一種水性阻尼涂料及其制備方法技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)提供了一種水性阻尼涂料及其制備方法，該水性阻尼涂料包括以下原料及重量百分比：水性乳液10％～30％；木質(zhì)纖維4％～10％；無機(jī)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(jīng)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(zhì)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℃常溫下的阻尼性能可高達(dá)0.224。此外本發(fā)明專利技術(shù)提供的制備方法簡單易于操作，所用原料綠色環(huán)保，保證了產(chǎn)品的阻尼性能，進(jìn)一步降低了成本，提高產(chǎn)品的環(huán)保性能。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)屬于涂料制備領(lǐng)域，具體涉及一種水性阻尼涂料及其制備方法。
技術(shù)介紹
阻尼涂料是一種具有減振、降噪功能的高分子材料。利用高分子材料具有的粘彈性，吸收一部分振動能，再以熱的形式釋放出來(即力學(xué)損耗)，從而達(dá)到減小振幅，降低振動，抑制噪聲的目的。傳統(tǒng)阻尼材料如瀝青板等生產(chǎn)和使用過程釋放出有毒有害廢氣、廢水，對環(huán)境、大氣造成了污染。水性阻尼涂料是以水為主要溶劑，以無機(jī)物為填料，不含有毒有機(jī)溶劑的環(huán)保材料。目前正廣泛應(yīng)用于工程機(jī)械、家電、飛機(jī)、輪船、汽車、火車等領(lǐng)域。目前市場上已經(jīng)開發(fā)出適用于機(jī)器人噴涂的水性阻尼涂料，但由于固化后密度小，需要進(jìn)一步通過增加漆膜厚度，來獲取相同面積下瀝青板所貢獻(xiàn)的阻尼效果，因此會因涂層較厚(3～6mm左右)固化后而出現(xiàn)異常，如鼓泡、開裂等問題。中國專利CN104263185A公開的一種船舶專用高分子阻尼涂料和中國專利CN104293199A公開的一種耐高溫阻燃的水性阻尼涂料，其中為確保固化后無異常，必須以30％～50％水性乳液為基礎(chǔ)，但是，水性乳液雖然可以使水性阻尼涂料獲取環(huán)保性能，但也是造成水性阻尼涂料市場價格昂貴的主要原因。多數(shù)水性阻尼涂料的原料一般含有纖維，纖維在高分子復(fù)合材料中多采用成本高、環(huán)境污染嚴(yán)重的高性能纖維如碳纖維、芳綸纖維等。相比之下，木質(zhì)纖維則是將天然可再生木材處理后得到的有機(jī)纖維物質(zhì)，具有價廉質(zhì)輕、比強(qiáng)度高等優(yōu)良特性，可自然降解、可再生，對環(huán)境友好。因此具有良好的工業(yè)應(yīng)用前景。木質(zhì)纖維微觀結(jié)構(gòu)是多孔的凹凸不平的帶狀彎曲，有良好的韌性和增稠抗裂性能。研究表明，微孔結(jié)構(gòu)對吸聲降噪有較大貢獻(xiàn)。外加纖維粗糙的表面，有利于降低與乳液、填料間的摩擦耗能，由此可見，木質(zhì)纖維屬于良好的減振降噪材料。一般阻尼涂料乳液含量通常為30-50％wt，更進(jìn)一步乳液含量為38-42％wt，通常降低乳液含量會降低材料的阻尼性能，制品外觀容易產(chǎn)生開裂、鼓泡等問題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
針對以上不足，本專利技術(shù)提供了一種水性阻尼涂料及其制備方法，通過添加木質(zhì)纖維，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，固化后漆膜外觀開裂、鼓泡的問題，同時降低了阻尼涂料成本，并且材料常溫下的阻尼性能高達(dá)0.224。本專利技術(shù)采取的技術(shù)方案為：一種水性阻尼涂料，包括以下重量百分比的原料：所述水性乳液包括純丙乳液、丁苯乳液、苯丙乳液中的一種或幾種。所述木質(zhì)纖維的長度為18～200μm。木質(zhì)纖維是天然可再生木材處理后得到的有機(jī)纖維物質(zhì)，具有價廉質(zhì)輕、比強(qiáng)度高的優(yōu)良特性，可自然降解、可再生，對環(huán)境友好；而且木質(zhì)纖維微觀結(jié)構(gòu)有利于增大與水性乳液、填料間的摩擦耗能，并可進(jìn)一步改善固化后成膜性能，增加涂膜柔韌性。此粒徑范圍內(nèi)的木質(zhì)纖維易分散，木質(zhì)纖維的長度高于這一范圍則漆膜外觀粗糙，低于這一范圍則無法起到增大摩擦耗能與改善漆膜柔韌性的作用。而其他部分有機(jī)大分子纖維支鏈較多，含有部分官能團(tuán)(如聚偏二氯乙烯纖維)，與填料結(jié)合過于緊密，漆膜強(qiáng)度過高，烘烤后易鼓泡；部分大分子纖維(如聚酯纖維)自身強(qiáng)度高，水溶性差，無法與填料均勻分散，烘烤后易開裂。對于其他有機(jī)大分子纖維材料，通過化學(xué)合成所得；甚至通過進(jìn)一步過化學(xué)處理來適應(yīng)工業(yè)應(yīng)用。使得此類有機(jī)大分子纖維材料不夠環(huán)保。所述無機(jī)填料為碳酸鈣、滑石粉、氫氧化鋁、氫氧化鎂、片層云母粉、石墨中的至少兩種的混合物，優(yōu)選為碳酸鈣、滑石粉、氫氧化鋁、氫氧化鎂、片層云母粉和石墨的混合物，且以上各原料占無機(jī)填料總量的重量百分比為：碳酸鈣10～14％；滑石粉16～20％；氫氧化鋁16～24％；氫氧化鎂16～24％；片層云母粉15～21％；石墨9～14％。所述碳酸鈣為重質(zhì)碳酸鈣；所述碳酸鈣、滑石粉、氫氧化鋁的粒徑均為3～8μm，以確保涂料細(xì)膩，易分散，易噴涂，并具有較寬溫域的阻尼。所述分散劑為水性分散劑，所述消泡劑為水性消泡劑，水性分散劑和水性消泡劑較為環(huán)保，且在水性乳液中分散均勻，以保證體系的穩(wěn)定性。所述流變助劑包括蒙脫土和/或BYK水性流變助劑，蒙脫土與BYK水性流變助劑復(fù)配可以使涂料達(dá)到適當(dāng)?shù)恼扯扰c較高的觸變值，適當(dāng)?shù)恼扯戎傅氖且_保噴涂順利的同時，防流掛。所述殺菌劑為殺菌劑MBS和/或殺菌劑OTW，這兩種殺菌劑環(huán)保無毒、并可高效殺菌。本專利技術(shù)還提供了上述水性阻尼涂料的制備方法，所述制備方法包括以下步驟：(a)無機(jī)填料預(yù)混；(b)將配方量的乳液、水、分散劑、消泡劑混合攪拌均勻，加入配方量的木質(zhì)纖維素以同等速度攪拌10～20分鐘，再加入配方量的無機(jī)填料和殺菌劑攪拌10～20分鐘，最后加入配方量的流變助劑混合攪拌均勻；(c)過濾，出料，即可制得水性阻尼涂料。所述步驟(a)具體包括以下步驟：將無機(jī)填料以700～900rpm/min攪拌15～25分鐘，混合均勻備用；所述步驟(b)具體包括以下步驟：將配方量的乳液、水、分散劑、消泡劑混合，以800～1100rpm/min攪拌10～20分鐘，加入配方量的木質(zhì)纖維素以同等速度攪拌10～20分鐘，再加入配方量的無機(jī)填料和殺菌劑，以1400～1600rpm/min攪拌10～20分鐘，最后加入配方量的流變助劑混合攪拌均勻；所述步驟(b)中，整個混合過程中的溫度均控制在23～27℃，若溫度低于這一范圍，攪拌不均勻，固體顆粒不宜分散，若溫度高于這一范圍，則影響涂料的粘度。本專利技術(shù)所提供的水性阻尼涂料，通過在原料中添加木質(zhì)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℃常溫下的阻尼性能可高達(dá)0.224。此外本專利技術(shù)提供的制備方法簡單易于操作，所用原料綠色環(huán)保，保證了產(chǎn)品的阻尼性能，進(jìn)一步降低了成本，提高產(chǎn)品的環(huán)保性能。具體實(shí)施方式本專利技術(shù)所用的各種原料均可從市場上的銷售廠家購買得到。本專利技術(shù)公開的水性阻尼材料，其所含原料及重量百分比如表1所示：表1原料實(shí)施例1實(shí)施例2實(shí)施例3實(shí)施例4實(shí)施例5水性乳液3025151027.5木質(zhì)纖維569104無機(jī)填料45.148.748.04050水性分散劑2.53.84.653水性消泡劑0.61.01.21.20.8流變助劑1.5...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種水性阻尼涂料，其特征在于，所述水性阻尼涂料包括以下重量百分比的原料：

【技術(shù)特征摘要】
1.一種水性阻尼涂料，其特征在于，所述水性阻尼涂料包括以下重量百分比的原料：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水性阻尼涂料，其特征在于，所述水性乳液包括純丙乳液、丁苯乳液、苯丙乳液
中的一種或幾種。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的水性阻尼涂料，其特征在于，所述木質(zhì)纖維的長度為18～200μm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的水性阻尼涂料，其特征在于，所述無機(jī)填料為碳酸鈣、滑石粉、氫氧化鋁、
氫氧化鎂、片層云母粉、石墨中的至少兩種的混合物。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的水性阻尼涂料，其特征在于，所述碳酸鈣為重質(zhì)碳酸鈣，所述碳酸鈣、滑石粉、
氫氧化鋁的粒徑均為3～8μm。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水性阻尼涂料，其特征在于，所述分散劑為水性分散劑，所述消泡劑為水性消泡
劑。
7.根...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：謝宇，王君，張立偉，陸躍，
申請(專利權(quán))人：優(yōu)鏈新材料科技上海有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：上海;31