一种新型车用水性PVC基阻尼涂料及制备方法与流程

一种新型车用水性pvc基阻尼涂料及制备方法
技术领域
1.本发明涉及pvc基阻尼涂料领域，尤其是一种新型的电动车用水性pvc基阻尼涂料以及制备方法。


背景技术：

2.近年来我国的汽车企业越来越蓬勃发展，随着各项科学技术的进步，环保需求的不断增多，电动汽车产业也逐渐成为我国的一项新兴的战略性产业。
3.振动和噪声的危害和污染无处不在，随着科技的进步和时代的发展和人们对生活质量的重视，渗透在我们日常生活中的汽车乘驾舒适度也越来越重要。为了降低振动和噪声对人们日常工作生活造成的影响，阻尼技术应运而生，而其中的阻尼材料是目前最热门的研宄方面之一。阻尼材料通过能力传递和转化，耗散掉外部作用，来实现减震降噪。近年来我国的电动汽车企业越来越蓬勃发展，各项研究也逐渐追上世界的步伐，但是如今我们国内绝大多数的高性能阻尼材料被国外汽车垄断，因此开发一款属于我们自己的高性能阻尼材料具有科研和实用上的双重意义。
4.lasd(liquid applied sound deadener)是喷涂使用的阻尼材料。它的出现从某种程度上代替了传统的沥青阻尼片，实现了机械自动化操作以及环保等级的提升等优点，成为电动汽车行业用的大热门。其中pvc基系阻尼材料更是以阻尼性能阻尼性能优良且可调控、加工性能优异、便于运输储存、成本实惠性价比高等优点被广泛应用。如今pvc车用阻尼材料基本被德国汉高，日本三菱等国外公司垄断，国内生产的pvc基阻尼材料的阻尼性能，加工能力等与国外著名厂家生产的材料具有较大差距。
5.因此，本发明提出了一种通过对pvc糊树脂的改性，通过增塑剂和无机填料以及助剂的不同比例添加，在达到预期阻尼效果的同时增加了材料的力学性能，同时涂料的亲水性也进一步添加，工艺性能的到进一步的增加，实现电动汽车的轻量化和环保化。


技术实现要素：

6.为了克服现有技术的不足，本发明的目的是通过对pvc糊树脂的改性，得到一种环境污染小，阻尼性能良好，力学性能优良的各方面性能较为优异的新型的车用水性pvc基阻尼涂料，同时还提供所述新型车用水性pvc基阻尼涂料的制备方法。
7.为了实现上述目的，本发明的技术方案为：
8.一种新型的车用水性pvc基阻尼涂料，所述车用水性pvc基阻尼涂料包括以下重量份数的组合：
[0009][0010]
所述自制乳化剂包括以下重量份数的组合：
[0011][0012]
所述聚氯乙烯组份为型号bpr-440，平均聚合度约为1450的粉末状树脂。因为pvc材料的力学性能与其分子量有关，分子量越大的pvc树脂，其冲击强度与拉伸强度越大，材料的强度越高，但分子量过大会导致其在加工过程中塑化困难。除此之外，过大分子量的pvc树脂是无极性基团的聚合物，对底材的粘附性能也会有一定的影响。所以在本发明中，选取粒径大小，分子量大小合适的pvc糊树脂作为基料。
[0013]
进一步，所述热稳定剂为cazn系热稳定剂。虽然传统的铅盐类热稳定剂效果好但含毒性，重金属离子容易从样品中迁出危害人体健康，不适用于车用阻尼材料。所以本发明选用更为稳定且环保的钙锌稳定剂，其具有良好的热稳定性，能够有效抑制pvc分解，具有良好的光稳定性，抑制pvc老化变色。
[0014]
进一步，所述增塑剂为为下邻苯二甲酸二乙酯。dop(邻苯二甲酸二乙酯)的极性酯基和pvc的极性集团“相互作用”，彼此能很好的互溶，从而使pvc分子间的作用力减弱，塑性增加。同时因为原材料丰富、价格低廉、增速效果好被广泛利用。
[0015]
进一步，所述无机填充组份为2000目的超细云母粉，云母粉末作为常用的无机填充材料，具有价格低廉，储量丰富，刚性大等优点。由于微晶云母微观成薄片壮结构，对塑料橡胶等材料能够起到二次增强的效果，对提高阻尼性能起到有效的作用，云母片表面一般经硅烷偶联剂等进行过处理，表面附有活性较大的羟基，与pvc糊树脂之间的相容性较好。而且由于碳酸钙硬度大，其分布在聚氯乙烯基材中可以起到应力支撑点的作用，对聚氯乙烯基材的力学性能有一定的补强作用。
[0016]
进一步，所述乳化剂为本发明的创新点。自制乳化剂的结构中的改性丙烯酸酯单元使乳化剂与pvc树脂能很好的互溶，5间苯二甲酸-5-磺酸钠作为磺酸盐型水性聚酯的亲水单元使乳化剂具有水溶性或水分散性的优良性能，为涂料提供部分亲水性。
[0017]
本发明还提供一种新型的车用水性pvc基阻尼涂料的合成思路，所述合成方法包括以下步骤：
[0018]
步骤一)：将按重量分数计将无机填料云母粉，钙锌热稳定剂，pvc糊树脂置于高速混合器中在室温下搅拌5min；
[0019]
步骤二)：将自制乳化剂组分中的水性聚酯树脂、助溶剂、溶剂在80～90℃下搅拌均匀，得到透明均一的稳定溶液；
[0020]
步骤三)：将自制乳化剂组分中的催化剂、固化剂、润湿剂混合均匀后加入到步骤二得到的稳定溶液中搅拌均匀，然后再蒸馏回收助溶剂后得到水性聚酯树脂混合溶液即自制乳化剂。
[0021]
步骤四)：将步骤一的产物搅拌均匀后加入增塑剂dop和步骤三的产物，并将混合物在室温下搅拌15min后出料；
[0022]
步骤五)：将步骤四的产物放入真空干燥箱抽真空10min得到均匀无气泡的pvc涂料，放置熟化18～32小时。
[0023]
本发明所合成的新型的车用水性pvc基阻尼涂料，具有良好的阻尼性能以及优良的加工性能等特点。本发明采用pvc为基材添加无机填料结合增塑剂及自制自制乳化剂来制备阻燃聚氯乙烯材料。
[0024]
本发明的有益效果为：采用自制乳化剂，在保证材料的阻尼性能的情况下提高了水溶性，是其在一定条件下可以被水冲洗，减少了对环境的污染。在制备工艺上，采用了新阻尼改性思路，通过改性无机填充材料，将无卤素阻燃剂接枝在无机填料表面，提高阻燃剂的分散程度从而降低了阻燃剂的填充量，最后制得的新型车用水性pvc基阻尼涂料具有阻燃效果良好，对环境污染小的优点。
附图说明
[0025]
图1为车用水性pvc基阻尼涂料与市面上的聚氯乙烯阻尼材料测试结果的对照。
具体实施方式
[0026]
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式对本发明进一步详细说明。
[0027]
本发明公开了一种新型的车用水性pvc基阻尼涂料，所述车用水性pvc基阻尼涂料包括以下重量的组分：
[0028][0029]
所述自制乳化剂包括以下重量份数的组合：
份自制乳化剂，并继续搅拌15min后出料。再将得到的产物放在真空干燥箱抽真空10min得到均匀无气泡的pvc涂料，放置熟化18～32小时。
[0045]
所诉聚氯乙烯为牌号为bpr-440的聚氯乙烯糊树脂；所述无机填充物为2000目的超细活性碳酸钙粉末；所述热稳定剂为cazn系热稳定剂；所述增塑剂为为下邻苯二甲酸二乙酯；所述乳化剂为自制乳化剂。
[0046]
实施例4
[0047]
在25℃下，将按重量份数计，先将45份的聚氯乙烯、4份热稳定剂和30份无机填料置于高速混合器中在室温下搅拌5min，在搅拌均匀的混合物中加入，30份增塑剂和0份自制乳化剂，并继续搅拌15min后出料。再将得到的产物放在真空干燥箱抽真空10min得到均匀无气泡的pvc涂料，放置熟化18～32小时。
[0048]
所诉聚氯乙烯为牌号为bpr-440的聚氯乙烯糊树脂；所述无机填充物为2000目的超细活性碳酸钙粉末；所述热稳定剂为cazn系热稳定剂；所述增塑剂为为下邻苯二甲酸二乙酯；所述乳化剂为自制乳化剂。
[0049]
实施例5
[0050]
在25℃下，将按重量份数计，先将45份的聚氯乙烯、4份热稳定剂和30份无机填料置于高速混合器中在室温下搅拌5min，在搅拌均匀的混合物中加入，30份增塑剂和2.5份自制乳化剂，并继续搅拌15min后出料。再将得到的产物放在真空干燥箱抽真空10min得到均匀无气泡的pvc涂料，放置熟化18～32小时。
[0051]
所诉聚氯乙烯为牌号为bpr-440的聚氯乙烯糊树脂；所述无机填充物为2000目的超细活性碳酸钙粉末；所述热稳定剂为cazn系热稳定剂；所述增塑剂为为下邻苯二甲酸二乙酯；所述乳化剂为自制乳化剂。
[0052]
实施例6
[0053]
在25℃下，将按重量份数计，先将45份的聚氯乙烯、4份热稳定剂和30份无机填料置于高速混合器中在室温下搅拌5min，在搅拌均匀的混合物中加入30份增塑剂和5份自制乳化剂，并继续搅拌15min后出料。再将得到的产物放在真空干燥箱抽真空10min得到均匀无气泡的pvc涂料，放置熟化18～32小时。
[0054]
所诉聚氯乙烯为牌号为bpr-440的聚氯乙烯糊树脂；所述无机填充物为2000目的超细活性碳酸钙粉末；所述热稳定剂为cazn系热稳定剂；所述增塑剂为为下邻苯二甲酸二乙酯；所述乳化剂为自制乳化剂。
[0055]
实施例7
[0056]
在25℃下，将按重量份数计，先将50份的聚氯乙烯、5份热稳定剂和40份无机填料置于高速混合器中在室温下搅拌5min，在搅拌均匀的混合物中加入，25份增塑剂和0份自制乳化剂，并继续搅拌15min后出料。再将得到的产物放在真空干燥箱抽真空10min得到均匀无气泡的pvc涂料，放置熟化18～32小时。
[0057]
所诉聚氯乙烯为牌号为bpr-440的聚氯乙烯糊树脂；所述无机填充物为2000目的超细活性碳酸钙粉末；所述热稳定剂为cazn系热稳定剂；所述增塑剂为为下邻苯二甲酸二乙酯；所述乳化剂为自制乳化剂。
[0058]
实施例8
[0059]
在25℃下，将按重量份数计，先将547.5份的聚氯乙烯、5份热稳定剂和40份无机填
料置于高速混合器中在室温下搅拌5min，在搅拌均匀的混合物中加入，25份增塑剂和2.5份自制乳化剂，并继续搅拌15min后出料。再将得到的产物放在真空干燥箱抽真空10min得到均匀无气泡的pvc涂料，放置熟化18～32小时。
[0060]
所诉聚氯乙烯为牌号为bpr-440的聚氯乙烯糊树脂；所述无机填充物为2000目的超细活性碳酸钙粉末；所述热稳定剂为cazn系热稳定剂；所述增塑剂为为下邻苯二甲酸二乙酯；所述乳化剂为自制乳化剂。
[0061]
实施例9
[0062]
在25℃下，将按重量份数计，先将50份的聚氯乙烯、5份热稳定剂和40份无机填料置于高速混合器中在室温下搅拌5min，在搅拌均匀的混合物中加入，25份增塑剂和5份自制乳化剂，并继续搅拌15min后出料。再将得到的产物放在真空干燥箱抽真空10min得到均匀无气泡的pvc涂料，放置熟化18～32小时。
[0063]
所诉聚氯乙烯为牌号为bpr-440的聚氯乙烯糊树脂；所述无机填充物为2000目的超细活性碳酸钙粉末；所述热稳定剂为cazn系热稳定剂；所述增塑剂为为下邻苯二甲酸二乙酯；所述乳化剂为自制乳化剂。
[0064]
将实施例1-9制备的最终样品均匀涂满钢制样条模具，放入平板硫化机中，在170℃下塑化30min，得到厚度为1mm的干膜pvc基阻尼材料，取出样品并在室温下静置24小时以进行相关测试。，各种性能检测的条件分别如下：
[0065]
1、拉伸强度(mpa)
[0066]
将样品制成100mmx100mmx4mm的样条，按照gb/t16172标准将所制样条用锥形量热仪进行测量热释放速率峰值的试验。
[0067]
2、阻尼因子
[0068]
按照gb/t 1040标准进行测试，将塑化后的pvc干膜制成哑铃型标准样条，将试样固定在万能试验机上，选择拉伸模式进行测试。测试时温度为25℃，试样标距为25mm，拉伸速度为50mm/min。
[0069]
3、动态黏度测试(1/s)
[0070]
将材料湿膜放入动态流变仪dhr中进行测试，设置流动扫描模式进行变剪切速率扫描，温度为25℃，剪切速率设置范围为：0.01s-1
～150s-1
，测试其黏度随剪切速率的变化。
[0071]
4、接触角(
°
)
[0072]
将材料湿膜涂在钢膜上，尽量保持测试样品表面的水平度。从进样器中滴出体积为2ul 的水滴，移动针头想上，由于表面张力体系的作用，水滴会留在样品表面，继续移动针头，直至从镜头内消失。记录图像。重复试验后，利用量角法测出样品的与水的接触角平均值。
[0073]
由图1可以看出，实施例1-9为车用水性pvc基阻尼涂料与未加入乳化剂的pvc基阻尼涂料测试结果对照。由实施例1-9的测试结果对比可以看出，在加入自制的乳化剂之后，其接触角出现明显的降低，说明加入适合的乳化剂之后，阻尼涂料的亲水性明显降低。同时，从表中可以看出，乳化剂的比重几乎不影响阻尼涂料的阻尼性能和力学性能以及流变性能。也就是说加入乳化剂之后几乎不影响阻尼涂料的加工性和功能性，是比较完美的助剂。影响阻尼涂料阻尼性能和流变性能的主要是增塑剂dop和无机填料云母粉的比例。通过改变两者的比例，可以改变阻尼性能和流变性能，来制得达到各种要求的pvc基阻尼涂料。
[0074]
所以，本发明通过添加创新乳化剂，增塑剂和无机填料等来改性的新型车用水性pvc基阻尼涂料，具有良好的阻燃性能以及优异的环保性能。
[0075]
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切修饰或改变，仍由本发明的权利要求所覆盖。