一种高性能烘烤型水基阻尼涂料及制备方法与流程

1.本发明涉及高分子材料技术领域，尤其涉及一种高性能烘烤型水基阻尼涂料及制备方法。


背景技术：

2.噪声无处不在，严重影响着人类的生活。例如在汽车行驶过程中，其振动和噪音会严重影响驾驶员的舒适度。现代人讲究家居美观和环境静雅的最佳平衡，如何减轻噪音，控制噪音源头已成为大家研究的方向。
3.目前在汽车行业，沥青作为减震降噪材料由于成本较低而被大量使用。其原理是利用沥青材料的黏滞性，从而产生能耗，使机械能最终转化为热能。具体来说，在基材上贴上沥青后，受激产生振动时，沥青层也随之振动，使基材和沥青层之间，沥青层内部分子之间不断发生相对位移，由于其摩擦阻力很大，使得振动能量不断转化为热能而消耗。
4.然而沥青材料本身存在的如下缺点和不足严重制约着其在不同领域的应用：在汽车阻尼板（主要成分是沥青）中，沥青层起着隔音和吸热散热的作用。但在高温和高湿条件下，沥青会挥发出甲醛、甲苯、二甲苯等有毒有害气体，会引起人体机体免疫功能的失调。同时沥青极差的耐老化性能，导致使用时间过长会出现硬化和开裂现象，影响减振降噪的效果。
5.因此研发人员开发了环保性能更佳的水性阻尼材料，此材料和沥青相比，阻尼性能和耐老化性能更加。然而在水性阻尼材料烘烤的过程中，由于温度较高（140-160c），水汽的蒸发速度过快，容易产生鼓泡现象。此外，在客户追求低成本的情况下，开发人员往往会在体系中加入较多的无机填料，此时水汽的蒸发会带来表面开裂现象。因此如何控制水基阻尼材料在烘烤过程中的水汽挥发是至关重要的，这样才能保证烘烤出来的材料表面平整，整体均一，性能最佳。
6.公开号为cn103450611b、cn102337061a的中国发明专利，公开了为了解决鼓泡和开裂问题，而开发出的常温固化可喷涂水基阻尼，在这种情况下，由于水汽是慢速挥发，因此不会产生鼓泡现象，但其阻尼因子低，固化周期长，不能快速烘烤固化，不适合汽车现代流水线生产工艺。
7.为了解决烘烤问题中的鼓泡和开裂问题，陆续开发出了烘烤型水基阻尼材料，具体如下：（1）公开号为cn101405353b的中国发明专利，公开了通过控制水性乳液粒子的凝胶比在一定范围内来避免烘烤过程中产生鼓泡和开裂的工艺，但这种方法对乳液生产工艺和稳定性有很高要求，原料成本较高。（2）公开号为cn106554686a的中国发明专利，公开了通过添加几种表面活性剂来控制鼓泡和开裂，但这种方法在烘烤过程中会有产生多余的voc风险，从而会对后续气味测试产生影响。（3）公开号为cn102408792b的中国发明专利，公开了通过加入膨胀型有机中空填料和有机发泡剂来控制鼓泡和开裂，有机发泡剂包括偶氮类发泡剂，在烘烤过程中会产生co、nh3等刺激性有毒有害气体，在多个国家已经被禁止使用。


技术实现要素：

8.本发明所解决的技术问题在于提供一种高性能烘烤型水基阻尼涂料及制备方法。
9.为解决上述技术问题，本发明提供了一种高性能烘烤型水基阻尼涂料，按照质量比包括以下组份：水性丙烯乳液20-40份；分散剂0.3-1份；消泡剂0.2-0.5份；水2-5份；多糖粉末2.5-10份；微球粉末0.1-0.5份；增稠剂0.5-1份；填料50-70份。
10.优选的，所述多糖为粉末为葡萄糖聚合状的多糖粉末。
11.优选的，所述微球粉末为球状塑料微球，其内设置有加热可膨胀的碳氢化合物气体。
12.优选的，还包括杀菌剂0.2-0.8份。
13.优选的，所述水性丙烯乳液为30份，所述分散剂为0.6份，所述消泡剂为0.35份，所述多糖粉末为0.7份，所述微球粉末为0.3份。
14.优选的，所述填料为碳酸钙、硅酸盐、硅灰石、滑石粉、氢氧化铝中的任意一种或任意几种混合。
15.本发明还提供一种高性能烘烤型水基阻尼涂料的制备方法，包括以下步骤：a）在常温下将水性丙烯酸乳液加入行星搅拌釜中；b）向行星搅拌釜中依次加入分散剂和一部分消泡剂，低速搅拌10-15 min；c）向行星搅拌釜中加入无机填料和多糖粉末，高速分散20 min；d）在行星搅拌釜中加入微球粉末，继续高速搅拌20 min；e）在行星搅拌釜中加入剩余消泡剂和增稠剂，在真空情况下，继续搅拌30 min直至分散均匀，得到高性能烘烤型水基阻尼涂料；上述各个组分的质量比如下：水性丙烯乳液20-40份，分散剂0.3-1份，消泡剂0.2-0.5份，水2-5份，多糖粉末2.5-10份，微球粉末0.1-0.5份，增稠剂0.5-1份，填料50-70份。
16.优选的，所述步骤b）中还包括向行星搅拌釜中依次加入0.2-0.8份杀菌剂，低速搅拌10-15min。
17.本发明的高性能烘烤型水基阻尼涂料的制备方法，制作过程简单，操作方便，不受温度和湿度等自然环境的影响，制得的高性能烘烤型水基阻尼涂料，具有以下优点：（1）通过添加微球粉末，即微小的发泡球状塑料颗粒来控制水基阻尼材料内部发泡均匀性，一方面可以控制材料表面烘烤的平整度，另一方面可以增加整个温域范围内的阻尼因子，实现宽的温域范围内（-20至80℃ ）都具有较好的减振降噪效效果；（2）葡萄糖聚合的多糖粉末来调节水汽在烘烤过程中的挥发速度，可以有效抑制液态水基阻尼材料在高温烘烤条件下起泡和开裂问题；（3）低voc，即挥发性有机化合物排放。
具体实施方式
18.下面详细描述本发明的实施方式。
19.实施例一：一种高性能烘烤型水基阻尼涂料，按照质量比包括以下组份：水性丙烯乳液20-40份，分散剂0.3-1份，消泡剂0.2-0.5份，水2-5份，多糖粉末2.5-10份，微球粉末0.1-0.5份，增稠剂0.5-1份，填料50-70份。
20.优选的，所述多糖为粉末为葡萄糖聚合状的多糖粉末，葡萄糖聚合的多糖粉末均匀分散在水中，当温度升高时，它的物理性能发生明显变化，在高温下会吸水溶胀，分裂形成均匀糊状，另一方面，此多糖粉末分子中有很多羟基，会和水产生氢键，在烘烤过程中可以减缓水汽的挥发速度，从而可以解决鼓泡和开裂问题。
21.所述微球粉末为球状塑料颗粒，其内设置有加热可膨胀碳氢化合物气体。微球粉末是一种微小的球状塑料颗粒，由一种聚合物壳体和它包裹着的气体组成，当加热时，气体的内压增大，热塑性壳体变软，造成微球的体积变大，气体仍在球内；它的加入可以使得水机阻尼材料在烘烤过程中的发泡过程更均匀，一方面可以控制材料表面烘烤的平整度，另一方面可以增加整个温域范围内的阻尼因子，实现宽的温域范围内（-20至80摄氏度）都具有较好的减震降噪，增加整个温域范围内的阻尼性能；此外，它具有很出色的回弹性，可以承受多次承压冲击过程中也不破裂，增加了整个材料的韧性；由于内部充满气体，使得整个烘烤材料的密度大大降低，密度仅0.8g/cm
³
，可以实现材料的轻量化。
22.作为本发明的其他优选实施例，所述高性能烘烤型水基阻尼涂料还包括杀菌剂0.2-0.8份。可以有效抑制制备过程和后续储存运输中所产生的细菌和霉菌。
23.具体的，所述填料为碳酸钙、硅酸盐、硅灰石、滑石粉、氢氧化铝中的任意一种或任意几种混合。
24.实施例二：一种高性能烘烤型水基阻尼涂料，按照质量比包括以下组份：水性丙烯乳液20份，分散剂0.3份，消泡剂0.2份，杀菌剂0.2份，水2份，多糖粉末2.5份，微球粉末0.1份，增稠剂0.5份，填料50份。
25.实施例三：一种高性能烘烤型水基阻尼涂料，按照质量比包括以下组份：水性丙烯乳液40份，分散剂1份，消泡剂0.5份，杀菌剂0.8份，水5份，多糖粉末10份，微球粉末0.5份，增稠剂1份，填料70份。
26.实施例四：一种高性能烘烤型水基阻尼涂料，按照质量比包括以下组份：水性丙烯乳液30份，分散剂0.6份，消泡剂0.35份，杀菌剂0.5份，多糖粉末6份，微球粉末为0.3份，增稠剂0.75份；填料60份。
27.本发明还提供一种高性能烘烤型水基阻尼涂料的制备方法，具体制备方法包括包括以下步骤：a）在常温下将水性丙烯酸乳液加入行星搅拌釜中；b）向行星搅拌釜中依次加入分散剂、杀菌剂和一部分消泡剂，低速搅拌10-15min；c）向行星搅拌釜中加入无机填料和多糖粉末，高速分散20min；
d）在行星搅拌釜中加入微球粉末，继续高速搅拌20min；e）在行星搅拌釜中加入剩余消泡剂和增稠剂，在真空情况下，继续搅拌30min直至分散均匀，得到高性能烘烤型水基阻尼涂料。
28.上述各个组分的质量比如下：水性丙烯乳液20-40份，分散剂0.3-1份，消泡剂0.2-0.5份，杀菌剂0.2-0.8份，水2-5份，多糖粉末2.5-10份，微球粉末0.1-0.5份，增稠剂0.5-1份，填料50-70份。
29.该方法制作过程简单，操作方便，不受温度和湿度等自然环境的影响，制得的高性能烘烤型水基阻尼涂料，具有以下优点：（1）通过添加微球粉末，即微小的发泡球状塑料颗粒来控制水基阻尼材料内部发泡均匀性，一方面可以控制材料表面烘烤的平整度，另一方面可以增加整个温域范围内的阻尼因子，实现宽的温域范围内（-20至80℃ ）都具有较好的减震降噪效效果；（2）葡萄糖聚合的多糖粉末来调节水汽在烘烤过程中的挥发速度，可以有效抑制液态水基阻尼材料在高温烘烤条件下起泡和开裂问题；（3）低voc，即挥发性有机化合物排放。
30.以上所述，仅是本发明的最佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，利用上述揭示的方法内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，均属于权利要求保护的范围。