CN104263224A - 一种耐寒耐水高分子阻尼涂料 - Google Patents

一种耐寒耐水高分子阻尼涂料 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种耐寒耐水高分子阻尼涂料，其特征在于，其原料按重量份包括以下组分：水性聚氨酯/聚丙烯酸酯乳液40-60份、偶联剂改性绢云母5-16份、滑石粉5-15份、空心玻璃微珠3-10份、云母粉3-8份、珍珠岩5-12份、硅藻土5-17份、纳米丙烯酸酯橡胶粉末4-10份、磷酸酯改性胺复合物0.3-0.9份、氢氧化镁3-6份、氢氧化铝5-12份、玻璃纤维3-10份、硼酚醛树脂1-3份、有机溶剂2-5份、成膜助剂2-7份、助剂2-5份、去离子水20-35份。本发明所述耐寒耐水高分子阻尼涂料，其阻尼性能、耐寒和耐水性好。

Description

一种耐寒耐水高分子阻尼涂料
技术领域
本发明涉及涂料技术领域，尤其涉及一种耐寒耐水高分子阻尼涂料。
背景技术
高分子阻尼涂料是以高分子聚合物为基料树脂制得的具有减震、隔声和一定密封性的特种涂料，因施工方便，尤其对结构复杂的表面更能体现出它的优越性，目前已广泛应用于飞机、船舶、车辆和各种机械的减震的降噪。随着人们生活水平的提高以及对环境因素的重视，人们对隔音、降噪涂料的要求也越来越高，现存的阻尼涂料的阻尼性能、耐寒性和耐水性不能满足社会的要求。因此，如何研制出一种耐寒、耐水的高阻尼涂料，已成为目前迫在眉睫的任务。
发明内容
本发明提出了一种耐寒耐水高分子阻尼涂料，其阻尼性能、耐寒和耐水性好。
本发明提出了一种耐寒耐水高分子阻尼涂料，其原料按重量份包括以下组分：水性聚氨酯/聚丙烯酸酯乳液40-60份、偶联剂改性绢云母5-16份、滑石粉5-15份、空心玻璃微珠3-10份、云母粉3-8份、珍珠岩5-12份、硅藻土5-17份、纳米丙烯酸酯橡胶粉末4-10份、磷酸酯改性胺复合物0.3-0.9份、氢氧化镁3-6份、氢氧化铝5-12份、玻璃纤维3-10份、硼酚醛树脂1-3份、有机溶剂2-5份、成膜助剂2-7份、助剂2-5份、去离子水20-35份；
其中，所述磷酸酯改性胺复合物按照以下工艺进行制备：按重量份将20-40份磷酸和10-20份乙二胺加入到烧瓶中，搅拌反应20-35min，搅拌升温至45-55℃，反应20-28min，升温至82-90℃，反应20-28min，加入10-18份六次甲基四胺，搅拌反应40-60min，降温后干燥得到所述磷酸酯改性胺复合物。
优选地，其原料按重量份包括以下组分：水性聚氨酯/聚丙烯酸酯乳液50-56份、偶联剂改性绢云母9-14份、滑石粉7-13份、空心玻璃微珠7-8.5份、云母粉5-6.8份、珍珠岩9-11份、硅藻土9-13份、纳米丙烯酸酯橡胶粉末7-8.9份、磷酸酯改性胺复合物0.5-0.79份、氢氧化镁5-5.6份、氢氧化铝7-10份、玻璃纤维6-9份、硼酚醛树脂1.7-2.3份、有机溶剂2.9-4.5份、成膜助剂5-6.7份、助剂3-4.5份、去离子水26-32份。
优选地，其原料按重量份包括以下组分：水性聚氨酯/聚丙烯酸酯乳液54份、偶联剂改性绢云母13份、滑石粉11份、空心玻璃微珠8.3份、云母粉6.5份、珍珠岩10份、硅藻土12份、纳米丙烯酸酯橡胶粉末8.6份、磷酸酯改性胺复合物0.63份、氢氧化镁5.3份、氢氧化铝8.3份、玻璃纤维7.6份、硼酚醛树脂2.1份、有机溶剂3.4份、成膜助剂5.9份、助剂4.2份、去离子水31份。
优选地，所述有机溶剂为乙醇、异丙醇、甲醇、丙醇、正丁醇、乙二醇、二乙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、二丙二醇、1,4-丁二醇、戊二醇、丙三醇中的一种或者多种的组合。
优选地，所述成膜助剂为聚乙二醇、丙二醇苯醚、醇酯十二、乙二醇丁醚中的一种或者多种的组合。
优选地，所述助剂为消泡剂、增稠剂、流平剂、分散剂、润湿剂中的一种或者多种的组合。
优选地，所述增稠剂为羧甲基纤维素、羟甲基纤维素、聚丙烯酸钠、聚乙烯醇、羟乙基纤维素、邻苯二甲酸二辛脂、磷酸三甲苯酯、邻苯二甲酸二丁酯中的一种或者多种的组合。
优选地，所述磷酸酯改性胺复合物按照以下工艺进行制备：按重量份将29-33份磷酸和14-18份乙二胺加入到烧瓶中，搅拌反应29-32min，搅拌升温至49-53℃，反应24-26min，升温至84-87℃，反应25-27min，加入12-16份六次甲基四胺，搅拌反应49-54min，降温后干燥得到所述磷酸酯改性胺复合物。
优选地，所述磷酸酯改性胺复合物按照以下工艺进行制备：按重量份将32份磷酸和15份乙二胺加入到烧瓶中，搅拌反应31min，搅拌升温至52℃，反应25min，升温至85℃，反应26min，加入14份六次甲基四胺，搅拌反应53min，降温后干燥得到所述磷酸酯改性胺复合物。
聚氨酯具有良好的耐寒性、弹性、耐有机溶剂性等，但是其耐水性差，聚丙烯酸酯具有较好的耐水性、耐化学品和耐候性，本发明中选择的水性聚氨酯/聚丙烯酸酯乳液实现了聚氨酯和聚丙烯酸酯两者的有机结合，作为涂料的成膜物质，使得到的涂料不仅具有聚氨酯原有的耐寒性、弹性、耐有机溶剂性，同时兼有丙烯酸酯的耐水性、耐化学品性和耐候性；绢云母为片状结构，比表面积大，具有良好的弹性与韧性，在涂料中能够提高填料与乳液间的接触面积，当遇到外界震动时，可以定向滑动，增加涂料的摩擦内损耗，同时，绢云母粒径小，可以提高涂料的表面密度，增加对声波的衰减，具有良好的耗损因子和隔声性能，提高了涂料的阻尼性能，但是绢云母的表面性质与乳液差别很大，两者的相容性差，偶联剂改性绢云母表面含有与有机物有效结合的基团，改变了其原来表面性质，能够与聚合物乳液更好的结合，与乳液的包覆性好，结合紧密，涂料具有更好的性能；滑石粉可赋予涂料优异的可刷性、流平性和保光性，云母粉提供柔韧性，且硬度较高，涂层具有较好的耐冲击性，同时还能有效提高涂层的耐蚀性和干性，珍珠岩可以提高涂料的吸音性和抗冻性能，硅藻土具有空隙度大，吸收性强、化学性质稳定、耐磨、耐热等特点，能为涂料提供优异的表面性能，增容，增稠以及提高附着力，由于具有较大的孔体积，能使涂膜缩短干燥时间，还可以减少树脂的用量，降低成本，加入的各种填料相互配合，不仅占据体系中高分子链段堆砌空间，并且可与聚合物大分子链间相互摩擦，增加了涂料的内损耗，提高了涂料的阻尼性能；通过加入纳米丙烯酸橡胶粉末并调节其含量，在防止体系黏度增大的前提下进一步改善了涂料的阻尼性能；硼酚醛树脂具有耐热性能好、成炭率高等显著特点，本发明中，将其与磷酸酯改性胺复合物配合作为阻燃剂，改善了涂料的阻燃性，减少了易燃乳液燃烧给人们带来的损害，提高了涂料的性能。
本发明中选择的各种原料相互配合，有较好的化学相容性和稳定性，各原料的优势协同促进，得到的涂料阻尼温域宽，能够隔音减震、阻燃环保，对基材有较大的附着力，原料充足，经济性好，可应用于汽车、船舶等领域。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做出详细说明，应当了解，实施例只用于说明本发明，而不是用于对本发明进行限定，任何在本发明基础上所做的修改、等同替换等均在本发明的保护范围内。
在具体实施例中，本发明所述耐寒耐水高分子阻尼涂料，其原料中，水性聚氨酯/聚丙烯酸酯乳液的重量份数可以为40.3、41、41.5、42、42.3、43、43.4、44、44.5、45、45.6、46、46.7、47、47.5、48、48.3、49、49.5、50.3、51、51.2、52、52.6、53、53.4、54.6、55、55.7、56.8、57、57.4、58、58.6、59、59.3份，偶联剂改性绢云母的重量份数可以为5.6、6、6.3、7、7.4、8、8.5、9.3、10、10.3、11、11.5、12、12.4、13.6、14.5、15、15.7份，滑石粉的重量份数可以为5.3、6、6.7、7.4、8、8.2、9、9.6、10、10.3、11.5、12、12.4、13.5、14、14.8份，空心玻璃微珠的重量份数可以为3.2、3.9、4、4.5、4.9、5、5.3、5.8、6、6.4、6.8、7.5、7.9、8、9、9.4、9.8份，云母粉的重量份数可以为3.2、3.8、4、4.5、5.6、6、6.4、7、7.8份，珍珠岩的重量份数可以为5.6、6、6.3、7、7.5、8、8.4、9.5、10.3、10.8、11.2、11.8份，硅藻土的重量份数可以为5.3、5.8、6、6.3、6.7、7、7.8、8、8.5、9.6、10、10.3、11、11.5、12.4、13.6、14、14.5、15、15.8、16、16.7份，纳米丙烯酸酯橡胶粉末的重量份数可以为4.2、4.9、5、5.3、5.8、6、6.4、7.4、7.9、8、8.2、8.7、9、9.6份，磷酸酯改性胺复合物的重量份数可以为0.36、0.4、0.45、0.56、0.6、0.68、0.7、0.72、0.8、0.83、0.89份，氢氧化镁的重量份数可以为3.2、3.8、4、4.2、4.5、4.7、5.2、5.8、6份，氢氧化铝的重量份数可以为5.2、5.8、6、6.4、6.8、7.2、7.8、8、8.6、9、9.4、10.2、10.8、11、11.3、11.5份，玻璃纤维的重量份数可以为3.2、4、5、5.6、6.8、7、7.5、8、8.9、9.3份，硼酚醛树脂的重量份数可以为1.2、1.5、1.8、2、2.6、2.72、2.9份，有机溶剂的重量份数可以为2.3、2.6、2.8、3、3.8、4、4.9份，成膜助剂的重量份数可以为2.3、2.6、2.9、3、3.4、3.8、4、4.3、4.9、5.3、5.8、6、6.2、6.9份，助剂的重量份数可以为2.3、2.9、3.4、3.8、4、4.8份，去离子水的重量份数可以为20.3、21、21.6、22、22.3、23、23.4、24.5、25、25.6、26.3、27、27.5、28、28.4、29、29.3、30、30.5、31.6、32.4、33、33.5、34份。
实施例1
本发明所述耐寒耐水高分子阻尼涂料，其原料按重量份包括以下组分：水性聚氨酯/聚丙烯酸酯乳液40份、偶联剂改性绢云母16份、滑石粉5份、空心玻璃微珠10份、云母粉3份、珍珠岩12份、硅藻土5份、纳米丙烯酸酯橡胶粉末10份、磷酸酯改性胺复合物0.3份、氢氧化镁6份、氢氧化铝5份、玻璃纤维10份、硼酚醛树脂1份、有机溶剂5份、成膜助剂2份、助剂5份、去离子水20份；
其中，所述磷酸酯改性胺复合物按照以下工艺进行制备：按重量份将20份磷酸和20份乙二胺加入到烧瓶中，搅拌反应20min，搅拌升温至55℃，反应20min，升温至90℃，反应20min，加入18份六次甲基四胺，搅拌反应40min，降温后干燥得到所述磷酸酯改性胺复合物。
对本实施例所述耐寒耐水高分子阻尼涂料进行性能检测，其检测结果和技术指标如表1所示：
表1 实施例1所述耐寒耐水高分子阻尼涂料性能检测结果和技术指标
实施例2
本发明所述耐寒耐水高分子阻尼涂料，其原料按重量份包括以下组分：水性聚氨酯/聚丙烯酸酯乳液60份、偶联剂改性绢云母5份、滑石粉15份、空心玻璃微珠3份、云母粉8份、珍珠岩5份、硅藻土17份、纳米丙烯酸酯橡胶粉末4份、磷酸酯改性胺复合物0.9份、氢氧化镁3份、氢氧化铝12份、玻璃纤维3份、硼酚醛树脂3份、二丙二醇2份、丙二醇苯醚3份、醇酯十二4份、助剂2份、去离子水35份；
其中，所述助剂为消泡剂、增稠剂、流平剂、分散剂、润湿剂按任意重量份之比的组合；
所述磷酸酯改性胺复合物按照以下工艺进行制备：按重量份将40份磷酸和10份乙二胺加入到烧瓶中，搅拌反应35min，搅拌升温至45℃，反应28min，升温至82℃，反应28min，加入10份六次甲基四胺，搅拌反应60min，降温后干燥得到所述磷酸酯改性胺复合物。
对本实施例所述耐寒耐水高分子阻尼涂料进行性能检测，其检测结果和技术指标如表2所示：
表2 实施例2所述耐寒耐水高分子阻尼涂料性能检测结果和技术指标
实施例3
本发明所述耐寒耐水高分子阻尼涂料，其原料按重量份包括以下组分：水性聚氨酯/聚丙烯酸酯乳液51.2份、偶联剂改性绢云母10份、滑石粉13.5份、空心玻璃微珠6.4份、云母粉7.8份、珍珠岩11.2份、硅藻土11.5份、纳米丙烯酸酯橡胶粉末8.7份、磷酸酯改性胺复合物0.83份、氢氧化镁5.8份、氢氧化铝10.8份、玻璃纤维7份、硼酚醛树脂2.6份、1,4-丁二醇1.5份、戊二醇2.3份、成膜助剂5.8份、增稠剂3.8份、去离子水30份；
其中，所述成膜助剂为聚乙二醇、丙二醇苯醚、醇酯十二、乙二醇丁醚按任意重量份之比的组合；所述增稠剂为羧甲基纤维素、羟甲基纤维素、聚丙烯酸钠、聚乙烯醇、羟乙基纤维素、邻苯二甲酸二辛脂、磷酸三甲苯酯、邻苯二甲酸二丁酯按任意重量份之比的组合；
所述磷酸酯改性胺复合物按照以下工艺进行制备：按重量份将26份磷酸和17份乙二胺加入到烧瓶中，搅拌反应29min，搅拌升温至49℃，反应25min，升温至87℃，反应26min，加入17份六次甲基四胺，搅拌反应53min，降温后干燥得到所述磷酸酯改性胺复合物。
对本实施例所述耐寒耐水高分子阻尼涂料进行性能检测，其检测结果和技术指标如表3所示：
表3 实施例3所述耐寒耐水高分子阻尼涂料性能检测结果和技术指标
实施例4
本发明所述耐寒耐水高分子阻尼涂料，其原料按重量份包括以下组分：水性聚氨酯/聚丙烯酸酯乳液54份、偶联剂改性绢云母13份、滑石粉11份、空心玻璃微珠8.3份、云母粉6.5份、珍珠岩10份、硅藻土12份、纳米丙烯酸酯橡胶粉末8.6份、磷酸酯改性胺复合物0.63份、氢氧化镁5.3份、氢氧化铝8.3份、玻璃纤维7.6份、硼酚醛树脂2.1份、有机溶剂3.4份、丙二醇苯醚5.9份、羟甲基纤维素2份、润湿剂2.2份、去离子水31份；
其中，所述有机溶剂为乙醇、异丙醇、甲醇、丙醇、正丁醇、乙二醇、二乙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、二丙二醇、1,4-丁二醇、戊二醇、丙三醇按任意重量份之比的组合；
所述磷酸酯改性胺复合物按照以下工艺进行制备：按重量份将32份磷酸和15份乙二胺加入到烧瓶中，搅拌反应31min，搅拌升温至52℃，反应25min，升温至85℃，反应26min，加入14份六次甲基四胺，搅拌反应53min，降温后干燥得到所述磷酸酯改性胺复合物。
对本实施例所述耐寒耐水高分子阻尼涂料进行性能检测，其检测结果和技术指标如表4所示：
表4 实施例4所述耐寒耐水高分子阻尼涂料性能检测结果和技术指标
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种耐寒耐水高分子阻尼涂料，其特征在于，其原料按重量份包括以下组分：水性聚氨酯/聚丙烯酸酯乳液40-60份、偶联剂改性绢云母5-16份、滑石粉5-15份、空心玻璃微珠3-10份、云母粉3-8份、珍珠岩5-12份、硅藻土5-17份、纳米丙烯酸酯橡胶粉末4-10份、磷酸酯改性胺复合物0.3-0.9份、氢氧化镁3-6份、氢氧化铝5-12份、玻璃纤维3-10份、硼酚醛树脂1-3份、有机溶剂2-5份、成膜助剂2-7份、助剂2-5份、去离子水20-35份；
其中，所述磷酸酯改性胺复合物按照以下工艺进行制备：按重量份将20-40份磷酸和10-20份乙二胺加入到烧瓶中，搅拌反应20-35min，搅拌升温至45-55℃，反应20-28min，升温至82-90℃，反应20-28min，加入10-18份六次甲基四胺，搅拌反应40-60min，降温后干燥得到所述磷酸酯改性胺复合物。
2.根据权利要求1所述耐寒耐水高分子阻尼涂料，其特征在于，其原料按重量份包括以下组分：水性聚氨酯/聚丙烯酸酯乳液50-56份、偶联剂改性绢云母9-14份、滑石粉7-13份、空心玻璃微珠7-8.5份、云母粉5-6.8份、珍珠岩9-11份、硅藻土9-13份、纳米丙烯酸酯橡胶粉末7-8.9份、磷酸酯改性胺复合物0.5-0.79份、氢氧化镁5-5.6份、氢氧化铝7-10份、玻璃纤维6-9份、硼酚醛树脂1.7-2.3份、有机溶剂2.9-4.5份、成膜助剂5-6.7份、助剂3-4.5份、去离子水26-32份。
3.根据权利要求1或2所述耐寒耐水高分子阻尼涂料，其特征在于，其原料按重量份包括以下组分：水性聚氨酯/聚丙烯酸酯乳液54份、偶联剂改性绢云母13份、滑石粉11份、空心玻璃微珠8.3份、云母粉6.5份、珍珠岩10份、硅藻土12份、纳米丙烯酸酯橡胶粉末8.6份、磷酸酯改性胺复合物0.63份、氢氧化镁5.3份、氢氧化铝8.3份、玻璃纤维7.6份、硼酚醛树脂2.1份、有机溶剂3.4份、成膜助剂5.9份、助剂4.2份、去离子水31份。
4.根据权利要求1-3中任一项所述耐寒耐水高分子阻尼涂料，其特征在于，所述有机溶剂为乙醇、异丙醇、甲醇、丙醇、正丁醇、乙二醇、二乙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、二丙二醇、1,4-丁二醇、戊二醇、丙三醇中的一种或者多种的组合。
5.根据权利要求1-4中任一项所述耐寒耐水高分子阻尼涂料，其特征在于，所述成膜助剂为聚乙二醇、丙二醇苯醚、醇酯十二、乙二醇丁醚中的一种或者多种的组合。
6.根据权利要求1-5中任一项所述耐寒耐水高分子阻尼涂料，其特征在于，所述助剂为消泡剂、增稠剂、流平剂、分散剂、润湿剂中的一种或者多种的组合。
7.根据权利要求6所述耐寒耐水高分子阻尼涂料，其特征在于，所述增稠剂为羧甲基纤维素、羟甲基纤维素、聚丙烯酸钠、聚乙烯醇、羟乙基纤维素、邻苯二甲酸二辛脂、磷酸三甲苯酯、邻苯二甲酸二丁酯中的一种或者多种的组合。
8.根据权利要求1-7中任一项所述耐寒耐水高分子阻尼涂料，其特征在于，所述磷酸酯改性胺复合物按照以下工艺进行制备：按重量份将29-33份磷酸和14-18份乙二胺加入到烧瓶中，搅拌反应29-32min，搅拌升温至49-53℃，反应24-26min，升温至84-87℃，反应25-27min，加入12-16份六次甲基四胺，搅拌反应49-54min，降温后干燥得到所述磷酸酯改性胺复合物。
9.根据权利要求8所述耐寒耐水高分子阻尼涂料，其特征在于，所述磷酸酯改性胺复合物按照以下工艺进行制备：按重量份将32份磷酸和15份乙二胺加入到烧瓶中，搅拌反应31min，搅拌升温至52℃，反应25min，升温至85℃，反应26min，加入14份六次甲基四胺，搅拌反应53min，降温后干燥得到所述磷酸酯改性胺复合物。
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