CN116589644A - 双核壳结构阻尼乳液、具有防结露功能的水性阻尼涂料及其制备方法 - Google Patents

双核壳结构阻尼乳液、具有防结露功能的水性阻尼涂料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了双核壳结构阻尼乳液、具有防结露功能的水性阻尼涂料及其制备方法，该水性阻尼涂料包括自合成的双核壳结构阻尼乳液20～50份、水5～30份、PH调节剂0.1～0.5份、分散剂1～3份、湿润剂0.1～0.5份、防腐剂0.1～1份、消泡剂0.3～1份、防冻剂0.5～1.5份、成膜助剂0.5～1.5份、增稠剂0.5～3份、憎水剂5～20份、无机填料20～80份、阻燃剂5～20份。本发明通过乳液疏水改性和添加憎水剂相结合，形成低表面能的疏水涂层，使水的接触角＞120°，制造出类荷叶结构的超疏水自清洁表面，使雨水、露水、冰雪等难以在其表面附着，起到自洁、耐水、防腐蚀、抗渗、防结露等作用，不会引起金属部件的腐蚀。

Description

双核壳结构阻尼乳液、具有防结露功能的水性阻尼涂料及其 制备方法
技术领域
本发明涉及阻尼材料技术领域，具体是涉及双核壳结构阻尼乳液、具有防结露功能的水性阻尼涂料及其制备方法。
背景技术
随着工业和社会的发展，减振降噪的阻尼材料开始越来越常用于工业生产和日常生活中。高铁、汽车等轨道交通工具在运行过程中，会产生很大的振动，振动会使车厢内产生噪音。剧烈的机械振动会对轨道交通工具本身产生损害，影响车身寿命，巨大的噪声也会对人体造成伤害。为消弱这类振动和噪音的影响，需要在车辆内壁及车辆底盘等部位喷涂一种阻尼涂料，起到减振降噪的作用。其原理是将振动机械能转化为内能通过热辐射的方式消耗掉，从根源上有效地抑制了振动和噪声。
早期的阻尼涂料，大多由煤焦油沥青、聚氨酯树脂添加上特殊填充物、阻燃剂、助剂等材料配制而成，尽管其阻尼性能较好，物美价廉，但这种阻尼涂料内含丰富的挥发性有机化合物(Volatile Organic Compounds，VOC)，受热后都会放释放出危害环境和人体健康的气体，尤其是汽车、轮船等需要阻尼应用的密闭环境，对施工人员和使用人员的健康构成了潜在的危害。所以，随着我国对减振降噪的规定日益严厉，具有安全绿色和良好性能的水性阻尼涂料获得了众多企业的认可，有着巨大的使用发展前景。
当水性阻尼涂料在汽车、轮船、高铁等轨道交通工具上使用时，由于高铁等轨道交通工具在旅途中可能经历巨大温度及湿度变化。例如，我国幅员辽阔，纬度跨度大，南北气候相差巨大，再加上我国地形复杂多变，山区、平原、丘陵纵横交错，高铁等轨道交通工具从南到北旅途中跨度大，考虑到巨大温度及湿度变化，需要一种宽温域的水性阻尼涂料，以适用南北的温差变化。同时，在南方地区，湿度特别大，尤其是在秋冬和梅雨季节，极易在高铁地盘形成结露。长时间的结露会使底盘金属腐蚀，严重影响使用寿命。因此，又要求此阻尼涂料具备很好的耐水和防结露能力。
而目前现阶段水性阻尼涂料以水性乳液为基质、水为分散介质，并添加一种或几种填料、阻燃剂和助剂制备而成。拓宽温域的主要方法是添加辅助填料和乳液共混的方法，例如：专利申请号为CN202010018767.2的一种具有宽温域保温水性阻尼涂料及其制备方法，其通过调节不同乳液比例和不同填料来改变阻尼温域，还具有一定的保温性能。例如：专利申请号为CN201611190607.6的一种导热性宽温域阻尼涂料的制备与应用，通过多种不同Tg乳液共混得到了一种导热性的宽温域阻尼涂料。但这些水性阻尼涂料都不具备防结露的性能。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供双核壳结构阻尼乳液、具有防结露功能的水性阻尼涂料及其制备方法，可以让一种聚合物同时含有多个不同聚合物的玻璃化温度，因此，具有宽泛的阻尼温域。同时通过软硬单体添加量及配比，设计出软硬不同的三层核壳结构，具有微观约束阻尼的结构，具备较高的阻尼因子。同时引入疏水性基团，复配其他助剂、憎水剂、填料等，提供了一种新型的水性防结露阻尼涂料，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种双核壳结构阻尼乳液，该双核壳结构阻尼乳液的合成步骤为：
A.种子乳液的制备
将60～100份去离子水、2～4份乳化剂和0.1～1份PH缓冲剂加入到反应瓶中，接通氮气，升温至40℃，打开搅拌装置并将搅拌速度调至200～250r/mi n，搅拌保持5mi n；
将10～20份核丙烯酸酯单体加入到反应瓶中，高速搅拌15mi n，搅拌速度为300～350r/mi n；
升温至80±l℃，同时将0.1～1份引发剂溶于2～5份去离子水中，通过蠕动泵滴加到反应瓶中，并将搅拌速度降至200～250r/mi n，继续保持反应20mi n后得种子乳液；
B.核壳结构乳液的制备
将50～80份壳层单体、1～4份乳化剂和0～1份PH缓冲剂倒入装有30～50份去离子水的烧杯中，使用搅拌机高速搅拌10～15mi n，搅拌速度为300～350r/mi n，静置待用，得到第一混合液；
将步骤A中装有所述种子乳液的反应瓶控制温度在80±l℃，通过蠕动泵将所述第一混合液缓慢滴加入所述反应瓶中，1.5h内滴完，滴完后，补加0～1份的引发剂，保温溶胀3小时即得到核壳结构乳液；
C.双核壳结构阻尼乳液的制备
将30～60份第二壳层丙烯酸酯单体、20～40份有机硅单体、1～4份乳化剂和0～1份PH缓冲剂倒入装有30～50份去离子水的烧杯中，使用搅拌机高速搅拌50～60mi n，搅拌速度为300～350r/mi n，静置待用，得到第二混合液；
在步骤B的所述核壳结构乳液的基础上，将装有所述核壳乳液的反应瓶控制温度在80±l℃，通过蠕动泵将所述第二混合液缓慢滴加入所述核壳乳液中，1.5h内滴完，滴完后，补加0～1份的引发剂，继续保温1h，得到双核壳结构阻尼乳液。
作为本发明的进一步方案，合成后的双核壳结构阻尼乳液的平均粒径控制在0.1～0.5um；如果小于0.1um，需求乳化剂添加量过多，影响乳液的耐水性；而当乳液粒径大于0.5um，由于乳胶颗粒太少，会出现分布不均现象，涂料成膜后容易出现龟裂问题。
作为本发明的进一步方案，所述的丙烯酸酯单体为甲基丙烯酸甲酯MMA、丙烯酸乙酯EA、丙烯酸丁酯BA、甲基丙烯酸十六酯HMA、甲基丙烯酸羟乙酯HEMA、甲基丙烯酸苄基酯BZMA和甲基丙烯酸异冰片酯I BOMA中的一种或几种。
作为本发明的进一步方案，所述有机硅单体为乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三(2-甲氧基乙氧基)硅烷和乙烯基三酰氧基硅烷中的一种。
作为本发明的进一步方案，所述乳化剂为十二烷基硫酸钠SDS、硬脂酸钠、辛基酚聚氧乙烯醚OP-10、壬基酚聚氧乙烯醚NP-10、失水山梨醇单硬脂酸酯聚氧乙烯醚TW-60中的一种或几种。
作为本发明的进一步方案，所述引发剂为过硫酸铵APS、过硫酸钾KPS、过硫酸钠NPS中的一种。
作为本发明的进一步方案，所述PH缓冲剂为碳酸氢钠、磷酸二氢钠、醋酸钠中的一种。
一种具有防结露功能的水性阻尼涂料，按重量份包括如下组分：
双核壳结构阻尼乳液20～50份、水5～30份、PH调节剂0.1～0.5份、分散剂1～3份、湿润剂0.1～0.5份、防腐剂0.1～1份、消泡剂0.3～1份、防冻剂0.5～1.5份、成膜助剂0.5～1.5份、增稠剂0.5～3份、憎水剂5～20份、无机填料20～80份、阻燃剂5～20份。
作为本发明的进一步方案，所述PH调节剂为2-氨基-2-甲基-1-丙醇、氨水和二甲基乙醇胺中的一种。
作为本发明的进一步方案，所述分散剂为聚丙烯酸钠类分散剂。
作为本发明的进一步方案，所述湿润剂为十二烷基苯磺酸钠、丁基萘磺酸钠、二异辛基丁二酸酯磺酸盐和二萘基甲烷二磺酸钠中的一种。
作为本发明的进一步方案，所述防腐剂为亚硝酸钠、5-氯-2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮、2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮、五氯苯酚钠、2，4，5，6-四氯间苯二腈和2-(4-噻唑基)苯并咪唑中的一种或几种。
作为本发明的进一步方案，所述消泡剂为金属皂类消泡剂、矿物油类消泡剂和有机硅类消泡剂中的一种。
作为本发明的进一步方案，所述防冻剂为丙二醇。
作为本发明的进一步方案，所述成膜助剂为二丙二醇单丁醚、十二碳醇酯、丙二醇甲醚和己二醇丁醚醋酸酯中的一种或几种。
作为本发明的进一步方案，所述增稠剂为羟乙基纤维素、瓜尔胶、聚丙烯酸酯增稠剂、缔合型聚氨酯增稠剂中的一种或几种。
作为本发明的进一步方案，所述憎水剂为改性聚硅氧烷、氟碳聚合物中的一种。
作为本发明的进一步方案，所述无机填料为云母粉、滑石粉、轻钙、木质纤维、硅灰石粉中的一种或几种；其中，所述云母粉为绢云母粉，选择粒径为32目、60目、80目、100目、200目中的一种或两种；所述滑石粉选择粒径为200目、400目、600目、800目、1250目中的一种或两种；所述轻钙选择粒径为200目、400目、600目、800目、1250目中的一种；所述木质纤维选择纤维长度为0.1mm、0.3mm、0.5mm、0.8mm、1mm、2mm中的一种或两种；所述硅灰石粉选择粒径为200目、400目、600目、800目、1250目中的一种。
作为本发明的进一步方案，所述阻燃剂为氢氧化铝、聚磷酸铵、次磷酸铝、三聚氰胺氰尿酸盐、三聚氰胺多聚磷酸盐中的一种或几种。
一种具有防结露功能的水性阻尼涂料的制备方法，步骤如下：
1)按照重量份称取双核壳结构阻尼乳液、水、PH调节剂、分散剂、湿润剂、防腐剂、消泡剂、防冻剂、成膜助剂、增稠剂、憎水剂、无机填料以及阻燃剂，备用；
2)将水和双核壳结构阻尼乳液加入到卧式螺带混合机中，打开搅拌桨，依次加入PH调节剂、分散剂、湿润剂、防腐剂和部分消泡剂，搅拌分散5～10mi n；
3)在步骤2)的搅拌过程加入阻燃剂和憎水剂，继续搅拌10～20mi n。然后依次加入所选的无机填料、防冻剂、成膜助剂，继续搅拌20～40mi n；
4)在步骤3)中依次加入剩余消泡剂和增稠剂，继续搅拌5～10mi n，即得所需的具有防结露功能的水性阻尼涂料。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1.传统防结露涂料主要依赖吸水材料，通过涂层自身的吸水性能和透过性能实现防结露功能，涂层水含量过高易使金属部件腐蚀。本发明通过乳液疏水改性和添加憎水剂相结合，形成低表面能的疏水涂层，使水的接触角＞120°，制造出类荷叶结构的超疏水自清洁表面，使雨水、露水、冰雪等难以在其表面附着，起到自洁、耐水、防腐蚀、抗渗、防结露等作用，不会引起金属部件的腐蚀。
2.本发明合成一种双核壳结构的丙烯酸阻尼乳液，可以在同一种聚合物同时含有不同玻璃化温度的核壳部分，因此，具有优异的阻尼温域。同时通过软硬单体添加量及配比，设计出软硬不同的三层核壳结构，具有微观约束阻尼的结构，具备较高的阻尼因子。
3.本发明以水为分散介质，具有极低的VOC，无毒并且无刺激气味，施工环境良好，对人体健康无害，同时降低了对大气的污染，节省了很大一部分资源。
4.本发明通过复配防腐防霉助剂，增强了阻尼涂料涂层耐腐蚀能力，长期在潮湿阴冷的环境下不会发生变质霉化，相比一般的阻尼涂料寿命明显提高。
5.本发明通过选用不同种类填料，复配分散及消泡助剂，使得填料呈定向排列，增强了涂层的阻尼性能。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明的技术方案作进一步详细地说明。
实施例1
本发明实施例提供了一种具有防结露功能的水性阻尼涂料，包括双核壳结构阻尼乳液，其中，所述双核壳结构阻尼乳液的合成，具体步骤如下：
A.种子乳液的制备
将60份去离子水、1份十二烷基硫酸钠、2份辛基酚聚氧乙烯醚和0.5份碳酸氢钠加入到反应瓶中，接通氮气，升温至40℃，打开搅拌装置并将搅拌速度调至250r/mi n，搅拌保持5mi n。然后将15份丙烯酸丁酯单体加入到反应瓶中，高速搅拌15mi n，搅拌速度为350r/mi n。升温至80±l℃，同时将0.2份过硫酸钾KPS溶于10份去离子水中，通过蠕动泵滴加到反应瓶中，并将搅拌速度降至200r/mi n，继续保持反应20mi n后得种子乳液。
B.核壳结构乳液的制备
在种子乳液的基础上，将40份甲基丙烯酸甲酯、20份丙烯酸丁酯、1.8份十二烷基硫酸钠和0.5份碳酸氢钠倒入装有50份去离子水的烧杯中，使用搅拌机高速搅拌15mi n，搅拌速度为350r/mi n，静置待用。将装有核乳液的反应瓶控制温度在80±l℃，然后通过蠕动泵将此混合液缓慢滴加入其中，1.5h内滴完。滴完后，补加0.5份的过硫酸钾，保温溶胀3小时即得到核壳结构乳液。
C.双核壳结构阻尼乳液的制备
在核壳结构乳液的基础上，将30份甲基丙烯酸甲酯、30份乙烯基三乙氧基硅烷、1.5份十二烷基硫酸钠倒入装有50份去离子水的烧杯中，使用搅拌机高速搅拌50mi n，搅拌速度为350r/mi n，静置待用。将装有核壳乳液的反应瓶控制温度在80±l℃，然后通过蠕动泵将此混合液缓慢滴加入其中，1.5h内滴完。滴完后，补加0.1份的过硫酸钾，继续保温1h，制得到双核壳结构阻尼乳液。
一种具有防结露功能的水性阻尼涂料，按重量份包括如下组分：双核壳结构阻尼乳液45份、水6份、2-氨基-2-甲基-1-丙醇0.3份、聚丙烯酸钠2份、十二烷基苯磺酸钠0.1份、亚硝酸钠0.1份、5-氯-2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮0.2份、2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮0.2份、金属皂类消泡剂0.4份、丙二醇0.5份、己二醇丁醚醋酸酯1份、缔合型聚氨酯增稠剂0.2份、氟碳聚合物10份、60目绢云母粉5份、100目绢云母粉10份、800目滑石粉5份、0.3mm木质纤维2份、800目轻钙10份、氢氧化铝8份、三聚氰胺氰尿酸盐5份。
其中，该具有防结露功能的水性阻尼涂料的制备方法，包括以下步骤：
按重量份数称取各组分，将水和双核壳结构阻尼乳液加入到卧式螺带混合机中，打开搅拌桨，然后依次加入2-氨基-2-甲基-1-丙醇、聚丙烯酸钠、十二烷基苯磺酸钠、亚硝酸钠、5-氯-2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮、2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮和部分金属皂类消泡剂，搅拌分散10mi n。然后在搅拌过程加入氢氧化铝、三聚氰胺氰尿酸盐和氟碳聚合物，继续搅拌15mi n。然后依次加入所选的60目绢云母粉、100目绢云母粉、800目滑石粉、0.3mm木质纤维、800目轻钙、丙二醇、己二醇丁醚醋酸酯，继续搅拌20mi n。最后依次加入剩余金属皂类消泡剂和缔合型聚氨酯增稠剂，继续搅拌5mi n。即得所需水性阻尼涂料。
实施例2
本发明实施例提供了一种具有防结露功能的水性阻尼涂料，包括双核壳结构阻尼乳液，其中，所述双核壳结构阻尼乳液原料及合成步骤与实施例1中双核壳结构阻尼乳液的合成相同。本实施例的具有防结露功能的水性阻尼涂料按照实施例1的制备方法步骤制作水性阻尼涂料。本实施例中水性阻尼涂料原材料的种类及用量，按重量份包括如下组分：
实施例1自合成乳液45份、水6份、2-氨基-2-甲基-1-丙醇0.3份、聚丙烯酸钠2份、十二烷基苯磺酸钠0.1份、亚硝酸钠0.1份、5-氯-2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮0.2份、2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮0.2份、金属皂类消泡剂0.4份、丙二醇0.5份、十二碳醇酯1份、羟乙基纤维素0.5份、缔合型聚氨酯增稠剂0.2份、改性聚硅氧烷5份、氟碳聚合物10份、氢氧化铝13份、32目绢云母粉5份、200目绢云母粉10份、400目滑石粉5份、0.3mm木质纤维2份、800目轻钙10份。
实施例3
本发明实施例提供了一种具有防结露功能的水性阻尼涂料，包括双核壳结构阻尼乳液，其中，所述双核壳结构阻尼乳液原料及合成步骤与实施例1中双核壳结构阻尼乳液的合成相同。本实施例的具有防结露功能的水性阻尼涂料按照实施例1的制备方法步骤制作水性阻尼涂料。本实施例中水性阻尼涂料原材料的种类及用量，按重量份包括如下组分：
实施例1自合成乳液45份、水6份、2-氨基-2-甲基-1-丙醇0.3份、聚丙烯酸钠2份、十二烷基苯磺酸钠0.1份、2-(4-噻唑基)苯并咪唑0.4份、金属皂类消泡剂0.2份、矿物油类消泡剂0.2份、丙二醇0.5份、十二碳醇酯1份、缔合型聚氨酯增稠剂0.4份、改性聚硅氧烷15份、聚磷酸铵10份、三聚氰胺氰尿酸盐5份、60目绢云母粉5份、100目绢云母粉5份、400目滑石粉5份、0.3mm木质纤维2份、1000目硅灰石10份。
实施例4
本发明实施例提供了一种具有防结露功能的水性阻尼涂料，包括双核壳结构阻尼乳液，其中，所述双核壳结构阻尼乳液原料及合成步骤与实施例1中双核壳结构阻尼乳液的合成相同。本实施例的具有防结露功能的水性阻尼涂料按照实施例1的制备方法步骤制作水性阻尼涂料。本实施例中水性阻尼涂料原材料的种类及用量，按重量份包括如下组分：
实施例1自合成乳液40份、水6份、二甲基乙醇胺0.2份、聚丙烯酸钠2份、十二烷基苯磺酸钠0.1份、5-氯-2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮0.2份、2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮、矿物油类消泡剂0.4份、丙二醇0.5份、己二醇丁醚醋酸酯1份、缔合型聚氨酯增稠剂0.4份、改性聚硅氧烷10份、次磷酸铝10份、32目绢云母粉7份、200目绢云母粉15份、400目滑石粉5份、0.3mm木质纤维2份。
实施例5
一种具有防结露功能的水性阻尼涂料，包括双核壳结构阻尼乳液，双核壳结构阻尼乳液合成的具体步骤如下：
A.种子乳液的制备
将60份去离子水、1份十二烷基硫酸钠、2份辛基酚聚氧乙烯醚和0.5份碳酸氢钠加入到反应瓶中，接通氮气，升温至40℃，打开搅拌装置并将搅拌速度调至250r/mi n，搅拌保持5mi n。然后将5份甲基丙烯酸甲酯单体和5份丙烯酸丁酯加入到反应瓶中，高速搅拌15min，搅拌速度为350r/mi n。升温至80±l℃，同时将0.3份过硫酸钾溶于10份去离子水中，通过蠕动泵滴加到反应瓶中，并将搅拌速度降至200r/mi n，继续保持反应20mi n后得种子乳液。
B.核壳结构乳液的制备
在核乳液的基础上，将60份丙烯酸丁酯、1.8份十二烷基硫酸钠和0.5份碳酸氢钠倒入装有40份去离子水的烧杯中，使用搅拌机高速搅拌15mi n，搅拌速度为350r/mi n，静置待用。将装有核乳液的反应瓶控制温度在80±l℃，然后通过蠕动泵将此混合液缓慢滴加入其中，1.5h内滴完。滴完后，补加0.3份的过硫酸钾，保温溶胀3小时即得到核壳结构乳液。
C.双核壳结构阻尼乳液的制备
在核壳结构乳液的基础上，将10份甲基丙烯酸甲酯、20份甲基丙烯酸异冰片酯、30份乙烯基三乙氧基硅烷、1.5份十二烷基硫酸钠倒入装有50份去离子水的烧杯中，使用搅拌机高速搅拌50mi n，搅拌速度为350r/mi n，静置待用。将装有核壳乳液的反应瓶控制温度在80±l℃，然后通过蠕动泵将此混合液缓慢滴加入其中，1.5h内滴完。滴完后，补加0.2份的过硫酸钾，继续保温1h，制得到双核壳结构阻尼乳液。
采用实施例2的水性阻尼涂料原材料配比及制备方法，制得水性阻尼涂料。
实施例6
一种具有防结露功能的水性阻尼涂料，其包括双核壳结构阻尼乳液，双核壳结构阻尼乳液的合成具体步骤如下：
A.种子乳液的制备
将60份去离子水、1份十二烷基硫酸钠、2份辛基酚聚氧乙烯醚和0.5份碳酸氢钠加入到反应瓶中，接通氮气，升温至40℃，打开搅拌装置并将搅拌速度调至250r/mi n，搅拌保持5mi n。然后将5份丙烯酸乙酯和5份丙烯酸丁酯加入到反应瓶中，高速搅拌15mi n，搅拌速度为350r/mi n。升温至80±l℃，同时将0.3份过硫酸钾溶于10份去离子水中，通过蠕动泵滴加到反应瓶中，并将搅拌速度降至200r/mi n，继续保持反应20mi n后得种子乳液。
B.核壳结构乳液的制备
在核乳液的基础上，将20份甲基丙烯酸甲酯、40份甲基丙烯酸苄基酯、1.8份十二烷基硫酸钠倒入装有40份去离子水的烧杯中，使用搅拌机高速搅拌15mi n，搅拌速度为350r/mi n，静置待用。将装有核乳液的反应瓶控制温度在80±l℃，然后通过蠕动泵将此混合液缓慢滴加入其中，1.5h内滴完。滴完后，补加0.3份的过硫酸钾，保温溶胀3小时即得到核壳结构乳液。
C.双核壳结构阻尼乳液的制备
在核壳结构乳液的基础上，将20份甲基丙烯酸甲酯、20份甲基丙烯酸异冰片酯、30份乙烯基三(2-甲氧基乙氧基)硅烷、1.5份十二烷基硫酸钠倒入装有50份去离子水的烧杯中，使用搅拌机高速搅拌50mi n，搅拌速度为350r/mi n，静置待用。将装有核壳乳液的反应瓶控制温度在80±l℃，然后通过蠕动泵将此混合液缓慢滴加入其中，1.5h内滴完。滴完后，补加0.2份的过硫酸钾，继续保温1h，制得到双核壳结构阻尼乳液。
采用实施例2的水性阻尼涂料原材料配比及制备方法，制得水性阻尼涂料。
实施例7
一种具有防结露功能的水性阻尼涂料，其包括双核壳结构阻尼乳液，双核壳结构阻尼乳液的合成，具体步骤如下：
A.种子乳液的制备
将60份去离子水、1份十二烷基硫酸钠、1份辛基酚聚氧乙烯醚、1份失水山梨醇单硬脂酸酯聚氧乙烯醚和0.5份碳酸氢钠加入到反应瓶中，接通氮气，升温至40℃，打开搅拌装置并将搅拌速度调至250r/mi n，搅拌保持5mi n。然后将10份甲基丙烯酸甲酯单体加入到反应瓶中，高速搅拌15mi n，搅拌速度为350r/mi n。升温至80±l℃，同时将0.2份过硫酸钾溶于10份去离子水中，通过蠕动泵滴加到反应瓶中，并将搅拌速度降至200r/mi n，继续保持反应20mi n后得种子乳液。
B.核壳结构乳液的制备
在核乳液的基础上，将60份丙烯酸丁酯、1.8份十二烷基硫酸钠和0.5份碳酸氢钠倒入装有40份去离子水的烧杯中，使用搅拌机高速搅拌15mi n，搅拌速度为350r/mi n，静置待用。将装有核乳液的反应瓶控制温度在80±l℃，然后通过蠕动泵将此混合液缓慢滴加入其中，1.5h内滴完。滴完后，补加0.3份的过硫酸钾，保温溶胀3小时即得到核壳结构乳液。
C.双核壳结构阻尼乳液的制备
在核壳结构乳液的基础上，将20份丙烯酸乙酯、10份甲基丙烯酸异冰片酯、30份乙烯基三乙氧基硅烷、1.5份十二烷基硫酸钠倒入装有50份去离子水的烧杯中，使用搅拌机高速搅拌50mi n，搅拌速度为350r/mi n，静置待用。将装有核壳乳液的反应瓶控制温度在80±l℃，然后通过蠕动泵将此混合液缓慢滴加入其中，1.5h内滴完。滴完后，补加0.2份的过硫酸钾，继续保温1h，制得到双核壳结构阻尼乳液。
采用实施例2的水性阻尼涂料原材料配比及制备方法，制得水性阻尼涂料。
需要说明的是，本发明实施例2-4中水性阻尼涂料原材料的种类及用量如表1所示：
表1实施例2-4中水性阻尼涂料原材料配比
本水性阻尼涂料主要依据中国铁路总公司的企业标准Q/CR 581-2017《铁路客车用涂料技术条件》为主给出性能测试标准如表2：
表2自制水性阻尼性能测试标准
对实施例1-7的水性阻尼涂料和国内某品牌水性阻尼涂料对比例1、国外某品牌水性阻尼涂料对比例2进行性能对比测试。
按照GB/T1727的规定，对试板进行表面处理，采用刮涂方法制备涂膜。涂膜干膜厚度应为(2.0±0.2)mm。涂覆完成后试板常温下(23.5±2)℃干燥10天后进行性能测试，结果如表3。
结露性能：将防结露阻尼涂料涂于面积为80mm2的金属平板上，干燥完全后，将其竖放入温度为10℃，相对湿度为80％的环境中，48h后观察表面的结露情况。
表3实施例1-7和对比例1-2的性能测试对比
从以上结果中可以看出，本发明通过乳液疏水改性和添加憎水剂相结合，形成低表面能的疏水涂层，使水的接触角＞120°，制造出类荷叶结构的超疏水自清洁表面，使雨水、露水、冰雪等难以在其表面附着，起到自洁、耐水、防腐蚀、抗渗、防结露等作用，不会引起金属部件的腐蚀。本发明合成一种双核壳结构的丙烯酸阻尼乳液，可以在同一种聚合物同时含有不同玻璃化温度的核壳部分，因此，具有优异的阻尼温域。同时通过软硬单体添加量及配比，设计出软硬不同的三层核壳结构，具有微观约束阻尼的结构，具备较高的阻尼因子。本发明以水为分散介质，具有极低的VOC，无毒并且无刺激气味，施工环境良好，对人体健康无害，同时降低了对大气的污染，节省了很大一部分资源。本发明通过复配防腐防霉助剂，增强了阻尼涂料涂层耐腐蚀能力，长期在潮湿阴冷的环境下不会发生变质霉化，相比一般的阻尼涂料寿命明显提高。本发明通过选用不同种类填料，复配分散及消泡助剂，使得填料呈定向排列，增强了涂层的阻尼性能。
上面对本发明的较佳实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化。

Claims (10)

1.一种双核壳结构阻尼乳液，其特征在于，该双核壳结构阻尼乳液的合成步骤为：
A.种子乳液的制备
将60～100份去离子水、2～4份乳化剂和0.1～1份PH缓冲剂加入到反应瓶中，接通氮气，升温至40℃，打开搅拌装置并将搅拌速度调至200～250r/min，搅拌保持5min；
将10～20份核丙烯酸酯单体加入到反应瓶中，高速搅拌15min，搅拌速度为300～350r/min；
升温至80±l℃，同时将0.1～1份引发剂溶于2～5份去离子水中，通过蠕动泵滴加到反应瓶中，并将搅拌速度降至200～250r/min，继续保持反应20min后得种子乳液；
B.核壳结构乳液的制备
将50～80份壳层单体、1～4份乳化剂和0～1份PH缓冲剂倒入装有30～50份去离子水的烧杯中，使用搅拌机高速搅拌10～15min，搅拌速度为300～350r/min，静置待用，得到第一混合液；
将步骤A中装有所述种子乳液的反应瓶控制温度在80±l℃，通过蠕动泵将所述第一混合液缓慢滴加入所述反应瓶中，1.5h内滴完，滴完后，补加0～1份的引发剂，保温溶胀3小时即得到核壳结构乳液；
C.双核壳结构阻尼乳液的制备
将30～60份第二壳层丙烯酸酯单体、20～40份有机硅单体、1～4份乳化剂和0～1份PH缓冲剂倒入装有30～50份去离子水的烧杯中，使用搅拌机高速搅拌50～60min，搅拌速度为300～350r/min，静置待用，得到第二混合液；
在步骤B的所述核壳结构乳液的基础上，将装有所述核壳乳液的反应瓶控制温度在80±l℃，通过蠕动泵将所述第二混合液缓慢滴加入所述核壳乳液中，1.5h内滴完，滴完后，补加0～1份的引发剂，继续保温1h，得到双核壳结构阻尼乳液。
2.根据权利要求1所述的双核壳结构阻尼乳液，其特征在于，合成后的所述双核壳结构阻尼乳液的平均粒径控制在0.1～0.5um。
3.根据权利要求1或2所述的双核壳结构阻尼乳液，其特征在于，所述的丙烯酸酯单体为甲基丙烯酸甲酯MMA、丙烯酸乙酯EA、丙烯酸丁酯BA、甲基丙烯酸十六酯HMA、甲基丙烯酸羟乙酯HEMA、甲基丙烯酸苄基酯BZMA和甲基丙烯酸异冰片酯IBOMA中的一种或几种。
4.根据权利要求1或2所述的双核壳结构阻尼乳液，其特征在于，所述有机硅单体为乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三(2-甲氧基乙氧基)硅烷和乙烯基三酰氧基硅烷中的一种。
5.根据权利要求1或2所述的双核壳结构阻尼乳液，其特征在于，所述乳化剂为十二烷基硫酸钠SDS、硬脂酸钠、辛基酚聚氧乙烯醚OP-10、壬基酚聚氧乙烯醚NP-10、失水山梨醇单硬脂酸酯聚氧乙烯醚TW-60中的一种或几种。
6.根据权利要求1或2所述的双核壳结构阻尼乳液，其特征在于，所述引发剂为过硫酸铵APS、过硫酸钾KPS、过硫酸钠NPS中的一种；所述PH缓冲剂为碳酸氢钠、磷酸二氢钠、醋酸钠中的一种。
7.一种具有防结露功能的水性阻尼涂料，其特征在于，按重量份包括如下组分：
如权利要求1-6任一项所述的双核壳结构阻尼乳液20～50份、水5～30份、PH调节剂0.1～0.5份、分散剂1～3份、湿润剂0.1～0.5份、防腐剂0.1～1份、消泡剂0.3～1份、防冻剂0.5～1.5份、成膜助剂0.5～1.5份、增稠剂0.5～3份、憎水剂5～20份、无机填料20～80份、阻燃剂5～20。
8.根据权利要求1或2所述的具有防结露功能的水性阻尼涂料，其特征在于，所述PH调节剂为2-氨基-2-甲基-1-丙醇、氨水和二甲基乙醇胺中的一种；所述分散剂为聚丙烯酸钠类分散剂；所述湿润剂为十二烷基苯磺酸钠、丁基萘磺酸钠、二异辛基丁二酸酯磺酸盐和二萘基甲烷二磺酸钠中的一种；所述防腐剂为亚硝酸钠、5-氯-2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮、2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮、五氯苯酚钠、2，4，5，6-四氯间苯二腈和2-(4-噻唑基)苯并咪唑中的一种或几种。
9.根据权利要求8所述的具有防结露功能的水性阻尼涂料，其特征在于，所述消泡剂为金属皂类消泡剂、矿物油类消泡剂和有机硅类消泡剂中的一种；所述防冻剂为丙二醇；所述成膜助剂为二丙二醇单丁醚、十二碳醇酯、丙二醇甲醚和己二醇丁醚醋酸酯中的一种或几种；所述增稠剂为羟乙基纤维素、瓜尔胶、聚丙烯酸酯增稠剂、缔合型聚氨酯增稠剂中的一种或几种；所述憎水剂为改性聚硅氧烷、氟碳聚合物中的一种；所述无机填料为云母粉、滑石粉、轻钙、木质纤维、硅灰石粉中的一种或几种；所述阻燃剂为氢氧化铝、聚磷酸铵、次磷酸铝、三聚氰胺氰尿酸盐、三聚氰胺多聚磷酸盐中的一种或几种。
10.一种如权利要求7-9任一项所述具有防结露功能的水性阻尼涂料的制备方法，其特征在于，步骤如下：
1)按照重量份称取双核壳结构阻尼乳液、水、PH调节剂、分散剂、湿润剂、防腐剂、消泡剂、防冻剂、成膜助剂、增稠剂、憎水剂、无机填料以及阻燃剂，备用；
2)将水和双核壳结构阻尼乳液加入到卧式螺带混合机中，打开搅拌桨，依次加入PH调节剂、分散剂、湿润剂、防腐剂和部分消泡剂，搅拌分散5～10min；
3)在步骤2)的搅拌过程加入阻燃剂和憎水剂，继续搅拌10～20min。然后依次加入所选的无机填料、防冻剂、成膜助剂，继续搅拌20～40min；
4)在步骤3)中依次加入剩余消泡剂和增稠剂，继续搅拌5～10min，即得所需的具有防结露功能的水性阻尼涂料。
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