丙乳液的玻璃化轉化溫度為20 °C -50 °C，有機硅改性丙烯酸酯乳液的玻璃化 轉化溫度為-30°C-25°C，乳液固含量高于35%。4. 根據權利要求1所述的一種耐酸堿寬溫域高阻尼的水性阻尼涂料，其特征在于，所述 填料為40-800目的片狀云母粉、40-800目的片狀石墨粉、滑石粉、硫酸鋇中的至少兩種，以 任意比例混合。5. 根據權利要求1所述的一種耐酸堿寬溫域高阻尼的水性阻尼涂料，其特征在于，所述 阻燃劑為磷氮系無鹵阻燃劑或無機金屬氫氧化物阻燃劑，如聚多磷酸銨、三聚氰胺、膨脹型 石墨、三聚氰胺磷酸鹽、硼酸鋅、TGIC、氫氧化鋁、氫氧化鎂，選用其中的一種或多種。6. 根據權利要求1所述的一種耐酸堿寬溫域高阻尼的水性阻尼涂料，其特征在于，所述 纖維為聚丙烯纖維、玄武巖纖維中的一種或兩種，長度為2_5mm。7. 根據權利要求1所述的一種耐酸堿寬溫域高阻尼的水性阻尼涂料，其特征在于，所述 成膜助劑為醇脂-12、丙二醇乙醚、丙二醇丁醚中的一種或幾種。8. 根據權利要求1所述的一種耐酸堿寬溫域高阻尼的水性阻尼涂料，其特征在于，所述 分散劑為水性涂料通用型分散劑，優選聚羧酸鈉鹽分散劑、丙烯酸均聚物鈉鹽分散劑中的 一種或兩種。9. 根據權利要求1所述的一種耐酸堿寬溫域高阻尼的水性阻尼涂料，其特征在于，所述 消泡劑為非離子型硅氧烷消泡劑、通用型水性消泡劑、礦物油消泡劑中的一種或多種。10. 根據權利要求1所述的一種耐酸堿寬溫域高阻尼的水性阻尼涂料，其特征在于，所 述防凍劑為低碳醇類、二元醇及酰胺類防凍劑。11. 根據權利要求1所述的一種耐酸堿寬溫域高阻尼的水性阻尼涂料，其特征在于，所 述增稠劑為丙烯酸類增稠劑、聚氨酯增稠劑、羥甲基纖維素中的一種或多種。12. 根據權利要求1所述的一種耐酸堿寬溫域高阻尼的水性阻尼涂料，其特征在于，所 述多功能助劑為2-氨基-2-甲基-1-丙醇。13. -種制備權利要求1-11任一項所述水性阻尼涂料的方法，其特征在于，步驟如下： (1) 將水性乳液加入容器中進行中低速分散與攪拌進行共混，直至均勻； (2) 向分散中的乳液中依次加入分散劑、組分重量1/2的消泡劑、纖維，之后將分散速度 調至高速，依次加入填料、阻燃劑、防凍劑、成膜助劑、多功能助劑、剩余量的消泡劑，高速分 散至均勻； (3) 最后加入增稠劑調解稠度，以中低速進行攪拌lOmin即得到成品涂料。14. 一種權利要求1-11任一項所述水性阻尼涂料的使用方法，其特征在于，將上述水性 阻尼涂料涂覆于振動基材的表面，構成自由阻尼結構，或者作為約束阻尼結構層的阻尼層 材料，用其它適用材料做約束層。
【文檔編號】C09D7/12GK106009961SQ201610574045
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年7月20日
【發明人】汪承磊, 陳來
【申請人】安徽貝衛新材料科技有限公司