[发明专利]一种水基阻尼浆料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明专利涉及水基阻尼浆料，特指一种水基阻尼浆料的制备方法。

背景技术

现代科学技术的飞速发展，噪声污染也随之日趋严重，给人们的工作和身体健康带来了严重的伤害，很多国家规定了关于噪声环境下的标准；振动是噪声的主要来源，减少振动的主要方法有两种：隔振和阻尼减震两种，其中高分子阻尼浆料具有优异的减振、降噪等特点受到人们的关注；水基阻尼浆料是一种以水基聚合物为交联乳液，在填料和助剂的配合下制备的减震降噪涂料，聚合物材料在玻璃化转变温度区域具有较高的阻尼，但是单一组分的聚合物的玻璃化温度区域只有20~30℃，目前环境温度的变化一般都达到-40℃~40℃，所以一种较好的水性阻尼浆料应具有不同玻璃化温度，从而实现很宽的温度范围内阻尼涂层均具有优异的阻尼性能是一种发展趋势。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明专利所要解决的技术问题是将微观阻尼约束结构和自由阻尼结构相结合，从而将涂层的减震和降噪性能同时得到改善，通过在水基的阻尼浆料中引入具有不同玻璃化转变温度（Tg）核壳结构的橡胶粒子，其中壳采用硬度相对较高的塑料，如：丙烯酸树脂、丁苯乙烯、异丁烯；核中的自由阻尼结构为柔软的聚丁二烯或者聚异戊二烯，充分吸收外界的震动。

本发明专利所采用的技术方案是，一种核壳结构水基阻尼浆料的配方：水基核壳结构乳液，由聚丙烯酸酯乳液、聚丁苯乙烯乳液、聚异丁烯乳液组成；抗流挂助剂，由气相二氧化硅、膨润土和纳米碳酸钙组成；无机填料主要包括：硅灰石、云母片和石墨片；阻燃剂，为氢氧化铝和/或氢氧化镁；抗霉菌助剂、消泡剂、增塑剂；其中所述的水基核壳结构中丙烯酸酯乳液、丁苯乙烯、异丁橡胶共聚物乳液按照一定比例混合；无机填料中可以选择三者其中的一种或两种以上按照任意质量比进行混合的混合物。

所述的水基核壳结构乳液，是指具有核壳结构的物质经表面处理，将其分散于水中形成的一类乳液。其中聚丙烯酸酯乳液是指壳为聚丙烯酸酯的水基乳液，将核壳聚合物表面采用表面活性剂处理，以水为溶剂，制备的一类乳液。

所述的水基阻尼浆料组成按照重量份数计算为：

水基核壳结构乳液40~60份；

气相二氧化硅   5~10份；

膨润土   5~10份；

纳米碳酸钙   5~10份；

无机填料  30~50份；

阻燃剂  10~20份；

抗霉菌助剂   0.5~2份；

消泡剂   0.5~2份；

增塑剂   0.5~2份。

本发明专利所述的水基乳液体系中具有不同热变型温度(Tg)核壳结构粒子，如聚丙烯酸酯粒子，聚异丁烯粒子或是聚丁苯乙烯粒子，从而达到在很宽的温度范围内阻尼涂层均具有优异的阻尼性能，并且实现峰值温度范围的可控性，从而达到可以根据实际生产具体使用温度或是使用环境来制备符合实际需要的相关产品，解决北方地区天气恶劣环境下材料的使用寿命问题。

所述水基核壳结构乳液的固含量在40~60%之间（固含量是指乳液或者涂料在规定条件下烘干后剩余部分占总量的质量百分分数）；所述水基核壳结构乳液的成份为包括两个部分即：A：以丁二烯为核，聚丙烯酸酯、聚异丁烯和/或聚丁苯乙烯为壳的的核壳结构乳液；B：以异戊二烯为核，聚丙烯酸酯、聚异丁烯和/或聚丁苯乙烯为壳的的核壳结构乳液；其中A乳液占总质量的20~50%，B乳液占重质量的50~80%；其中水基核壳结构乳液的共混比例主要是考虑到乳液干膜的速度，不匹配到时候干膜时间会存在很大的差异。

其中核壳聚合物的制备：

（1）核聚合：将所述的核单体丁二烯或异戊二烯加入到质量分数为2~5%的乳化剂水溶液中，高速搅拌配置成核预乳化液备用，将引发剂加入到去离子水中配置成1mol/L~2mol/L的引发剂水溶液；将占核预乳化液重量10%~25%的部分核预乳化液、pH调节剂和部分引发剂水溶液（引发剂水溶液总质量的15%~30%）投入通有氮气的四口烧瓶中得到乳液1，pH调节剂的加入量应使得乳液1成中性，于70~80℃下，120r/min~200r/min下搅拌，搅拌至蓝色荧光出现；将剩余的核预乳化液（核预乳化液总重量的75%~90%）和部分引发剂水溶液（引发剂水溶液总质量的的15%~30%）在60~80min内滴加到反应烧瓶中。