一種高溫域水性阻尼塗料及其製備方法
2023-10-30 14:10:22 1
專利名稱：一種高溫域水性阻尼塗料及其製備方法
技術領域：
本發明涉及一種水性阻尼塗料及其製備方法，具體的說是一種具有良好散熱性能的高溫域水性阻尼塗料及其製備方法。
背景技術：
傳統塗料以有機溶劑作為分散介質，無論在生產過程還是在施工應用過程中均有大量的有毒有害氣體、廢水排放，不但對環境、大氣以及水資源造成汙染，而且嚴重損害生產及施工人員的身體健康。水性阻尼塗料是一種以水為主要分散介質，以無機物和有機物為填料，不含任何有毒有機溶劑的綠色環保塗料。水性阻尼塗料具有良好的阻燃性、高附著力、耐腐蝕性、抗老化性、高阻尼性能且施工方便等優點，目前正被廣泛應用在汽車、火車、輪船、飛機、工程機械和其他家用電器領域，起到隔聲、吸聲、減振和保溫作用。但是在某些特殊設備領域，如汽車發動機，正常工作時外殼溫度約為70-110°C，需要水性阻尼塗料在如此高的溫域範圍內既能夠起到阻尼減振效果，又必須具有良好的散熱性能，否則將加重冷卻系統的工作負擔，導致嚴重的不良後果。目前，國內外的水性阻尼塗料主要應用於常溫域，還沒有散熱方面的嚴格要求。
發明內容
針對現有技術存在的不足，本發明所要解決的技術問題是提供一種在高溫域阻尼性能良好且散熱性能優異的水性阻尼塗料以及其製備方法，同時該阻尼塗料還具有良好的防腐和阻燃性能。為解決上述技術問題，本發明所採取的技術方案是一種高溫域水性阻尼塗料，以水性乳液為主劑，以片狀雲母粉和金屬粉為主要無機填料，以碳纖維為輔助填料，以水性分散劑、水性消泡劑、水性潤溼劑、增稠劑為主要塗料助劑，還有阻燃劑和成膜助劑，所述各種原料的重量配比為水性乳液為具有核-殼結構的水性丙烯酸網絡互穿乳液，其固含量為40%-70%， 佔30-55份；片狀雲母粉粒度在40目到400目之間，佔30-60份；金屬粉為鋁粉和鋅粉按任意重量配比混合，粒度為200目-400目，佔5-15份；碳纖維佔3-15份；水性分散劑佔1-2份；水性消泡劑佔0. 5-1份；水性潤溼劑佔 0. 5-1份；增稠劑佔0. 3-1. 5份，阻燃劑佔5-15份；成膜助劑佔8_20份。進一步的，所述的碳纖維為普通短碳纖維。進一步的，所述的阻燃劑為液體環保阻燃劑。進一步的，所述的成膜助劑為Taxanol成膜助劑。進一步的，所述的塗料助劑還包括適量的防凍劑和防腐防黴劑。一種製備所述的高溫域水性阻尼塗料的方法，包括如下步驟(1)配製水性乳液
在常溫下，將具有不同玻璃化溫度的核-殼結構水性丙烯酸乳液和網絡互穿乳液按照FOX方程進行混合，並在水中攪拌混合均勻後得到固含量為40% -70%的水性乳液；(2)填料、助劑的加入在水性乳液中按重量比加入片狀雲母粉、金屬粉、碳纖維、阻燃劑，再加入0.5-1 份水性分散劑，0. 25-0. 5份水性消泡劑，0. 5-1份水性潤溼劑後，高速攪拌混合均勻；(3)成膜及調漆再給上述溶液加入成膜助劑，以及1-2份水性分散劑和0. 25-0. 5份水性消泡劑， 最後加入增稠劑調節稠度後即完成。本發明的高溫域阻尼性能良好且散熱性能優異的水性阻尼塗料選用具有核殼結構的丙烯酸網絡互穿乳液為主劑，以片狀雲母粉為主要阻尼功能填料，通過調節不同玻璃化轉變溫度水性乳液的比例以及片狀雲母粉的添加量來改變塗料具體的阻尼溫域和阻尼值；通過填加金屬粉來提高塗層的導熱性能，同時提高塗層的防腐性能；碳纖維在提高塗層導熱性能的同時，更能使塗層在高溫環境下保持長久的強度。塗料可用於使用溫度較高的振動基體的振動和噪聲控制，同時塗料具有良好的散熱性能和防腐性能，以及能夠良好保持在較高溫度範圍內的塗層強度。使用本發明所公開的方法，可以高效的製備上述的高溫域水性阻尼塗料。
具體實施例方式實施例1本實施例的高溫域水性阻尼塗料，主要組分按照如下重量比例配比30份水性乳液；30份粒度為80目的片狀雲母粉；5份粒度為400目的金屬粉，該金屬粉由鋁粉和鋅粉按任意重量配比混合；15份普通短碳纖維；5份液體環保阻燃劑；8份Taxanol成膜助劑，本發明中所用Taxanol成膜助劑均來源於美國伊士曼公司。製備本實施例的高溫域水性阻尼塗料的方法，包括以下步驟(1)水性乳液的配製在常溫下，將20份玻璃化溫度為10°C的水性丙烯酸乳液與10份玻璃化溫度為 50°C的網絡互穿乳液混合均勻，攪拌混合均勻後獲得水性乳液；(2)填料、助劑的加入將片狀雲母粉、金屬粉、短碳纖維、液體環保阻燃劑按照上述的重量配比加入步驟 (1)中已配製好的水性乳液中，然後加入水性分散劑0. 5份、水性消泡劑0. 25份、水性潤溼劑0. 5份，經高速攪拌混合均勻；(3)成膜及調漆往上述溶液中加入8份Taxanol成膜助劑、1. 0份水性分散劑、0. 25份水性消泡劑和0. 3份增稠劑調節稠度，最後加入適量的防凍劑和防腐防黴劑後，即獲得高溫域水性阻尼塗料。實施例2本實施例的高溫域水性阻尼塗料，主要組分按照如下重量比例配比45份水性乳液；60份粒度為120目的片狀雲母粉；15份粒度為200目的金屬粉，該金屬粉由鋁粉和鋅粉按任意重量配比混合；3份碳纖維；8份液體環保阻燃劑；12份Taxanol成膜助劑。
製備本實施例的高溫域水性阻尼塗料的方法，包括以下步驟(1)水性乳液的配製在常溫下，15份玻璃化溫度為5°C的水性丙烯酸乳液與30份玻璃化溫度為40°C的網絡互穿乳液混合均勻，攪拌混合均勻後獲得水性乳液；(2)填料、助劑的加入將片狀雲母粉、金屬粉、碳纖維、液體環保阻燃劑按照上述的重量配比加入步驟 (1)中已配製好的水性乳液中，然後加入水性分散劑0. 8份、水性消泡劑0. 45份、水性潤溼劑0. 55份，經高速攪拌混合均勻；(3)成膜及調漆往上述溶液中加入12份Taxanol成膜助劑，以及1. 2份水性分散劑和0. 55份水性消泡劑，再加入0. 5份增稠劑調節稠度，最後加入適量的防凍劑和防腐防黴劑，即獲得高溫域水性阻尼塗料。實施例3本實施例的高溫域水性阻尼塗料，主要組分按照如下重量比例配比50份水性乳液；40份粒度為400目的片狀雲母粉；8份粒度為300目的金屬粉，該金屬粉由鋁粉和鋅粉按任意重量配比混合；碳纖維10份；12份液體環保阻燃劑；15份Taxanol成膜助劑。製備本實施例的高溫域水性阻尼塗料的方法，包括以下步驟(1)水性乳液的配製在常溫下，將20份玻璃化溫度為10°C的水性丙烯酸乳液與30份玻璃化溫度為 45°C網絡互穿乳液混合均勻，攪拌混合均勻後獲得水性乳液；(2)填料、助劑的加入將片狀雲母粉、金屬粉、碳纖維、液體環保阻燃劑按照上述的重量配比加入步驟 (1)中已配製好的水性乳液中，然後加入水性分散劑0. 5份、水性消泡劑0. 25份、水性潤溼劑0. 5份，經高速攪拌混合均勻；(3)成膜及調漆往上述溶液中加入15份Taxanol成膜助劑，以及0. 5份水性分散劑和0. 5份水性消泡劑，再加入0. 4份增稠劑調節稠度，最後加入適量的防凍劑和防腐防黴劑，即獲得高溫域水性阻尼塗料。實施例4本實施例的高溫域水性阻尼塗料，主要組分按照如下重量比例配比55份水性乳液；50份粒度為40目的片狀雲母粉；6份粒度為300目的金屬粉，該金屬粉由鋁粉和鋅粉按任意重量配比混合；15份碳纖維；15份液體環保阻燃劑；20份Taxanol成膜助劑。製備本實施例的高溫域水性阻尼塗料的方法，包括以下步驟(1)水性乳液的配製在常溫下，將15份玻璃化溫度為10°C的水性丙烯酸乳液與40份玻璃化溫度為 50°C網絡互穿乳液混合均勻，攪拌混合均勻後獲得水性乳液；(2)填料、助劑的加入將片狀雲母粉、金屬粉、碳纖維、液體環保阻燃劑按照上述的重量配比加入步驟 (1)中已配製好的水性乳液中，然後加入水性分散劑1. 0份、水性消泡劑0. 8份、水性潤溼劑0.8份，經高速攪拌混合均勻；(3)成膜及調漆再將上述溶液中加入20份Taxanol成膜助劑，以及1. 0份水性分散劑和0. 2份水性消泡劑，再加入0. 6份增稠劑調節稠度，最後加入適量的防凍劑和防腐防黴劑，即獲得高溫域水性阻尼塗料。實施例5本實施例的高溫域水性阻尼塗料，主要組分按照如下重量比例配比55份水性乳液；40份粒度為200目的片狀雲母粉；5份粒度為200目的金屬粉，該金屬粉由鋁粉和鋅粉按任意重量配比混合；8份碳纖維；12份液體環保阻燃劑；15份Taxanol成膜助劑。製備本實施例的高溫域水性阻尼塗料的方法，包括以下步驟(1)水性乳液的配製在常溫下，將25份玻璃化溫度為10°C的水性丙烯酸乳液與30份玻璃化溫度為 45°C網絡互穿乳液混合均勻，攪拌混合均勻後獲得水性乳液；(2)填料、助劑的加入將片狀雲母粉、金屬粉、碳纖維、液體環保阻燃劑按照上述的重量配比加入步驟 (1)中已配製好的水性乳液中，然後加入水性分散劑0. 5份、水性消泡劑0. 25份、水性潤溼劑1份，經高速攪拌混合均勻；(3)成膜及調漆再將上述溶液中加入15份Taxanol成膜助劑，以及0. 5份水性分散劑和0. 5份水性消泡劑，再加入0. 5份增稠劑調節稠度，最後加入適量的防凍劑和防腐防黴劑，即獲得高溫域水性阻尼塗料。表1 各實施例在不同溫度下的阻尼性能
權利要求
1.一種高溫域水性阻尼塗料，其特徵在於以水性乳液為主劑，以片狀雲母粉和金屬粉為主要無機填料，以碳纖維為輔助填料，以水性分散劑、水性消泡劑、水性潤溼劑、增稠劑為主要塗料助劑，還有阻燃劑和成膜助劑，所述各種原料的重量配比為水性乳液為具有核-殼結構的水性丙烯酸網絡互穿乳液，其固含量為40% "70%,佔 30-55 份；片狀雲母粉粒度在40目到400目之間，佔30-60份；金屬粉為鋁粉和鋅粉按任意重量配比混合，粒度為200目-400目，佔5-15份；碳纖維佔3-15份；水性分散劑佔1-2份；水性消泡劑佔0. 5-1份；水性潤溼劑佔0. 5-1 份；增稠劑佔0. 3-1. 5份，阻燃劑佔5-15份；成膜助劑佔8-20份。
2.根據權利要求1所述的高溫域水性阻尼塗料，其特徵在於所述的碳纖維為普通短碳纖維。
3.根據權利要求1所述的高溫域水性阻尼塗料，其特徵在於所述的阻燃劑為液體環保阻燃劑。
4.根據權利要求1所述的高溫域水性阻尼塗料，其特徵在於所述的成膜助劑為 Taxanol成膜助劑。
5.根據權利要求1所述的高溫域水性阻尼塗料，其特徵在於所述的塗料助劑還包括適量的防凍劑和防腐防黴劑。
6.一種製備權利要求1所述的高溫域水性阻尼塗料的方法，其特徵在於，包括如下步驟(1)配製水性乳液在常溫下，將具有不同玻璃化溫度的核-殼結構水性丙烯酸乳液和網絡互穿乳液按照 FOX方程進行混合，並在水中攪拌混合均勻後得到固含量為40% -70%的水性乳液；(2)填料、助劑的加入在水性乳液中按重量比加入片狀雲母粉、金屬粉、碳纖維、阻燃劑，再加入0. 5-1份水性分散劑，0. 25-0. 5份水性消泡劑，0. 5-1份水性潤溼劑後，高速攪拌混合均勻；(3)成膜及調漆再給上述溶液加入成膜助劑，以及1-2份水性分散劑和0. 25-0. 5份水性消泡劑，最後加入增稠劑調節稠度後即完成。
全文摘要
本發明公開了一種高溫域水性阻尼塗料及其製備方法，該高溫域水性阻尼塗料以水性乳液為主劑，以片狀雲母粉和金屬粉為主要無機填料，以碳纖維為輔助填料，以水性分散劑、水性消泡劑、水性潤溼劑、增稠劑為主要塗料助劑，還有阻燃劑和成膜助劑。本發明中所公開的高溫域水性阻尼塗料可用於使用溫度較高的振動基體的振動和噪聲控制，同時該塗料具有良好的散熱性能和防腐性能，以及能夠良好保持在較高溫度範圍內的塗層強度；使用本發明所公開的方法，可以高效的製備上述高溫域水性阻尼塗料。
文檔編號C09D7/12GK102408799SQ20111031342
公開日2012年4月11日 申請日期2011年10月17日 優先權日2011年10月17日
發明者郭焱 申請人:青島愛爾家佳新材料有限公司