[发明专利]聚丙烯酸酯类互穿网络聚合物乳液及其高阻尼材料

说明书

技术领域

本发明属于高分子聚合物的技术领域，特别涉及一种互穿网络聚合物乳液，并以该乳液合成用于车辆减振的水性宽温域高阻尼的阻尼材料。

背景技术

在应用于车辆减振的阻尼材料方面，美国杜邦公司制成降低车内噪声和减振组合物，见CN88102579，由乙烯单体，如氯乙烯、丙烯酸、偏二氯乙烯等组成，其填料为云母，20-90％，它的特点是在高温及零度以下可以连续使用。美国罗姆和哈斯公司、福特发动机公司共同申报专利，见CN1047679，新型车辆减振组合物，由至少两种热塑性弹性体聚合物(其中弹性体由α-烯烃类核不饱和单体)、聚合物共混物组成，其组成比为1∶2，用于福特汽车的减振。日本积水化学株式会社制成了由聚氯乙烯和氯化石蜡组成的减振隔音材料，见CN1530924，用于汽车的减振。

与本发明最接近的现有技术是2005年6月8日公开的、公开号为CN1624015的一份发明专利。申请人公开了一种减振器用的水基乳液，该水基乳液包括由丙烯酸共聚物(A)形成的核部分和由丙烯酸共聚物(B)形成并覆盖核部分的壳部分的颗粒，丙烯酸共聚物(B)的玻璃化转变温度不低于-9℃，和丙烯酸共聚物(B)的玻璃化转变温度和丙烯酸共聚物(A)的玻璃化转变温度之差不小于20℃。或者水基乳液包括由玻璃化转变温度-30-0℃的丙烯酸共聚物(C)形成的颗粒与玻璃化转变温度-300℃的丙烯酸共聚物(D)形成的颗粒，按一定的质量比例组成。

这篇专利对于乳液的玻璃化转变温度的控制是通过形成核-壳结构，使核部分(A)和壳部分(B)具有不同的玻璃化转变温度的方法实现的；另一种方法是通过将玻璃化转变温度不同的共聚物(C)和(D)形成的颗粒混合来控制乳液的玻璃化转变温度。这两种方法都不易控制。而通过形成聚合物互穿网络的方法，可以通过计算共聚物玻璃化转变温度的公式，以不同单体的量不同来使共聚物有与计算值相近的玻璃化转变温度。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，采用不同于背景技术的互穿网络聚合物(IPN)技术，由多种单体生成互穿网络聚合物，使乳液具有较宽的温域范围；加入了多种填料，可以很好地改善阻尼材料的阻尼性能，提高阻尼材料的阻尼值。

本发明是这样实现的：

一种聚丙烯酸酯类互穿网络聚合物乳液，组分有保护胶、乳化剂、引发剂、缓冲剂、交联剂、水和单体，其特征是，所说的单体及按质量比包括丙烯酸丁酯∶甲基丙烯酸∶丙烯酸环氧丙酯∶苯乙烯＝15.3～18.8∶1.3～3.0∶0.22～0.43∶6.3～18.4，乳液中单体成互穿网络状聚合；所说的引发剂是过硫酸铵或过硫酸钾；所说的缓冲剂是碳酸氢钠水溶液；所说的交联剂是乙二醇二甲基丙烯酸酯。

所说的单体还包括：甲基丙烯酸甲酯或甲基丙烯酸丁酯，其含量为丙烯酸丁酯∶甲基丙烯酸甲酯∶甲基丙烯酸丁酯＝15.3～18.8∶0～1.01∶0～8.25；所说的单体还可以包括丙烯酸羟丙酯、羟甲基丙烯酰胺、丙烯酸缩水甘油酯、α-甲基苯乙烯等。

这些单体的不同组合，可以调节材料的玻璃化转变温度并拓宽阻尼材料的阻尼温域。

前述的聚丙烯酸酯类互穿网络聚合物乳液的合成工艺包括以下步骤：

(a)以过硫酸铵为引发剂合成甲基丙烯酸的预聚体；可以在有搅拌器、回流冷凝器及水浴加热的容器(如250ml三颈瓶)中，加入适量水和引发剂，将温度升至80℃，加入甲基丙烯酸单体，反应0.8～1.8小时至体系发粘为止，待用。

(b)用乳液聚合的方法合成互穿网络聚合物：以过硫酸铵、过硫酸钾等为引发剂，OS、MS-1、十二烷基苯磺酸钠等为乳化剂，乙二醇二甲基丙烯酸酯为交联剂，甲基丙烯酸、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸羟丙酯、羟甲基丙烯酰胺、丙烯酸缩水甘油酯、丙烯酸环氧丙酯、α-甲基苯乙烯和苯乙烯等为单体，与甲基丙烯酸的预聚体聚合成互穿网络聚合物，反应温度为75～90℃。

应用本发明的聚丙烯酸酯类互穿网络聚合物乳液，加入助剂、填料和水，能够得到用于车辆减振的高阻尼材料(涂料)。

所说的聚丙烯酸酯类互穿网络聚合物乳液、助剂、填料和水的成分及按质量百分比的用量如下：

固含量为25～40％聚丙烯酸酯类互穿网络聚合物乳液占36～45％；

分散剂1.0～2.0％；润湿剂0.3～1.0％；消泡剂1.3～2.0；乙二醇3.0～4.0.％；成膜剂2.4～3.0％；增稠剂2.5～3.0％；流平剂0.5～2.0％；多功能助剂0.2～1.0％；