高阻尼性能阻尼涂料

摘要

本发明提出了一种高阻尼性能阻尼涂料，按重量份数计算，包括以下原料：苯丙乳液145～155份、防锈乳液45～55份、增塑性丙烯酸乳液70～80份、纯丙乳液170～180份、成膜助剂13～17份、阻燃剂185～215份与功能填料585～615份。该阻尼涂料阻尼性能优异，复合阻尼系数达到同类进口产品的3倍以上，高低温表现更优异。

说明书

技术领域

本发明属于阻尼涂料技术领域，具体涉及复合阻尼系数性能好的阻尼涂料。

背景技术

目前国内外阻尼涂料种类较多，但从涂料的溶剂来分主要有溶剂型和水性型两种。前者大多含有机溶剂及沥青，毒性高、挥发性大、污染环境、施工性差，现已较少使用。后者阻尼涂料以水为溶剂，具有低毒低气味、低成本、易施工、环保性，是城轨车辆用阻尼涂料的首选产品。

我国自20世纪60年代起研制和生产阻尼涂料，到目前为止也形成了较为成熟的研制和生产体系，其中就有1998年5月13日授权的：专利号CN1039342C，发明名称为水基隔热阻尼涂料，这种涂料由大连机车车辆厂孙连志等人研制成功，是迄今较为理想的阻尼涂料，但是此涂料还存在如下不足之处：阻尼复合损耗因数(tanη)较小，ηmax＝0.13，不能满足现阶段城轨车辆的减振降噪性能要求，因此不适合作城轨车辆阻尼涂料；使用石棉纤维的成份太重，对人体毒性大，无环保性，也不适合于工业化生产；未加阻燃剂，达不到城轨车辆阻燃安全性要求。

随着技术的发展，现有涂装工艺要求水性阻尼涂料湿膜涂层可耐100°烘烤不起泡、不开裂以及不粉化，并且要求复合阻尼系数性能为现有阻尼涂料3倍以上，然而目前现有此类阻尼涂料的报道。

发明内容

本发明提出一种高阻尼性能阻尼涂料，该阻尼涂料阻尼性能优异，复合阻尼系数达到同类进口产品的3倍以上，高低温表现更优异。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种高阻尼性能阻尼涂料，按重量份数计算，包括以下原料：苯丙乳液145～155份、防锈乳液45～55份、增塑性丙烯酸乳液70～80份、纯丙乳液170～180份、成膜助剂13～17份、阻燃剂185～215份与功能填料585～615份。

进一步，所述苯丙乳液按照重量份数计算，包括以下原料：

种子乳液25～30份、丙烯酸丁酯395～405份、丙烯酸异辛酯348～354份、甲基丙烯酸甲酯205～215份、苯乙烯540～560份、丙烯酸20～25份、乳化剂4～7份、丙烯酸类功能单体20～25份、热分解引发剂4.5～6.5份、氧化-还原引发剂体系1.3～1.9份、连二亚硫酸钠0.8～1.0份、促进剂0.020～0.025份、pH调节剂16～20份、杀菌剂3～5份与水768～867份，其中，所述氧化-还原引发剂体系由无机还原剂0.85～1.15份和0.45～0.75份氧化剂组成。

所述苯丙乳液的制备方法，包括以下步骤：

1)称取290～310份水加热反应釜中并升温至80～84℃，用10～15份水将1.5～2.5份热分解引发剂溶解得到A溶液，先将种子乳液25～30份加入反应釜中，再将A溶液加入反应釜中，搅拌，然后将反应釜温度升至82℃～86℃；

2)将丙烯酸丁酯395～405份、丙烯酸异辛酯348～354份、甲基丙烯酸甲酯205～215份、苯乙烯540～560份、丙烯酸20～25份、乳化剂4～7份与200～210份水混合制备得到预乳液，用145～155份水将3～4份热分解引发剂溶解得到B溶液，将预乳液与B溶液同时用时5.8～6.2h滴加如反应釜中，其中当预乳液滴加还剩原来质量的一半时，将丙烯酸类功能单体20～25份加入到预乳液中，当预乳液与B溶液均滴加完毕后继续保温25～35min；其中，B溶液在滴加过程中前一半的时间的滴加速度是后一半时间滴加速度的一倍；

3)将步骤2)保温后的反应釜降温至68～72℃，将促进剂0.020～0.025份加入反应釜中，用50～70份水将0.45份～0.75份氧化-还原引发剂体系配制成C溶液，用50～70份水将0.85份～1.15份氧化-还原引发剂体系配制成D溶液，将C溶液用13～17min滴加进反应釜中，然后将反应釜中溶液转移至调节罐中，并降温至53℃～57℃，将D溶液滴加入调节罐中，滴加时间为28～32min，继续降温至48℃～52℃，将连二亚硫酸钠0.8～1.0份加入8～12份水中配制成E溶液，将E溶液滴加进调节罐中，滴加时间为9～11min，滴加完毕后继续保温13～17min，然后称取pH调节剂16～20份滴入调节罐中，滴加时间为13～17min；

4)将杀菌剂3～5份用15～25份水溶解得到F溶液，将步骤3)滴加完pH调节剂的调节罐降温至38℃～42℃，然后将F溶液用13～17min加入到调节罐中，保温搅拌13～17min，然后用150目滤网过滤杂质，即可。

进一步，所述种子乳液的固含量为48～52％，由甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸异辛酯与丙烯酸制成，所述促进剂为硫酸亚铁。

进一步，所述热分解引发剂为过硫酸铵、过硫酸钾、过硫酸钠或者过氧化氢，氧化剂为叔丁基过氧化氢，无机还原剂为异抗坏血酸和甲醛次合硫酸氢钠中的一种或者两种。

进一步，按照重量份数计算，所述增塑性丙烯酸乳液包括以下原料：

丙烯酸丁酯150～170份、苯乙烯90～110份、甲基丙烯酸甲酯35～45份、丙烯酸α-乙基己酯112～122份、甲基丙烯酸10～14份、丙烯酸铵8～11份、丙烯腈13～17份、水390～450份、热分解引发剂1.2～2.2份、氧化-还原引发剂体系1.4～2.2份、pH调节剂3～4份、杀菌剂1～2份与乳化剂0.5～1份，其中，所述氧化-还原引发剂体系由无机还原剂0.6～1份和0.8～1.2份氧化剂组成。

进一步，所述热分解引发剂为过硫酸铵、过硫酸钾、过硫酸钠或者过氧化氢，氧化剂为叔丁基过氧化氢，无机还原剂为亚硫酸钠、亚硫酸氢钠、焦亚硫酸钠、丙酮合亚硫酸氢钠、硫酸亚铁或甲醛次合硫酸氢钠。

所述增塑性丙烯酸乳液制备方法，包括以下步骤：

1)取330～350份水加入反应釜中，加入3～4份pH调节剂升温至78～82℃，用10～15份水将1～1.6份热分解引发剂溶解得到A溶液，将A溶液加入反应釜中，保持反应釜中液体温度在78～82℃；

2)称取丙烯酸丁酯150～170份、苯乙烯90～110份、甲基丙烯酸甲酯35～45份、丙烯酸α-乙基己酯112～122份、甲基丙烯酸10～14份、丙烯酸铵8～11份与丙烯腈13～17份进行混合得到单体混合物，称取15～25份水、乳化剂0.5～1份与0.2～0.6份热分解引发剂混合得到B溶液，将单体混合物滴加至步骤1)中的反应釜中，滴加持续时间为3.8～4.2h，当单体混合物滴加28～32min中后，滴加B溶液，单体混合物与B溶液滴加完毕后，保持反应釜中的温度为80℃～84℃，时间为0.8～1.2h；

3)先将步骤2)中保温完毕后的反应釜降温至63～67℃，称取氧化-还原引发剂体系1.4～2.2份，其中0.8～1.2份氧化剂加入5～15份水中分散得到分散溶液，无机还原剂0.6～1份与25～35份水混合得到C溶液，然后将分散液与C溶液同时加入反应釜中，用时为28～32min；

4)将杀菌剂1～2份用5～10份水溶解得到D溶液，将步骤3)反应完毕的反应釜降温至35～42℃，然后将D溶液用8～12min加入到反应釜中，搅拌，搅拌时间为8～12min，搅拌完毕后过120目滤网过滤杂质即可。

进一步，所述功能填料为粗海泡石、云母粉、漂珠、滑石粉、重钙与硅石粉的混合物，其中粗海泡石70～80份、云母粉70～80份、漂珠45～55份、滑石粉70～80份、重钙23～27份与硅石粉145～155份。

进一步，所述阻燃剂为十溴联苯醚、三氧化二锑与三聚氰胺的混合物，其中十溴联苯醚75～85份、三氧化二锑75～85份与三聚氰胺35～45份。

进一步，还包括23～27份防腐剂与4～6份黑色浆。

本发明的高阻尼性能阻尼涂料的制备方法，包括以下步骤：

称取苯丙乳液145～155份、防锈乳液45～55份、增塑性丙烯酸乳液70～80份与纯丙乳液170～180份混合搅拌，转速为80r/min，时间10min左右，然后加入成膜助剂与阻燃剂，搅拌5min左右，然后加入功能性填料，搅拌60min左右即可。

在本发明的一个实施例中，苯丙乳液采用上述重量份原料制成具有以下优点：

同时具有良好的耐酸、耐碱与耐机油性能，pH值8左右。其中，耐酸性≥24h无起泡、脱落、发粘、褪色等缺陷；耐碱性≥24h无起泡、脱落、发粘、褪色等缺陷；耐油性(0#柴油/机油)≥24h无起泡、脱落、发粘、褪色等缺陷，允许轻微变色。

在本发明的一个实施例中，增塑性丙烯酸乳液采用上述重量份原料制成具有以下优点：

该增塑性丙烯酸乳液pH值为7～8，固含量为52～54％，粘度(25℃3号转子60转)小于500厘泊，粒径180～200nm。先将单体混合物与热分解引发剂进行反应，然后再与热分解引发剂、乳化剂反应，这样有利于稳定粒径大小，制备出粒径180～200nm的乳液。

该增塑性丙烯酸乳液可以替代增塑剂使用。替代增塑剂可以解决因加入大量增塑剂导致制备阻尼涂料或一般水性涂料后期增稠的现象，是产品储存更稳定，同时解决了由于加入增塑剂后导致产品相关性能指标下降的技术难题、阻尼涂料喷涂过程中流挂的技术难题以及阻尼涂料由于加入增塑剂后喷涂、雾化性能下降的技术难题，增加了阻尼涂料的保水性。

本发明有益效果：

本发明的高阻尼性能阻尼涂料温度控制100度涂覆在型材上面，烘烤6小时，保温4小时后到常温，烘烤不起泡、不开裂以及不粉化。其固含量为66％左右，具有较宽的温域，-60℃～100℃，耐酸、耐盐雾能力好。储存稳定性：易重新搅匀，稠度13～15mm。

本发明实施例中制备的高阻尼性能阻尼涂料的主要性能指标如表1所示：

表1高阻尼性能阻尼涂料的主要性能

具体实施方式

实施例1

一种高阻尼性能阻尼涂料，按重量份数计算，包括以下原料：苯丙乳液150份、防锈乳液50份、增塑性丙烯酸乳液75份、纯丙乳液175份、成膜助剂15份、十溴联苯醚80份、三氧化二锑80份、三聚氰胺40份、粗海泡石75份、云母粉75份、漂珠50份、滑石粉75份、重钙25份与硅石粉150份、25份防腐剂与5份黑色浆。

其中，防锈乳液为北京东联化工有限公司生产的DL-1065防锈乳液，其固含量为41±1％，pH为7-7.5，玻璃化温度20℃，最低成膜温度30℃，粘度小于20cps，具有高光泽、高硬度、流平好和耐溶剂性特点，对基材有优异的附着力，光泽高、耐候性好以及耐腐蚀性好。

纯丙乳液的固含量为30±2％，pH为7-7.5，玻璃化温度-5℃，最低成膜温度0℃，粘度小于20cps。

苯丙乳液按照重量份数计算，包括以下原料：

种子乳液28份、丙烯酸丁酯398份、丙烯酸异辛酯351份、甲基丙烯酸甲酯210份、苯乙烯550份、丙烯酸23份、烷基聚氧乙烯酰磺酸钠6份、3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷23份、硫酸铵5.5份、氧化-还原引发剂体系1.6份、连二亚硫酸钠0.9份、硫酸亚铁0.023份、氨水18份、氯甲基异噻唑啉酮4份与水818份，其中，所述氧化-还原引发剂体系包括0.4份叔丁基过氧化氢-0.2份甲醛次亚硫酸钠以及0.2份叔丁基过氧化氢-0.8份异抗坏血酸。种子乳液的固含量为50％，由甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸异辛酯与丙烯酸制成。

苯丙乳液制备方法，包括以下步骤：

1)称取300份水加热反应釜中并升温至82℃，用12份水将2份硫酸铵溶解得到A溶液，先将种子乳液28份加入反应釜中，再将A溶液加入反应釜中，搅拌，然后将反应釜温度升至84℃；

2)将丙烯酸丁酯398份、丙烯酸异辛酯351份、甲基丙烯酸甲酯210份、苯乙烯550份、丙烯酸23份、烷基聚氧乙烯酰磺酸钠6份与206份水混合制备得到预乳液，用150份水将3.5份硫酸铵溶解得到B溶液，将预乳液与B溶液同时用时6h滴加如反应釜中(B溶液在滴加过程中前一半的时间的滴加速度是后一半时间滴加速度的一倍)，其中当预乳液滴加还剩原来质量的一半时，将3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷23份加入到预乳液中，当预乳液与B溶液均滴加完毕后继续保温30min；

3)将步骤2)保温后的反应釜降温至70℃，将硫酸亚铁0.023份加入反应釜中，用60份水将0.4份叔丁基过氧化氢-0.2份甲醛次亚硫酸钠配制成C溶液，用60份水将0.2份叔丁基过氧化氢-0.8份异抗坏血酸配制成D溶液，将C溶液用15min滴加进反应釜中，然后将反应釜中溶液转移至调节罐中，并降温至55℃，将D溶液滴加入调节罐中，滴加时间为30min，继续降温至50℃，将连二亚硫酸钠0.9份加入10份水中配制成E溶液，将E溶液滴加进调节罐中，滴加时间为10min，滴加完毕后继续保温15min，然后称取氨水18份滴入调节罐中，滴加时间为15min；。

4)将氯甲基异噻唑啉酮4份用20份水溶解得到F溶液，将步骤3)滴加完氨水的调节罐降温至40℃，然后将F溶液用15min加入到调节罐中，保温搅拌15min，然后用150目滤网过滤杂质，即可。

增塑性丙烯酸乳液按照重量份数计算，包括以下原料：

丙烯酸丁酯160份、苯乙烯100份、甲基丙烯酸甲酯40份、丙烯酸α-乙基己酯117份、甲基丙烯酸12份、丙烯酸铵9份、丙烯腈15份、水422份、过硫酸铵1.7份、氧化-还原引发剂体系1.8份、pH调节剂2.5份、乳化剂0.7份与氯甲基异噻唑啉酮1.5份。其中，氧化-还原引发剂体系由无机还原剂0.8份和1份氧化剂组成，氧化剂为叔丁基过氧化氢，无机还原剂为甲醛次合硫酸氢钠。

增塑性丙烯酸乳液的制备方法：

包括以下步骤：

1)取342份水加入反应釜中，加入2.5份pH调节剂升温至80℃，用12份水将1.3份过硫酸铵溶解得到A溶液，将A溶液加入反应釜中，保持反应釜中液体温度在80℃；

2)称取丙烯酸丁酯160份、苯乙烯100份、甲基丙烯酸甲酯40份、丙烯酸α-乙基己酯117份、甲基丙烯酸12份、丙烯酸铵9份与丙烯腈15份进行混合得到单体混合物，称取20份水、乳化剂0.7份与0.4份过硫酸铵混合得到B溶液，将单体混合物滴加至步骤1)中的反应釜中，滴加持续时间为4h，当单体混合物滴加30min中后，滴加B溶液，单体混合物与B溶液滴加完毕后，保持反应釜中的温度为82℃，时间为1h；

3)先将步骤2)中保温完毕后的反应釜降温至65℃，称取氧化-还原引发剂体系1.8份，其中1份氧化剂加入8份水中分散得到分散溶液，无机还原剂0.8份与30份水混合得到C溶液，然后将分散液与C溶液同时加入反应釜中，用时为30min；

4)将氯甲基异噻唑啉酮1.5份用10份水溶解得到D溶液，将步骤3)反应完毕的反应釜降温至40℃，然后将D溶液用10min加入到反应釜中，搅拌时间为8～12min，搅拌完毕后过120目滤网过滤杂质即可。

实施例2

一种高阻尼性能阻尼涂料，按重量份数计算，包括以下原料：苯丙乳液145份、防锈乳液55份、增塑性丙烯酸乳液70份、纯丙乳液180份、成膜助剂13份、十溴联苯醚75份、三氧化二锑75份、三聚氰胺35份、粗海泡石70份、云母粉70份、漂珠45份、滑石粉70份、重钙23份与硅石粉145份、23份防腐剂与4份黑色浆。

其中，防锈乳液为北京东联化工有限公司生产的DL-1065防锈乳液，其固含量为41±1％，pH为7-7.5，玻璃化温度20℃，最低成膜温度30℃，粘度小于20cps，具有高光泽、高硬度、流平好和耐溶剂性特点，对基材有优异的附着力，光泽高、耐候性好以及耐腐蚀性好。

纯丙乳液的固含量为30±2％，pH为7-7.5，玻璃化温度-5℃，最低成膜温度0℃，粘度小于20cps。

苯丙乳液按照重量份数计算，包括以下原料：

种子乳液25份、丙烯酸丁酯395份、丙烯酸异辛酯348份、甲基丙烯酸甲酯205份、苯乙烯560份、丙烯酸25份、烷基聚氧乙烯酰磺酸钠7份、3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷25份、硫酸钾6.5份、氧化-还原引发剂体系1.3份、连二亚硫酸钠0.8份、硫酸亚铁0.020份、氨水16份、氯甲基异噻唑啉酮3份与水768份，其中，所述氧化-还原引发剂体系包括0.3份叔丁基过氧化氢-0.15份甲醛次亚硫酸钠以及0.15份叔丁基过氧化氢-0.7份异抗坏血酸。种子乳液的固含量为52％，由甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸异辛酯与丙烯酸制成。

增塑性丙烯酸乳液按照重量份数计算，包括以下原料：

丙烯酸丁酯150份、苯乙烯90份、甲基丙烯酸甲酯35份、丙烯酸α-乙基己酯112份、甲基丙烯酸14份、丙烯酸铵11份、丙烯腈17份、水390份、过硫酸钾1.2份、氧化-还原引发剂体系1.4份、pH调节剂3份、乳化剂0.5份与氯甲基异噻唑啉酮2份，其中，氧化-还原引发剂体系由无机还原剂0.6份和0.8份氧化剂组成，氧化剂为叔丁基过氧化氢，无机还原剂为丙酮合亚硫酸氢钠。

增塑性丙烯酸乳液的制备方法与实施例1中的增塑性丙烯酸乳液制备方法相同。

实施例3

一种高阻尼性能阻尼涂料，按重量份数计算，包括以下原料：苯丙乳液155份、防锈乳液45份、增塑性丙烯酸乳液80份、纯丙乳液175份、成膜助剂17份、十溴联苯醚85份、三氧化二锑85份、三聚氰胺45份、粗海泡石80份、云母粉80份、漂珠55份、滑石粉80份、重钙27份与硅石粉155份、27份防腐剂与6份黑色浆。

其中，防锈乳液为北京东联化工有限公司生产的DL-1065防锈乳液，其固含量为41±1％，pH为7-7.5，玻璃化温度20℃，最低成膜温度30℃，粘度小于20cps，具有高光泽、高硬度、流平好和耐溶剂性特点，对基材有优异的附着力，光泽高、耐候性好以及耐腐蚀性好。

纯丙乳液的固含量为30±2％，pH为7-7.5，玻璃化温度-5℃，最低成膜温度0℃，粘度小于20cps。

苯丙乳液与实施例2中的苯丙乳液相同。

按照重量份数计算，增塑性丙烯酸乳液包括以下原料：

丙烯酸丁酯170份、苯乙烯110份、甲基丙烯酸甲酯45份、丙烯酸α-乙基己酯122份、甲基丙烯酸10份、丙烯酸铵8份、丙烯腈13份、水450份、过硫酸钠2.2份、氧化-还原引发剂体系2.2份、pH调节剂4份、乳化剂1份与氯甲基异噻唑啉酮1份，其中，氧化-还原引发剂体系由无机还原剂1份和1.2份氧化剂组成，氧化剂为叔丁基过氧化氢，无机还原剂为亚硫酸氢钠。

增塑性丙烯酸乳液的制备方法与实施例1中的增塑性丙烯酸乳液制备方法相同。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。