專利名稱：一種高溫域水性阻尼涂料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種水性阻尼涂料及其制備方法，具體的說是一種具有良好散熱性能的高溫域水性阻尼涂料及其制備方法。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)涂料以有機(jī)溶劑作為分散介質(zhì)，無論在生產(chǎn)過程還是在施工應(yīng)用過程中均有大量的有毒有害氣體、廢水排放，不但對環(huán)境、大氣以及水資源造成污染，而且嚴(yán)重?fù)p害生產(chǎn)及施工人員的身體健康。水性阻尼涂料是一種以水為主要分散介質(zhì)，以無機(jī)物和有機(jī)物為填料，不含任何有毒有機(jī)溶劑的綠色環(huán)保涂料。水性阻尼涂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(yōu)點，目前正被廣泛應(yīng)用在汽車、火車、輪船、飛機(jī)、工程機(jī)械和其他家用電器領(lǐng)域，起到隔聲、吸聲、減振和保溫作用。但是在某些特殊設(shè)備領(lǐng)域，如汽車發(fā)動機(jī)，正常工作時外殼溫度約為70-110°C，需要水性阻尼涂料在如此高的溫域范圍內(nèi)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(tǒng)的工作負(fù)擔(dān)，導(dǎo)致嚴(yán)重的不良后果。目前，國內(nèi)外的水性阻尼涂料主要應(yīng)用于常溫域，還沒有散熱方面的嚴(yán)格要求。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種在高溫域阻尼性能良好且散熱性能優(yōu)異的水性阻尼涂料以及其制備方法，同時該阻尼涂料還具有良好的防腐和阻燃性能。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是一種高溫域水性阻尼涂料，以水性乳液為主劑，以片狀云母粉和金屬粉為主要無機(jī)填料，以碳纖維為輔助填料，以水性分散劑、水性消泡劑、水性潤濕劑、增稠劑為主要涂料助劑，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(jié)構(gòu)的水性丙烯酸網(wǎng)絡(luò)互穿乳液，其固含量為40%-70%， 占30-55份；片狀云母粉粒度在40目到400目之間，占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，占5-15份；碳纖維占3-15份；水性分散劑占1-2份；水性消泡劑占0. 5-1份；水性潤濕劑占 0. 5-1份；增稠劑占0. 3-1. 5份，阻燃劑占5-15份；成膜助劑占8_20份。進(jìn)一步的，所述的碳纖維為普通短碳纖維。進(jìn)一步的，所述的阻燃劑為液體環(huán)保阻燃劑。進(jìn)一步的，所述的成膜助劑為Taxanol成膜助劑。進(jìn)一步的，所述的涂料助劑還包括適量的防凍劑和防腐防霉劑。一種制備所述的高溫域水性阻尼涂料的方法，包括如下步驟(1)配制水性乳液
在常溫下，將具有不同玻璃化溫度的核-殼結(jié)構(gòu)水性丙烯酸乳液和網(wǎng)絡(luò)互穿乳液按照FOX方程進(jìn)行混合，并在水中攪拌混合均勻后得到固含量為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云母粉、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份水性潤濕劑后，高速攪拌混合均勻；(3)成膜及調(diào)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， 最后加入增稠劑調(diào)節(jié)稠度后即完成。本發(fā)明的高溫域阻尼性能良好且散熱性能優(yōu)異的水性阻尼涂料選用具有核殼結(jié)構(gòu)的丙烯酸網(wǎng)絡(luò)互穿乳液為主劑，以片狀云母粉為主要阻尼功能填料，通過調(diào)節(jié)不同玻璃化轉(zhuǎn)變溫度水性乳液的比例以及片狀云母粉的添加量來改變涂料具體的阻尼溫域和阻尼值；通過填加金屬粉來提高涂層的導(dǎo)熱性能，同時提高涂層的防腐性能；碳纖維在提高涂層導(dǎo)熱性能的同時，更能使涂層在高溫環(huán)境下保持長久的強(qiáng)度。涂料可用于使用溫度較高的振動基體的振動和噪聲控制，同時涂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范圍內(nèi)的涂層強(qiáng)度。使用本發(fā)明所公開的方法，可以高效的制備上述的高溫域水性阻尼涂料。
具體實施例方式實施例1本實施例的高溫域水性阻尼涂料，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目的片狀云母粉；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(huán)保阻燃劑；8份Taxanol成膜助劑，本發(fā)明中所用Taxanol成膜助劑均來源于美國伊士曼公司。制備本實施例的高溫域水性阻尼涂料的方法，包括以下步驟(1)水性乳液的配制在常溫下，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(wǎng)絡(luò)互穿乳液混合均勻，攪拌混合均勻后獲得水性乳液；(2)填料、助劑的加入將片狀云母粉、金屬粉、短碳纖維、液體環(huán)保阻燃劑按照上述的重量配比加入步驟 (1)中已配制好的水性乳液中，然后加入水性分散劑0. 5份、水性消泡劑0. 25份、水性潤濕劑0. 5份，經(jīng)高速攪拌混合均勻；(3)成膜及調(diào)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(diào)節(jié)稠度，最后加入適量的防凍劑和防腐防霉劑后，即獲得高溫域水性阻尼涂料。實施例2本實施例的高溫域水性阻尼涂料，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目的片狀云母粉；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(huán)保阻燃劑；12份Taxanol成膜助劑。
制備本實施例的高溫域水性阻尼涂料的方法，包括以下步驟(1)水性乳液的配制在常溫下，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(wǎng)絡(luò)互穿乳液混合均勻，攪拌混合均勻后獲得水性乳液；(2)填料、助劑的加入將片狀云母粉、金屬粉、碳纖維、液體環(huán)保阻燃劑按照上述的重量配比加入步驟 (1)中已配制好的水性乳液中，然后加入水性分散劑0. 8份、水性消泡劑0. 45份、水性潤濕劑0. 55份，經(jīng)高速攪拌混合均勻；(3)成膜及調(diào)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(diào)節(jié)稠度，最后加入適量的防凍劑和防腐防霉劑，即獲得高溫域水性阻尼涂料。實施例3本實施例的高溫域水性阻尼涂料，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目的片狀云母粉；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(huán)保阻燃劑；15份Taxanol成膜助劑。制備本實施例的高溫域水性阻尼涂料的方法，包括以下步驟(1)水性乳液的配制在常溫下，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(wǎng)絡(luò)互穿乳液混合均勻，攪拌混合均勻后獲得水性乳液；(2)填料、助劑的加入將片狀云母粉、金屬粉、碳纖維、液體環(huán)保阻燃劑按照上述的重量配比加入步驟 (1)中已配制好的水性乳液中，然后加入水性分散劑0. 5份、水性消泡劑0. 25份、水性潤濕劑0. 5份，經(jīng)高速攪拌混合均勻；(3)成膜及調(diào)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(diào)節(jié)稠度，最后加入適量的防凍劑和防腐防霉劑，即獲得高溫域水性阻尼涂料。實施例4本實施例的高溫域水性阻尼涂料，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目的片狀云母粉；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(huán)保阻燃劑；20份Taxanol成膜助劑。制備本實施例的高溫域水性阻尼涂料的方法，包括以下步驟(1)水性乳液的配制在常溫下，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(wǎng)絡(luò)互穿乳液混合均勻，攪拌混合均勻后獲得水性乳液；(2)填料、助劑的加入將片狀云母粉、金屬粉、碳纖維、液體環(huán)保阻燃劑按照上述的重量配比加入步驟 (1)中已配制好的水性乳液中，然后加入水性分散劑1. 0份、水性消泡劑0. 8份、水性潤濕劑0.8份，經(jīng)高速攪拌混合均勻；(3)成膜及調(diào)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(diào)節(jié)稠度，最后加入適量的防凍劑和防腐防霉劑，即獲得高溫域水性阻尼涂料。實施例5本實施例的高溫域水性阻尼涂料，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目的片狀云母粉；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(huán)保阻燃劑；15份Taxanol成膜助劑。制備本實施例的高溫域水性阻尼涂料的方法，包括以下步驟(1)水性乳液的配制在常溫下，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(wǎng)絡(luò)互穿乳液混合均勻，攪拌混合均勻后獲得水性乳液；(2)填料、助劑的加入將片狀云母粉、金屬粉、碳纖維、液體環(huán)保阻燃劑按照上述的重量配比加入步驟 (1)中已配制好的水性乳液中，然后加入水性分散劑0. 5份、水性消泡劑0. 25份、水性潤濕劑1份，經(jīng)高速攪拌混合均勻；(3)成膜及調(diào)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(diào)節(jié)稠度，最后加入適量的防凍劑和防腐防霉劑，即獲得高溫域水性阻尼涂料。表1 各實施例在不同溫度下的阻尼性能
權(quán)利要求
1.一種高溫域水性阻尼涂料，其特征在于以水性乳液為主劑，以片狀云母粉和金屬粉為主要無機(jī)填料，以碳纖維為輔助填料，以水性分散劑、水性消泡劑、水性潤濕劑、增稠劑為主要涂料助劑，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(jié)構(gòu)的水性丙烯酸網(wǎng)絡(luò)互穿乳液，其固含量為40% "70%,占 30-55 份；片狀云母粉粒度在40目到400目之間，占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，占5-15份；碳纖維占3-15份；水性分散劑占1-2份；水性消泡劑占0. 5-1份；水性潤濕劑占0. 5-1 份；增稠劑占0. 3-1. 5份，阻燃劑占5-15份；成膜助劑占8-20份。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高溫域水性阻尼涂料，其特征在于所述的碳纖維為普通短碳纖維。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高溫域水性阻尼涂料，其特征在于所述的阻燃劑為液體環(huán)保阻燃劑。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高溫域水性阻尼涂料，其特征在于所述的成膜助劑為 Taxanol成膜助劑。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高溫域水性阻尼涂料，其特征在于所述的涂料助劑還包括適量的防凍劑和防腐防霉劑。
6.一種制備權(quán)利要求1所述的高溫域水性阻尼涂料的方法，其特征在于，包括如下步驟(1)配制水性乳液在常溫下，將具有不同玻璃化溫度的核-殼結(jié)構(gòu)水性丙烯酸乳液和網(wǎng)絡(luò)互穿乳液按照 FOX方程進(jìn)行混合，并在水中攪拌混合均勻后得到固含量為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云母粉、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份水性潤濕劑后，高速攪拌混合均勻；(3)成膜及調(diào)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，最后加入增稠劑調(diào)節(jié)稠度后即完成。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種高溫域水性阻尼涂料及其制備方法，該高溫域水性阻尼涂料以水性乳液為主劑，以片狀云母粉和金屬粉為主要無機(jī)填料，以碳纖維為輔助填料，以水性分散劑、水性消泡劑、水性潤濕劑、增稠劑為主要涂料助劑，還有阻燃劑和成膜助劑。本發(fā)明中所公開的高溫域水性阻尼涂料可用于使用溫度較高的振動基體的振動和噪聲控制，同時該涂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范圍內(nèi)的涂層強(qiáng)度；使用本發(fā)明所公開的方法，可以高效的制備上述高溫域水性阻尼涂料。
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(yōu)先權(quán)日2011年10月17日
發(fā)明者郭焱 申請人:青島愛爾家佳新材料有限公司