一种具有阻燃功能的水性阻尼涂料的制作方法

本发明涉及一种阻尼涂料领域，尤其涉及一种具有阻燃功能的水性阻尼涂料。

背景技术：

随着科学技术的快速发展和人们生活水平的提高，高速、自动化的机械设备和振动工具在日常生活中日益增多，由此产生的振动和噪音问题也日益严重。振动和噪声激振共振响应直接影响电子仪器和仪表的正常运作，严重时造成生产事故；振动引发的噪音危害人体健康。采用阻尼材料或阻尼结构进行减振降噪是解决上述问题的一个重要手段。

目前国内外阻尼涂料种类较多，但从涂料的溶剂来分主要有溶剂型和水性型两种。前者大多含有机溶剂及沥青，毒性高、挥发性大、污染环境、施工性差，现已较少使用。后者阻尼涂料以水为溶剂，具有低毒低气味、低成本、易施工、环保性，是城轨车辆用阻尼涂料的首选产品。水性阻尼涂料由于其主要使用水作为分散剂，具有低voc，绿色环保的特性，现正逐步代替传统的有机溶剂型阻尼涂料、沥青型阻尼片。同时由于其涂料的特性能够方便的涂覆在更多的复杂界面，无须裁剪。因此，比传统的丁基橡胶型阻尼胶片在施工方面更有优势。由于水性阻尼涂料的本身的一些劣势，也限制了其更广泛的应用。传统水性阻尼涂料干燥速度较慢，影响施工进度。在快干型水性阻尼涂料方面，采用的是a、b双组份乳液的方式来提高树脂的固化速度，但其实际干燥过程中水分挥发的速度并没有多少改变。采用凝胶比率控制在特定范围内的乳胶粒子可以制得烘烤干燥水性阻尼涂料，对乳液的要求较高。

由高分子聚合物材料混合制备而成的阻尼涂料具有优异的减振、降噪等特点。阻尼涂料涂覆在金属结构表面可以减振降噪，其工作原理是阻尼涂料吸收振动机械能，将其转化成热能而耗散。目前的阻尼涂料很难满足使用要求，主要存在有机溶剂挥发污染环境，水性阻燃阻尼涂料阻尼性能较低，阻尼温域较窄，阻燃性能有待提高等问题。

技术实现要素：

本发明克服了现有技术的不足，提供一种具有阻燃功能的水性阻尼涂料。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案为：一种具有阻燃功能的水性阻尼涂料，包括：纯丙乳液70～80份、防锈乳液45～55份、聚醋酸乙烯乳液20～30份、改性玻璃粉50～70份、阻燃剂2～6份、防腐填料1～3份、功能填料141～159份、成膜助剂2～6份、增稠剂0.5～2份以及去离子水30～60份、ac发泡剂40～75份；所述改性玻璃粉为片状玻璃粉经过硅烷偶联剂改性得到，所述阻燃剂主要由纳米二氧化硅、聚多元醇磷酸酯与硅烷偶联剂制备得到。

本发明一个较佳实施例中，所述改性玻璃粉为片状玻璃粉经过硅烷偶联剂改性制备得到。

本发明一个较佳实施例中，所述硅烷偶联剂与所述片状玻璃粉的质量之比为1:25～30。

本发明一个较佳实施例中，所述纯丙乳液的固含量为30±2％，玻璃化温度-5℃。

本发明一个较佳实施例中，所述阻燃剂的制备方法为：所述阻燃剂主要由纳米二氧化硅、聚多元醇磷酸酯与硅烷偶联剂制备得到。

本发明一个较佳实施例中，所述功能填料为云母粉与滑石粉的混合物，其中云母粉105～115份、漂珠25～33份与滑石粉25～30份。

本发明一个较佳实施例中，所述成膜助剂选自十二碳醇酯、二丙二醇单甲醚、丙二醇甲醚乙酸酯或者乙二醇苯醚。

本发明一个较佳实施例中，所述防腐填料为纳米蒙脱土/聚苯胺复合粉末或者纳米蒙脱土/聚吡咯复合粉末。

本发明采用的制备方法包括以下步骤：

称取丙烯酸防水乳液290～310份、防锈乳液95～105份、增塑性丙烯酸乳液45～55份与纯丙乳液45～55份、ac发泡剂40～75份混合搅拌，转速为80r/min，时间10min左右，然后加入成膜助剂13～17份与阻燃剂8～12份，搅拌5min左右，然后加入功能性填料与防腐填料，搅拌60min左右。

本发明解决了背景技术中存在的缺陷，本发明具备以下有益效果：

（1）本发明采用纯丙乳液、聚乙烯醇乳液、聚醋酸乙烯乳液不同粘弹态温度范围，来拓宽复配后的温域，耐酸、耐水性、耐盐雾能力好。储存稳定性。阻燃剂主要由纳米二氧化硅、聚多元醇磷酸酯与硅烷偶联剂制备得到，这样的新的阻燃剂是之前没有报道过的。该阻燃剂一方面解决了纳米二氧化硅在涂料中自身添加量过多反而使得膨胀受热不均匀而产生的裂纹问题，另一方面解决了聚多元醇磷酸酯加入涂料中带来了耐高温、耐水性及耐老化性能差的问题。

（2）本发明通过添加发泡材料，在涂层内部保持多孔结构，多孔结构具有许多微小的间隙和连续的气泡，因而具有一定的通气性。当声波入射到多孔材料表面时，主要是两种机理引起声波的衰减：首先是由于声波产生的振动引起小孔或间隙内的空气运动，造成和孔壁的摩擦，紧靠孔壁和纤维表面的空气受孔壁的影响不易动起来，由于摩擦和粘滞力的作用，使相当一部分声能转化为热能，从而使声波衰减,反射声减弱达到吸声的目的；其次,小孔中的空气和孔壁与纤维之间的热交换引起的热损失，也使声能衰减。

（3）本发明该增塑性丙烯酸乳液可以替代增塑剂使用，替代增塑剂可以解决因加入大量增塑剂导致制备阻尼涂料或一般水性涂料后期增稠的现象，是产品储存更稳定，同时解决了由于加入增塑剂后导致产品相关性能指标下降的技术难题，阻尼涂料喷涂过程中流挂的技术难题以及阻尼涂料由于加入增塑剂后喷涂、雾化性能下降的技术难题，增加了阻尼涂料的保水性。

（4）本发明对片状玻璃粉进行改性处理，改性玻璃粉为片状玻璃粉经过硅烷偶联剂改性得到。改性玻璃粉能够很好与乳液作用，增强涂料的阻尼性能。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明中各材料对应功能图。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

一种具有阻燃功能的水性阻尼涂料，包括：纯丙乳液70～80份、防锈乳液45～55份、聚醋酸乙烯乳液20～30份、改性玻璃粉50～70份、阻燃剂2～6份、防腐填料1～3份、功能填料141～159份、成膜助剂2～6份、增稠剂0.5～2份以及去离子水30～60份。

所述改性玻璃粉为片状玻璃粉经过硅烷偶联剂改性制备得到，将片状玻璃粉加入到丙酮中，进行超声分散，得到分散液，将分散液升温至70～80°c，然后依次加入硅烷偶联剂与水搅拌均匀，反应结束后干燥制得改性玻璃粉，硅烷偶联剂与片状玻璃粉的质量之比为1:25～30，纯丙乳液的固含量为30±2％，玻璃化温度-5℃。

阻燃剂主要由纳米二氧化硅、聚多元醇磷酸酯与硅烷偶联剂制备得到，将纳米二氧化硅加入到聚多元醇磷酸酯液体中进行超声分散，得到悬浮液，悬浮液升温至80°c～90°c后滴加硅烷偶联剂进行反应，结束后离心真空干燥制得阻燃剂，功能填料为云母粉与滑石粉的混合物，其中云母粉105～115份、漂珠25～33份与滑石粉25～30份，成膜助剂选自十二碳醇酯、二丙二醇单甲醚、丙二醇甲醚乙酸酯或者乙二醇苯醚，防腐填料为纳米蒙脱土/聚苯胺复合粉末或者纳米蒙脱土/聚吡咯复合粉末。

采用纯丙乳液、聚乙烯醇乳液、聚醋酸乙烯乳液不同粘弹态温度范围，来拓宽复配后的温域，耐酸、耐水性、耐盐雾能力好。储存稳定性。阻燃剂主要由纳米二氧化硅、聚多元醇磷酸酯与硅烷偶联剂制备得到，这样的新的阻燃剂是之前没有报道过的。该阻燃剂一方面解决了纳米二氧化硅在涂料中自身添加量过多反而使得膨胀受热不均匀而产生的裂纹问题，另一方面解决了聚多元醇磷酸酯加入涂料中带来了耐高温、耐水性及耐老化性能差的问题。

通过添加发泡材料，在涂层内部保持多孔结构，多孔结构具有许多微小的间隙和连续的气泡，因而具有一定的通气性。当声波入射到多孔材料表面时，主要是两种机理引起声波的衰减：首先是由于声波产生的振动引起小孔或间隙内的空气运动，造成和孔壁的摩擦，紧靠孔壁和纤维表面的空气受孔壁的影响不易动起来，由于摩擦和粘滞力的作用，使相当一部分声能转化为热能，从而使声波衰减,反射声减弱达到吸声的目的；其次,小孔中的空气和孔壁与纤维之间的热交换引起的热损失，也使声能衰减。

该增塑性丙烯酸乳液可以替代增塑剂使用，替代增塑剂可以解决因加入大量增塑剂导致制备阻尼涂料或一般水性涂料后期增稠的现象，是产品储存更稳定，同时解决了由于加入增塑剂后导致产品相关性能指标下降的技术难题，阻尼涂料喷涂过程中流挂的技术难题以及阻尼涂料由于加入增塑剂后喷涂、雾化性能下降的技术难题，增加了阻尼涂料的保水性。对片状玻璃粉进行改性处理，改性玻璃粉为片状玻璃粉经过硅烷偶联剂改性得到。改性玻璃粉能够很好与乳液作用，增强涂料的阻尼性能。

本发明采用的制备方法包括以下步骤：

称取丙烯酸防水乳液290～310份、防锈乳液95～105份、增塑性丙烯酸乳液45～55份与纯丙乳液45～55份混合搅拌，转速为80r/min，时间10min左右，然后加入成膜助剂13～17份与阻燃剂8～12份，搅拌5min左右，然后加入功能性填料与防腐填料，搅拌60min左右。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

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