一种具有防静电性、防腐性和阻燃性能的水性阻尼涂料及其制备方法和应用

1.本发明涉及阻尼涂料技术领域，尤其涉及一种具有防静电性、防腐性和阻燃性能的水性阻尼涂料及其制备方法和应用。


背景技术：

2.阻尼涂料可以将机械振动能以及声波振动能转化成为其他形式的能量而消耗掉，因此在减震降噪方面具有广阔的应用前景，在轨道列车、航天航空和汽车工业领域都得到了广泛应用。
3.在涂料实际使用过程中，电绝缘性可能会引起较大的静电积累，具有一定的安全隐患，同时限制了阻尼涂料在特定环境中的应用范围。因此，开发具有抗静电性的阻尼涂料具有重要意义。腐蚀是金属材料与周围介质发生化学或电化学作用成为金属化合物而遭受破坏的一种现象。全世界每年因为腐蚀会造成巨大损失，因而防腐处理尤为重要。近年来随着消防安全规定程度不断增加，要求减少易燃材料所带来的火灾隐患越来越受到人们重视。水性聚氨酯涂料的可燃性问题使其应用与发展受到限制，合适的阻燃涂料可以延缓材料的点火时间或抑制火焰蔓延，从而消除火灾隐患，减少生命财产损失。在拓宽涂料应用领域的同时消除安全隐患，有效保障人们的生命财产安全。因此，开发具有防静电性、防腐性和阻燃性能的水性阻尼涂料具有重要意义。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种具有防静电性、防腐性和阻燃性能的水性阻尼涂料及其制备方法和应用，本发明提供的涂料属于环境友好型涂料，在具有优异的阻尼性能的基础上，还具有良好的防静电性、防腐性和阻燃性能。
5.为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：
6.本发明提供了一种具有防静电性、防腐性和阻燃性能的水性阻尼涂料，按质量份数计，包括以下组分：
7.水性聚氨酯/丙烯酸酯核壳复合乳液40～60份，所述水性聚氨酯/丙烯酸酯核壳复合乳液中乳胶粒子以聚氨酯为壳、聚丙烯酸酯为核；
8.阻尼填料，所述阻尼填料的质量份数记为a，0《a≤55；
9.导电填料，所述导电填料的质量份数记为b，0《b≤30；
10.阻燃填料，所述阻燃填料的质量份数记为c，0《c≤30；
11.助剂，所述助剂的质量份数记为d，0《d≤15。
12.优选地，所述水性聚氨酯/丙烯酸酯核壳复合乳液的制备方法，包括以下步骤：
13.(1)将二异氰酸酯、低聚物二醇、小分子扩链剂、亲水扩链剂和催化剂混合，进行第一缩聚反应，得到第一缩聚产物体系；
14.(2)将第一交联剂与所述第一缩聚产物体系混合，进行第二缩聚反应，得到第二缩
聚产物体系；
15.(3)将封端剂与所述第二缩聚产物体系混合，进行第三缩聚反应，得到聚氨酯预聚体；
16.(4)将部分丙烯酸酯类单体加入所述聚氨酯预聚体中进行溶胀、随后将所得物料与三乙胺混合，进行中和反应，将所得中和产物体系分散于水中，进行乳化，得到水性聚氨酯乳液；
17.(5)将剩余丙烯酸酯类单体、引发剂、乳化剂、第二交联剂与水混合得到预乳化液，将所述预乳化液滴加至所述水性聚氨酯乳液中，进行乳液聚合反应，得到水性聚氨酯/丙烯酸酯核壳复合乳液。
18.优选地，所述步骤(1)中二异氰酸酯、低聚物二醇、小分子扩链剂、亲水扩链剂和催化剂的质量比为(10～20)：(10～30)：(1～8)：(1.5～4)：(0.01～0.1)；
19.所述第一缩聚反应的温度为70～90℃，时间为0.5～1.5h；所述第一缩聚反应在搅拌条件下进行，所述搅拌的转速为300～450r/min。
20.优选地，所述步骤(2)中第一交联剂与小分子扩链剂的质量比为(0.5～2)：(1～8)；
21.所述第二缩聚反应的温度为70～90℃，时间为0.5～1.5h；所述第二缩聚反应在搅拌条件下进行，所述搅拌的转速为300～450r/min。
22.优选地，所述步骤(3)中封端剂与低聚物二醇的质量比为(1～8):(10～30)；
23.所述第三缩聚反应的温度为70～90℃，时间为0.5～1.5h；所述第三缩聚反应在搅拌条件下进行，所述搅拌的转速为300～450r/min。
24.优选地，所述步骤(4)中部分丙烯酸酯类单体、三乙胺与水的质量比为(10～30)：(1～3)：(50～150)；所述部分丙烯酸酯类单体与低聚物二醇的质量比为(10～30)：(10～30)；
25.所述中和反应的温度为20～60℃，时间为5～15min；所述中和反应在搅拌条件下进行，所述搅拌的转速为300～450r/min；
26.所述乳化的温度为20～60℃，时间为20～40min；所述乳化在搅拌条件下进行，所述搅拌的转速为1000～1200r/min。
27.优选地，所述步骤(5)中引发剂、剩余丙烯酸酯类单体、乳化剂、第二交联剂和水的质量比为(0.1～1)：(60～90)：(0.2～1)：(0.2～0.8)：(10～50)；所述剩余丙烯酸酯类单体与部分丙烯酸酯类单体的质量比为(60～90)：(10～30)；
28.所述乳液聚合反应的温度为65～85℃，时间为2～5h；所述乳液聚合反应在搅拌条件下进行，所述搅拌的转速为300～450r/min。
29.优选地，所述阻尼填料包括湿法绢云母、金云母、黑云母、钠云母、锂云母、轻质碳酸钙、重质碳酸钙、硅藻土、滑石粉、石墨、硅石、玻璃粉、金红石型钛白粉和硅微粉中的一种或几种；
30.所述导电填料包括导电云母粉、炭黑、碳纳米管、石墨烯、金属、金属氧化物、聚乙炔、聚噻吩、聚吡咯、聚苯胺、聚苯撑和聚苯撑乙烯中的一种或几种；
31.所述阻燃填料包括氮磷系阻燃剂、氢氧化铝、氢氧化镁、氧化锑、硼酸锌、水镁石、水菱镁-斜方云石矿、水滑石、蒙脱土和硅藻土中的一种或几种；
32.所述助剂包括增稠剂、消泡剂、固化剂、流平剂、光稳定剂和分散剂中的一种或多种。
33.本发明提供了上述技术方案所述具有防静电性、防腐性和阻燃性能的水性阻尼涂料的制备方法，包括以下步骤：
34.将水性聚氨酯/丙烯酸酯核壳复合乳液、阻尼填料、导电填料、阻燃填料与助剂混合，得到具有防静电性、防腐性和阻燃性能的水性阻尼涂料。
35.本发明提供了上述技术方案所述具有防静电性、防腐性和阻燃性能的水性阻尼涂料或上述技术方案所述制备方法制备得到的具有防静电性、防腐性和阻燃性能的水性阻尼涂料在轨道列车、航天航空和汽车工业领域中的应用。
36.本发明提供了一种具有防静电性、防腐性和阻燃性能的水性阻尼涂料，按质量份数计，包括以下组分：水性聚氨酯/丙烯酸酯核壳复合乳液40～60份，所述水性聚氨酯/丙烯酸酯核壳复合乳液中乳胶粒子以聚氨酯为壳、聚丙烯酸酯为核；阻尼填料，所述阻尼填料的质量份数记为a，0《a≤55；导电填料，所述导电填料的质量份数记为b，0《b≤30；阻燃填料，所述阻燃填料的质量份数记为c，0《c≤30；助剂，所述助剂的质量份数记为d，0《d≤15。本发明提供的涂料中以水性聚氨酯/丙烯酸酯核壳复合乳液作为基础乳液，将聚氨酯与聚丙烯酸酯的优异性能结合，有利于提高涂料的综合性能；本发明在涂料中引入阻尼填料、导电填料以及阻燃填料，可有效阻隔介质的传递和渗透，增加涂料的内摩擦、提高内耗，同时可避免电荷的累积，提高涂料的着火点，使涂料在具有较高阻尼性能的同时，具备优异的防静电性、防腐性和阻燃性能，扩宽了涂料的应用领域。本发明提供的涂料使用水作为分散介质，与目前被广泛应用的溶剂型和沥青型的阻尼涂料相比，本发明提供的涂料属于环境友好型涂料。
附图说明
37.图1为实施例3～7制备的具有防静电性、防腐性和阻燃性能的水性阻尼涂料的动态力学分析图谱；
38.图2为实施例11～15制备的具有防静电性、防腐性和阻燃性能的水性阻尼涂料的动态力学分析图谱；
39.图3为实施例14制备的具有防静电性、防腐性和阻燃性能的水性阻尼涂料形成的涂膜的断面扫描电镜图。
具体实施方式
40.本发明提供了一种具有防静电性、防腐性和阻燃性能的水性阻尼涂料，按质量份数计，包括以下组分：
41.水性聚氨酯/丙烯酸酯核壳复合乳液40～60份，所述水性聚氨酯/丙烯酸酯核壳复合乳液中乳胶粒子以聚氨酯为壳、聚丙烯酸酯为核；
42.阻尼填料，所述阻尼填料的质量份数记为a，0《a≤55；
43.导电填料，所述导电填料的质量份数记为b，0《b≤30；
44.阻燃填料，所述阻燃填料的质量份数记为c，0《c≤30；
45.助剂，所述助剂的质量份数记为d，0《d≤15。
46.在本发明中，若无特殊说明，所用原料均为本领域技术人员熟知的市售商品。
47.本发明提供的具有防静电性、防腐性和阻燃性能的水性阻尼涂料中以水性聚氨酯/丙烯酸酯核壳复合乳液作为基础乳液，将聚氨酯与聚丙烯酸酯的优异性能结合，有利于提高涂料的综合性能；本发明在涂料中引入阻尼填料、导电填料以及阻燃填料，可有效阻隔介质的传递和渗透，增加涂料的内摩擦、提高内耗，同时可促进电子的有效传输，可避免电荷的积累，并提高涂料燃烧所需热量、提高着火点，使涂料在具备较高阻尼性能的同时，其防静电性、防腐性和阻燃性能均良好，扩宽了涂料的应用领域，而目前大多数的涂料，属于单纯的阻尼型、防静电型、防腐型或阻燃型的涂料，在使用过程中一般采用各功能型涂料逐层叠加的方式共同发挥作用。采用本发明提供的涂料减少了逐层叠加的施工方式所带来的不便，拓宽了涂料的应用领域，且本发明提供的涂料属于环境友好型涂料，有效避免了安全隐患。
48.按质量份数计，本发明提供的具有防静电性、防腐性和阻燃性能的水性阻尼涂料包括水性聚氨酯/丙烯酸酯核壳复合乳液40～60份，优选为45～55份，进一步优选为47～52份。在本发明中，所述水性聚氨酯/丙烯酸酯核壳复合乳液中乳胶粒子以聚氨酯为壳、聚丙烯酸酯为核。在本发明中，所述水性聚氨酯/丙烯酸酯核壳复合乳液具体是作为涂料的成膜物质。在本发明中，所述水性聚氨酯/丙烯酸酯核壳复合乳液的制备方法，优选包括以下步骤：
49.(1)将二异氰酸酯、低聚物二醇、小分子扩链剂、亲水扩链剂和催化剂混合，进行第一缩聚反应，得到第一缩聚产物体系；
50.(2)将第一交联剂与所述第一缩聚产物体系混合，进行第二缩聚反应，得到第二缩聚产物体系；
51.(3)将封端剂与所述第二缩聚产物体系混合，进行第三缩聚反应，得到聚氨酯预聚体；
52.(4)将部分丙烯酸酯类单体加入所述聚氨酯预聚体中进行溶胀、随后将所得物料与三乙胺混合，进行中和反应，将所得中和产物体系分散于水中，进行乳化，得到水性聚氨酯乳液；
53.(5)将剩余丙烯酸酯类单体、引发剂、乳化剂、第二交联剂与水混合得到预乳化液，将所述预乳化液滴加至所述水性聚氨酯乳液中，进行乳液聚合反应，得到水性聚氨酯/丙烯酸酯核壳复合乳液。
54.本发明将二异氰酸酯、低聚物二醇、小分子扩链剂、亲水扩链剂和催化剂混合，进行第一缩聚反应，得到第一缩聚产物体系。在本发明中，所述二异氰酸酯优选包括甲苯二异氰酸酯、二环己基甲烷二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯和四甲基苯二甲基二异氰酸酯中的一种或几种；所述低聚物二醇优选包括聚醚二醇，聚氧化乙烯二醇、聚氧化丙烯二醇和聚四氢呋喃二醇中的一种或几种；所述小分子扩链剂优选包括乙二醇，己二醇，辛二醇，葵二醇，1,3-丁二醇，1,4-丁二醇和一缩二乙二醇中的一种或几种；所述亲水扩链剂优选包括二羟甲基丙酸、二羟基半酯、乙二胺基磺酸钠或二乙烯三胺；所述催化剂优选包括二月桂酸二丁基锡、辛酸亚锡和辛酸锡中的一种或几种。在本发明中，所述二异氰酸酯、低聚物二醇、小分子扩链剂、亲水扩链剂和催化剂的质量比优选为(10～20)：(10～30)：(1～8)：(1.5～4)：(0.01～0.1)，更优选为(12～16)：(17～25)：(1～6)：(2～3.5)：(0.03～0.07)。在本发明
中，所述第一缩聚反应的温度优选为70～90℃，更优选为78～83℃；时间优选为0.5～1.5h，更优选为0.8～1.2h；所述第一缩聚反应优选在搅拌条件下进行，所述搅拌的转速优选为300～450r/min，更优选为350～400r/min。
55.得到第一缩聚产物体系后，本发明将第一交联剂与所述第一缩聚产物体系混合，进行第二缩聚反应，得到第二缩聚产物体系。在本发明中，所述第一交联剂优选包括三羟甲基乙烷、三羟甲基丙烷、丙三醇和季戊四醇中的一种或几种。在本发明中，所述第一交联剂与小分子扩链剂的质量比优选为(0.5～3)：(1～8)，更优选为(0.8～1.5)：(1～6)。在本发明中，所述第二缩聚反应的温度优选为70～90℃，更优选为78～83℃；所述第二缩聚反应的时间优选为0.5～1.5h，更优选为0.8～1.2h；所述第二缩聚反应优选在搅拌条件下进行，所述搅拌的转速优选为300～450r/min，更优选为350～400r/min。
56.得到第二缩聚产物体系后，本发明将封端剂与所述第二缩聚产物体系混合，进行第三缩聚反应，得到聚氨酯预聚体。在本发明中，所述封端剂优选包括丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟乙酯(hema)、丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸羟丙酯和羟甲基丙烯酰胺中的一种或几种。在本发明中，所述封端剂与低聚物二醇的质量比优选为(1～8):(10～30)，更优选为(1.5～4)：(17～25)。在本发明中，所述第三缩聚反应的温度优选为70～90℃，更优选为78～83℃；所述第三缩聚反应的时间优选为0.5～1.5h，更优选为0.8～1.2h；所述第三缩聚反应优选在搅拌条件下进行，所述搅拌的转速优选为300～450r/min，更优选为350～400r/min。本发明优选采用上述种类的封端剂，经第三缩聚反应可以在聚氨酯预聚体末端引入碳碳双键，在后续反应过程中，可以通过碳碳双键与丙烯酸酯类单体键合，使最终所得水性聚氨酯/丙烯酸酯核壳复合乳液中聚氨酯与聚丙烯酸酯以化学键的形式有机结合，有利于提高涂料的综合性能。
57.得到聚氨酯预聚体后，本发明将部分丙烯酸酯类单体加入所述聚氨酯预聚体中进行溶胀，随后将所得物料与三乙胺混合，进行中和反应，将所得中和产物体系分散于水中，进行乳化，得到水性聚氨酯乳液。在本发明中，所述部分丙烯酸酯类单体的种类优选包括包括丙烯酸、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸异辛酯、丙烯酸二乙基己酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯和甲基丙烯酸二乙基己酯中的一种或几种。在本发明中，所述部分丙烯酸酯类单体、三乙胺与水的质量比优选为(10～30)：(1～3)：(50～150)，更优选为(15～30)：(1.8～2.5)：(80～120)；所述部分丙烯酸酯类单体与低聚物二醇的质量比优选为(10～40)：(10～30)，更优选为(15～35)：(17～25)。在本发明中，所述中和反应的温度优选为20～60℃，更优选为35～45℃；所述中和反应的时间优选为5～15min，更优选为8～12min；所述中和反应优选在搅拌条件下进行，所述搅拌的转速优选为300～450r/min，更优选为350～400r/min。在本发明中，所述乳化的温度优选为20～60℃，更优选为35～45℃；所述乳化的时间优选为20～40min，更优选为25～35min；所述乳化优选在搅拌条件下进行，所述搅拌的转速优选为1000～1200r/min，更优选为1100～1200r/min。本发明优选将水加入至所述中和产物体系中，所述水的加料速率优选为200～300ml/min，更优选为200～230ml/min。本发明所述乳化的时间，以水加料完毕开始计。
58.得到水性聚氨酯乳液后，本发明将剩余丙烯酸酯类单体、引发剂、乳化剂、第二交联剂与水混合得到预乳化液，将所述预乳化液滴加至所述水性聚氨酯乳液中，进行乳液聚合反应，得到水性聚氨酯/丙烯酸酯核壳复合乳液。在本发明中，所述引发剂优选包括过硫
酸钾、过硫酸钠、过硫酸铵、过氧化苯甲酰和偶氮二异丁腈中的一种或几种；所述乳化剂优选包括十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、十一烷基醋酸钾、二丁基苯磺酸钠、二丁基萘磺酸钠和二辛基磺基丁二酸钠中的一种或几种；所述第二交联剂优选包括二乙烯苯、二丙烯酸二乙醇酯和二丙烯酸二乙二醇酯中的一种或几种。在本发明中，所述引发剂、剩余丙烯酸酯类单体、乳化剂、第二交联剂和水的质量比为(0.1～1)：(60～90)：(0.2～1)：(0.2～0.8)：(10～50)，更优选为(0.4～0.7)：(60～80)：(0.3～0.6)：(0.65～0.9)：(23～30)；所述剩余丙烯酸酯类单体与部分丙烯酸酯类单体的质量比优选为(60～90)：(10～30)，更优选为(60～80)：(15～35)。在本发明中，所述乳液聚合反应的温度优选为65～85℃，更优选为75～82℃；所述乳液聚合反应的时间优选为1～5h，更优选为1.5～2.5h；所述乳液聚合反应在搅拌条件下进行，所述搅拌的转速优选为300～450r/min，更优选为350～400r/min。在本发明中，所述预乳化液的滴加速率优选为0.5～1.5ml/min，更优选为0.7～1.0ml/min。本发明所述乳液聚合反应的时间以预乳化液加料完毕后开始计。
59.以所述水性聚氨酯/丙烯酸酯核壳复合乳液的质量份数为基准，本发明提供的具有防静电性、防腐性和阻燃性能的水性阻尼涂料包括阻尼填料，所述阻尼填料的质量份数记为a，0《a≤55；所述阻尼填料优选为5～50份，更优选为10～35份，进一步优选为20～30份。在本发明中，所述阻尼填料优选包括湿法绢云母、金云母、黑云母、钠云母、锂云母、轻质碳酸钙、重质碳酸钙、硅藻土、滑石粉、石墨、硅石、玻璃粉、金红石型钛白粉和硅微粉中的一种或几种；在本发明的实施例中，具体采用湿法绢云母，所述湿法绢云母的目数具体为400目。在本发明中，所述阻尼填料能够增大涂料的内部摩擦，在受到外力作用时，可将动能转换为热能耗散掉，有效提高涂料的内耗，有利于提高涂料的阻尼性能；本发明优选采用上述种类的阻尼填料，能够有效提高涂料阻尼性能，并使涂料具有优异的综合性能。
60.以所述水性聚氨酯/丙烯酸酯核壳复合乳液的质量份数为基准，本发明提供的具有防静电性、防腐性和阻燃性能的水性阻尼涂料包括导电填料，所述导电填料的质量份数记为b，0《b≤30；所述导电填料优选为2～25份，更优选为2～15份，进一步优选为3～13份。在本发明中，所述导电填料优选包括导电云母粉、炭黑、碳纳米管、石墨烯、金属、金属氧化物、聚乙炔、聚噻吩、聚吡咯、聚苯胺、聚苯撑和聚苯撑乙烯中的一种或几种。在本发明中，所述导电填料能够均匀分散在涂料中，使形成导电通道的有效位点增加，利于电子的有效传输，可有效提高涂料防静电性能；本发明优选采用上述种类的导电填料，优势在于不破坏其他性能的同时可赋予涂料防静电性能，进而提高涂料的综合性能，扩宽涂料的应用领域。
61.以所述水性聚氨酯/丙烯酸酯核壳复合乳液的质量份数为基准，本发明提供的具有防静电性、防腐性和阻燃性能的水性阻尼涂料包括阻燃填料，所述阻燃填料的质量份数记为c，0《c≤30；所述阻燃填料优选为3～28份，更优选为10～26份，进一步优选15～25份。在本发明中，所述阻燃填料优选包括氮磷系阻燃剂、氢氧化铝、氢氧化镁、氧化锑、硼酸锌、水镁石、水菱镁-斜方云石矿、水滑石、蒙脱土和硅藻土中的一种或几种。在本发明的实施例中，具体采用doher-6003型号氮磷系阻燃剂。在本发明中，所述阻燃填料能够有效提高涂料的着火点，赋予涂料较高的阻燃性能；本发明优选采用上述种类的阻燃填料，优势是在提高涂料阻尼性能的同时，可有效保障涂料的综合性能满足实际应用的要求。
62.以所述水性聚氨酯/丙烯酸酯核壳复合乳液的质量份数为基准，本发明提供的具有防静电性、防腐性和阻燃性能的水性阻尼涂料包括助剂，所述助剂的质量份数记为d，0《d
≤15。在本发明中，所述助剂优选包括增稠剂、消泡剂、固化剂、流平剂、光稳定剂和分散剂中的一种或几种；所述增稠剂的质量份数记为d1，0《d1≤5，所述增稠剂优选为0.2～1份，更优选为0.4～0.6份；所述消泡剂的质量份数记为d2，0《d2≤5，所述消泡剂优选为0.5～1.5份，更优选为0.6～1份；所述固化剂、流平剂、光稳定剂和分散剂的总质量份数记为d3，0《d3≤5，所述固化剂、流平剂、光稳定剂和分散剂的总质量份数优选为1～5份，更优选为1～4.5份。在本发明中，所述增稠剂优选包括纤维素类增稠剂、无机类增稠剂、普通碱溶胀增稠剂、缔合性碱溶胀增稠剂和缔合型增稠剂系列中的一种或几种，所述纤维素类增稠剂优选包括羟甲基纤维素、羧甲基纤维素、羟乙基纤维素或羟丙基纤维素，所述无机类增稠剂优选包括膨润土或凹凸棒，在本发明的实施例中，具体采用dn-2078型号增稠剂；所述消泡剂优选包括表面活性剂类消泡剂、有机硅类消泡剂、有机硅与树脂复合消泡剂、链烷烃类消泡剂和矿物油类消泡剂中的一种或几种，在本发明的实施例中，具体采用d l-174型号消泡剂；所述固化剂优选包括脂肪族胺类固化剂、芳香族胺类固化剂、酰胺基胺类固化剂、潜伏固化胺类固化剂和尿素替代物固化剂中的一种或几种，在本发明的实施例中，具体采用水性异氰酸酯固化剂；所述流平剂优选包括丙烯酸类流平剂、有机硅类流平剂和氟碳化合物类流平剂中的一种或几种，在本发明的实施例中，具体采用w-313水性有机硅流平剂或w-308水性氟碳改性丙烯酸酯流平剂；所述光稳定剂优选包括光屏蔽剂、紫外线吸收剂、猝灭剂、自由基捕获剂和氢氧化物分解剂中的一种或几种，在本发明的实施例中，具体采用tinuvin 1130苯并三唑类紫外线吸收剂或光受阻胺类光稳定剂tinuvin 292；所述分散剂优选包括无机类散剂、有机类散剂和高分子类散剂中的一种或几种，在本发明的实施例中，具体采用w-4021耐水型分散剂或焦磷酸钠分散剂。
63.本发明提供了上述技术方案所述具有防静电性、防腐性和阻燃性能的水性阻尼涂料的制备方法，包括以下步骤：
64.将水性聚氨酯/丙烯酸酯核壳复合乳液、阻尼填料、导电填料、阻燃填料与助剂混合，得到具有防静电性、防腐性和阻燃性能的水性阻尼涂料。
65.在本发明中，所述混合优选是向水性聚氨酯/丙烯酸酯核壳复合乳液中加入增稠剂，进行第一搅拌分散，得到第一混合料；向所述第一混合物中加入消泡剂，进行第二搅拌分散，得到第二混合料；向所述第二混合料中依次加入阻尼填料、导电填料和阻燃填料，且每加入一种填料均进行第三搅拌分散，最终得到第三混合料；向所述第三混合料中依次加入固化剂、流平剂、光稳定剂和分散剂，且每加入一种填料均进行第四搅拌分散，得到具有防静电性、防腐性和阻燃性能的水性阻尼涂料。在本发明中，所述第一搅拌分散的转速优选为300～600r/min，更优选为350～420r/min，时间优选为20～50min，更优选为30～40min；所述第二搅拌分散的转速优选为300～600r/min，更优选为350～420r/min，时间优选为20～50min，更优选为30～40min；每次进行所述第三搅拌分散时转速独立优选为500～800r/min，更优选为600～670r/min，每次所述第三搅拌分散的时间优选为50～80min，更优选为55～65min；每次进行所述第四搅拌分散时转速独立优选为300～600r/min，更优选为600～650r/min，每次所述第四搅拌分散的时间优选为20～60min，更优选为40～50min。
66.本发明提供了上述技术方案所述具有防静电性、防腐性和阻燃性能的水性阻尼涂料或上述技术方案所述制备方法制备得到的具有防静电性、防腐性和阻燃性能的水性阻尼涂料在轨道列车、航天航空和汽车工业领域中的应用。
67.下面将结合本发明中的实施例，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
68.以下实施例中，以质量份数表示各个原料的质量，不对其重量级作具体限定，即可为“kg”或者“g”；以下实施例中，对降温和升温的具体速率没有特殊的限定，按照本领域熟知的过程进行即可。
69.实施例1
70.水性聚氨酯/丙烯酸酯核壳复合乳液的制备，包括以下步骤：
71.在装有搅拌装置、冷凝装置并通有氮气保护的三口烧瓶中，依次加入12.5份异佛尔酮二异氰酸脂(ipdi)、2.25份二羟甲基丙酸(dmpa)、0.06份二月桂酸二丁基锡(dbtdl)以及干燥后的19.15份聚四氢呋喃二醇(ptmg)、1.48份1,4-丁二醇(1,4-bdo)，以370r/min的搅拌速度，并在氮气保护、80℃恒温油浴条件下缩聚反应1h，然后将0.98份三羟甲基丙烷(tmp)加入反应体系中反应1h，随后加入2.1份甲基丙烯酸羟乙酯(hema)进行封端，继续反应1h，得到聚氨酯预聚体。
72.将体系冷却降温至40℃，加入6份甲基丙烯酸甲酯(mma)和24份丙烯酸异辛酯(eha)单体降低所述聚氨酯预聚体的粘度，溶涨1h后，加入2.25份三乙胺(tea)，在370r/min的搅拌速度下进行中和反应10min，然后以200ml/min的速度加入去离子水100份，在1200r/min的转速下室温乳化30min，得到水性聚氨酯乳液。
73.将搅拌速度降为370r/min，将所述水性聚氨酯乳液升温至75℃，在单口烧瓶中依次加入25份去离子水、0.46份十二烷基硫酸钠(sds)、12.5份mma、50份eha、0.74份二乙烯苯(dvb)和0.55份过硫酸钾(kps)，将瓶口塞紧，用手快速晃动10min，得到预乳化液，将其以0.8ml/min的滴加速度，连续滴加至所述水性聚氨酯乳液中，滴加结束后，将体系升温至80℃，进行聚合反应2h，得到水性聚氨酯/丙烯酸酯(wpua)核壳复合乳液。
74.实施例2：
75.聚苯胺的制备，包括以下步骤：
76.称取68.56份十二烷基苯磺酸(dbsa)于带有搅拌装置的三口烧瓶中，再加入350份的去离子水，在冰水浴条件下持续搅拌30min，得到十二烷基苯磺酸水溶液；称取苯胺(an)单体13.97份，使用分液漏斗将其逐滴加入三口烧瓶中，并不断搅拌；随后，称取5.1份的过硫酸铵(aps)溶于50份的去离子水中，使用蠕动泵以0.8ml/min的速度将其逐滴加入三口烧瓶中，滴加完成后，保持370r/min搅拌速度，在冰水浴条件下持续搅拌反应24h；反应结束后，将墨绿色的反应产物重复洗涤、离心数次，至上清液ph值接近中性，置于60℃的真空干燥箱中干燥24h后研磨至粉末，得到聚苯胺。
77.实施例3
78.称取49.84份实施例1制备的水性聚氨酯/丙烯酸酯核壳复合乳液，加入0.448份的增稠剂(dn-2078)，保持搅拌转速为400r/min，持续搅拌30min后加入消泡剂(d l-174)0.8份，搅拌30min；随后依次加入阻尼填料(400目的湿法绢云母粉)5.54份、0.899份实施例2制备的聚苯胺和3.75份氮磷系阻燃剂(doher-6003)，每种原料加入后分别以650r/min的速率搅拌60min；最后，依次加入w-313水性有机硅流平剂0.6份和w-4021耐水型分散剂0.5份，每
种原料加入后分别以600r/min的速率搅拌40min，使各组分混合均匀，得到具有防静电性、防腐性和阻燃性能的水性阻尼涂料。
79.实施例4
80.称取49.84份实施例1制备的水性聚氨酯/丙烯酸酯核壳复合乳液，加入0.448份的增稠剂(dn-2078)，保持搅拌转速为400r/min，持续搅拌30min后加入消泡剂(d l-174)1.5份，搅拌30min；随后依次加入阻尼填料(400目的湿法绢云母粉)12.46份、0.899份实施例2制备的聚苯胺和3.75份氮磷系阻燃剂(doher-6003)，每种原料加入后分别以650r/min的速率搅拌60min；最后，依次加入w-313水性有机硅流平剂0.6份和w-4021耐水型分散剂0.5份，每种原料加入后分别以600r/min的速率搅拌40min，使各组分混合均匀，得到具有防静电性、防腐性和阻燃性能的水性阻尼涂料。
81.实施例5
82.称取49.84份实施例1制备的水性聚氨酯/丙烯酸酯核壳复合乳液，加入0.448份的增稠剂(dn-2078)，保持搅拌转速为400r/min，持续搅拌30min后加入消泡剂(d l-174)1.5份，搅拌30min；随后依次加入阻尼填料(400目的湿法绢云母粉)21.36份、0.899份实施例2制备的聚苯胺和3.75份氮磷系阻燃剂(doher-6003)，每种原料加入后分别以650r/min的速率搅拌60min；最后，依次加入w-313水性有机硅流平剂0.6份和w-4021耐水型分散剂0.5份，每种原料加入后分别以600r/min的速率搅拌40min，使各组分混合均匀，得到具有防静电性、防腐性和阻燃性能的水性阻尼涂料。
83.实施例6
84.称取49.84份实施例1制备的水性聚氨酯/丙烯酸酯核壳复合乳液，加入0.448份的增稠剂(dn-2078)，保持搅拌转速为400r/min，持续搅拌30min后加入消泡剂(d l-174)1.5份，搅拌30min；随后依次加入阻尼填料(400目的湿法绢云母粉)33.23份、0.899份实施例2制备的聚苯胺和3.75份氮磷系阻燃剂(doher-6003)，每种原料加入后分别以650r/min的速率搅拌60min；最后，依次加入w-313水性有机硅流平剂0.6份和w-4021耐水型分散剂0.5份，每种原料加入后分别以600r/min的速率搅拌40min，使各组分混合均匀，得到具有防静电性、防腐性和阻燃性能的水性阻尼涂料。
85.实施例7
86.称取49.84份实施例1制备的水性聚氨酯/丙烯酸酯核壳复合乳液，加入0.448份的增稠剂(dn-2078)，保持搅拌转速为400r/min，持续搅拌30min后加入消泡剂(d l-174)1.5份，搅拌30min；随后依次加入阻尼填料(400目的湿法绢云母粉)49.84份、0.899份实施例2制备的聚苯胺和3.75份氮磷系阻燃剂(doher-6003)，每种原料加入后分别以650r/min的速率搅拌60min；最后，依次加入w-313水性有机硅流平剂0.6份和w-4021耐水型分散剂0.5份，每种原料加入后分别以600r/min的速率搅拌40min，使各组分混合均匀，得到具有防静电性、防腐性和阻燃性能的水性阻尼涂料。
87.实施例8
88.称取49.84份实施例1制备的水性聚氨酯/丙烯酸酯核壳复合乳液，加入0.448份的增稠剂(dn-2078)，保持搅拌转速为400r/min，持续搅拌30min后加入消泡剂(d l-174)1.5份，搅拌30min；随后依次加入阻尼填料(400目的湿法绢云母粉)21.36份、1.816份实施例2制备的聚苯胺和3.75份氮磷系阻燃剂(doher-6003)，每种原料加入后分别以650r/min的速
率搅拌60min；最后，依次加入w-313水性有机硅流平剂0.6份和w-4021耐水型分散剂0.5份，每种原料加入后分别以600r/min的速率搅拌40min，使各组分混合均匀，得到具有防静电性、防腐性和阻燃性能的水性阻尼涂料。
89.实施例9
90.称取49.84份实施例1制备的水性聚氨酯/丙烯酸酯核壳复合乳液，加入0.448份的增稠剂(dn-2078)，保持搅拌转速为400r/min，持续搅拌30min后加入消泡剂(d l-174)1.5份，搅拌30min；随后依次加入阻尼填料(400目的湿法绢云母粉)21.36份、2.753份实施例2制备的聚苯胺导电聚合和3.75份氮磷系阻燃剂(doher-6003)，每种原料加入后分别以650r/min的速率搅拌60min；最后，依次加入w-313水性有机硅流平剂0.6份和w-4021耐水型分散剂0.5份，每种原料加入后分别以600r/min的速率搅拌40min，使各组分混合均匀，得到具有防静电性、防腐性和阻燃性能的水性阻尼涂料。
91.实施例10
92.称取49.84份实施例1制备的水性聚氨酯/丙烯酸酯核壳复合乳液，加入0.448份的增稠剂(dn-2078)，保持搅拌转速为400r/min，持续搅拌30min后加入消泡剂(d l-174)1.5份，搅拌30min；随后依次加入阻尼填料(400目的湿法绢云母粉)21.36份、3.708份实施例2制备的聚苯胺和3.75份氮磷系阻燃剂(doher-6003)，每种原料加入后分别以650r/min的速率搅拌60min；最后，依次加入w-313水性有机硅流平剂0.6份和w-4021耐水型分散剂0.5份，每种原料加入后分别以600r/min的速率搅拌40min，使各组分混合均匀，得到具有防静电性、防腐性和阻燃性能的水性阻尼涂料。
93.实施例11
94.称取49.84份实施例1制备的水性聚氨酯/丙烯酸酯核壳复合乳液，加入0.448份的增稠剂(dn-2078)，保持搅拌转速为400r/min，持续搅拌30min后加入消泡剂(d l-174)1.5份，搅拌30min；随后依次加入阻尼填料(400目的湿法绢云母粉)21.36份、4.684份实施例2制备的聚苯胺和3.75份氮磷系阻燃剂(doher-6003)，每种原料加入后分别以650r/min的速率搅拌60min；最后，依次加入w-313水性有机硅流平剂0.6份和w-4021耐水型分散剂0.5份，每种原料加入后分别以600r/min的速率搅拌40min，使各组分混合均匀，得到具有防静电性、防腐性和阻燃性能的水性阻尼涂料。
95.实施例12
96.称取49.84份实施例1制备的水性聚氨酯/丙烯酸酯核壳复合乳液，加入0.448份的增稠剂(dn-2078)，保持搅拌转速为400r/min，持续搅拌30min后加入消泡剂(d l-174)1.5份，搅拌30min；随后依次加入阻尼填料(400目的湿法绢云母粉)21.36份、4.684份实施例2制备的聚苯胺和7.91份氮磷系阻燃剂(doher-6003)，每种原料加入后分别以650r/min的速率搅拌60min；最后，依次加入w-313水性有机硅流平剂0.6份和w-4021耐水型分散剂0.5份，每种原料加入后分别以600r/min的速率搅拌40min，使各组分混合均匀，得到具有防静电性、防腐性和阻燃性能的水性阻尼涂料。
97.实施例13
98.称取49.84份实施例1制备的水性聚氨酯/丙烯酸酯核壳复合乳液，加入0.448份的增稠剂(dn-2078)，保持搅拌转速为400r/min，持续搅拌30min后加入消泡剂(d l-174)1.5份，搅拌30min；随后依次加入阻尼填料(400目的湿法绢云母粉)21.36份、4.684份实施例2
制备的聚苯胺和12.56份氮磷系阻燃剂(doher-6003)，每种原料加入后分别以650r/min的速率搅拌60min；最后，依次加入w-313水性有机硅流平剂0.6份和w-4021耐水型分散剂0.5份，每种原料加入后分别以600r/min的速率搅拌40min，使各组分混合均匀，得到具有防静电性、防腐性和阻燃性能的水性阻尼涂料。
99.实施例14
100.称取49.84份实施例1制备的水性聚氨酯/丙烯酸酯核壳复合乳液，加入0.448份的增稠剂(dn-2078)，保持搅拌转速为400r/min，持续搅拌30min后加入消泡剂(d l-174)1.5份，搅拌30min；随后依次加入阻尼填料(400目的湿法绢云母粉)21.36份、4.684份实施例2制备的聚苯胺和17.8份氮磷系阻燃剂(doher-6003)，每种原料加入后分别以650r/min的速率搅拌60min；最后，依次加入w-313水性有机硅流平剂0.6份和w-4021耐水型分散剂0.5份，每种原料加入后分别以600r/min的速率搅拌40min，使各组分混合均匀，得到具有防静电性、防腐性和阻燃性能的水性阻尼涂料。
101.实施例15
102.称取49.84份实施例1制备的水性聚氨酯/丙烯酸酯核壳复合乳液，加入0.448份的增稠剂(dn-2078)，保持搅拌转速为400r/min，持续搅拌30min后加入消泡剂(d l-174)1.5份，搅拌30min；随后依次加入阻尼填料(400目的湿法绢云母粉)21.36份、4.684份实施例2制备的聚苯胺和23.73份氮磷系阻燃剂(doher-6003)，每种原料加入后分别以650r/min的速率搅拌60min；最后，依次加入w-313水性有机硅流平剂0.6份和w-4021耐水型分散剂0.5份，每种原料加入后分别以600r/min的速率搅拌40min，使各组分混合均匀，得到具有防静电性、防腐性和阻燃性能的水性阻尼涂料。
103.实施例16
104.称取49.84份实施例1制备的水性聚氨酯/丙烯酸酯核壳复合乳液，加入0.315份的增稠剂(dn-2078)，保持搅拌转速为400r/min，持续搅拌30min后加入消泡剂(d l-174)1.0份，搅拌30min；随后依次加入阻尼填料(400目的湿法绢云母粉)5.54份、0.899份实施例2制备的聚苯胺和3.75份氮磷系阻燃剂(doher-6003)，每种原料加入后分别以650r/min的速率搅拌60min；最后，依次加入w-308水性氟碳改性丙烯酸酯流平剂1.2份、tinuvin 1130苯并三唑类紫外线吸收剂1.5份和分散剂焦磷酸钠1.7份，每种原料加入后分别以600r/min的速率搅拌40min，使各组分混合均匀，得到具有防静电性、防腐性和阻燃性能的水性阻尼涂料。
105.实施例17
106.称取49.84份实施例1制备的水性聚氨酯/丙烯酸酯核壳复合乳液，加入0.315份的增稠剂(dn-2078)，保持搅拌转速为400r/min，持续搅拌30min后加入消泡剂(d l-174)1.2份，搅拌30min；随后依次加入阻尼填料(400目的湿法绢云母粉)5.54份、0.899份实施例2制备的聚苯胺和3.75份氮磷系阻燃剂(doher-6003)，每种原料加入后分别以650r/min的速率搅拌60min；最后，依次加入水性异氰酸酯固化剂1.0份、w-308水性氟碳改性丙烯酸酯流平剂1.0份、tinuvin 1130苯并三唑类紫外线吸收剂1.2份和分散剂焦磷酸钠1.3份，每种原料加入后分别以600r/min的速率搅拌40min，使各组分混合均匀，得到具有防静电性、防腐性和阻燃性能的水性阻尼涂料。
107.实施例18
108.称取49.84份实施例1制备的水性聚氨酯/丙烯酸酯核壳复合乳液，加入0.249份的
增稠剂(dn-2078)，保持搅拌转速为400r/min，持续搅拌30min后加入消泡剂(d l-174)0.8份，搅拌30min；随后依次加入阻尼填料(400目的湿法绢云母粉)5.54份、0.899份实施例2制备的聚苯胺和3.75份氮磷系阻燃剂(doher-6003)，每种原料加入后分别以650r/min的速率搅拌60min；最后，依次加入w-313水性有机硅流平剂0.9份、光受阻胺类光稳定剂tinuvin 2921.5份和聚丙烯酰胺1.0份，每种原料加入后分别以600r/min的速率搅拌40min，使各组分混合均匀，得到具有防静电性、防腐性和阻燃性能的水性阻尼涂料。
109.性能测试和表征
110.图1为实施例3～7制备的具有防静电性、防腐性和阻燃性能的水性阻尼涂料的动态力学分析图谱，由图1可知，随着阻尼填料湿法绢云母含量的增加，水性阻尼涂料的阻尼性能呈现出先增大后减小的变化趋势，其中实施例5所得水性阻尼涂料的有效阻尼温域(tanδ≥0.3)为122.6℃，具有较好的阻尼效果。
111.图2为实施例11～15制备的具有防静电性、防腐性和阻燃性能的水性阻尼涂料的动态力学分析图谱，由图2可知，随着阻燃填料doher-6003的增加，水性阻尼涂料的阻尼性能呈现出先增大后减小的变化趋势，其中实施例14所得水性阻尼涂料的有效阻尼温域(tanδ≥0.3)为137.48℃，具有较好的阻尼效果。
112.图3为实施例14制备的具有防静电性、防腐性和阻燃性能的水性阻尼涂料形成的涂膜的断面扫描电镜图，由图3可知，阻尼填料和阻燃填料在涂膜中均匀分散，且涂膜的致密性较好。
113.表1为实施例5和实施例8～11制备的具有防静电性、防腐性和阻燃性能的水性阻尼涂料的表观性、防腐性和防静电性的测试结果，由表1可知，随着导电填料聚苯胺含量的增加，水性阻尼涂料的防腐性能和防静电性能不断增加。
114.表1实施例5和实施例8～11制备的水性阻尼涂料的性能测试结果
[0115][0116]
表2为实施例11～15制备的具有防静电性、防腐性和阻燃性能的水性阻尼涂料的表观性、防腐性和阻燃性能的测试结果，由表2可知，随着阻燃填料doher-6003含量的增加，水性阻尼涂料的阻燃性能不断增大，防腐性能和防静电性能稍有减小，但能够满足实际应用要求。
[0117]
表2实施例11～15制备的水性阻尼涂料的性能测试结果
[0118][0119]
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。