专利名称：一种水性隔音阻尼涂料及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种水性隔音阻尼涂料及其制备方法，特别涉及一种用于车辆的具有 高阻尼、高隔声、高固含、快干、环保性能优异等特点的水性隔音阻尼涂料及其制备方法，该 水性隔音阻尼涂料特别适用于车辆减振降噪领域的应用，本发明也可应用于其他类似领 域。
背景技术：
随着现代社会对高质量生活的追求和环保意识的增强，对降低车辆的振动与噪声 提出了更高的要求。阻尼材料减振降噪技术是有效抑制振动和噪声的方法之一，常用阻尼 材料是高分子阻尼材料，它是利用高聚物的粘弹性(即在玻璃化转变区域内)，由分子链运 动产生的内摩擦将外场作用(机械振动和声振动)的能量转变为热能耗散掉，从而达到减 振降噪的目的。水性阻尼涂料方面，由于可以降低涂料的使用成本和施工时由于有机溶剂存在而 导致的危险性，符合环保法规的要求，对环境友好，并具有节约资源的优点， 因此水性阻尼 涂料具有很好的发展前景。1991年1月2日公开的公开号为CN1048224的中国发明专利公开了一种水性阻尼 涂料，主要由丙烯酸树脂、云母粉、邻苯二甲酸二辛酯、磷酸三丁酯、阻燃剂组成。该类阻尼 涂料虽然在中低频具有较好的隔声性能，63Hz时隔声量为18dB，但是该种涂料含有REACH 法规中规定的高关注物质邻苯二甲酸二辛酯。1992年4月8日公开的公开号为CN1060100的中国发明专利公开了一种水基隔热 阻尼涂料，阻尼涂料虽具有良好的隔热性能，但是固含量低、比重小造成隔音性能较差。2010年4月28日公开的公开号为CN101698768的中国发明专利公开了一种隔音 降噪阻尼涂料及生产工艺，该阻尼涂料采用单组份丙烯酸乳液作为基材，会造成高阻尼性 能适应的温度范围窄，采用三氧化二锑和氯化石蜡作为阻燃剂，对人体有毒，环保性能差， 并且对于阻尼涂料的隔音降噪效果没有做出评价。
发明内容
本发明的日的在于提供一种水性隔音阻尼涂料，该发明可以很好地解决现有技术 存在的不能兼顾良好的减振降噪性能、较宽使用温度和噪声频率范围、以及环保特性的技 术问题，具有高阻尼、高隔声、高固含、快干、环保性能优异等特点，在较宽使用温度和噪声 频率范围下具有优异的减振降噪效果，同时兼顾阻燃环保和施工方便等特点。本发明的另 一目的在于，提供一种水性隔音阻尼涂料制备方法。本发明提供一种水性隔音阻尼涂料的具体实施方式
，是通过以下技术方案实现 的一种水性隔音阻尼涂料，以聚合物乳液为基料，以无机填料为主要填料，加入适量 的粉末阻燃剂、助剂和去离子水，各原料的重量配比为
聚合物乳液15-35份；无机填料35-55份；粉末阻燃剂10-20份；助剂2-5 份；去离子水10-20份。其中，聚合物乳液为苯丙乳液、纯丙乳液、乙酸乙烯-乙烯共聚乳液(EVA乳液)和 聚氨酯乳液中任意两种乳液的混合物，一种聚合物乳液的玻璃化转变温度(Tg)为-10°c至 10°c，另一种聚合物乳液的玻璃化转变温度为10°C至40°C。两种乳液的重量比为5 1至
1 5。作为本发明进一步的实施方式，所述的无机填料为各种目数的滑石粉、云母粉、碳 酸钙、高岭土、硫酸钡、蒙脱土中的一种或任意几种的混合物。作为本发明进一步的实施方式，所述的粉末阻燃剂为氢氧化铝、氢氧化镁、硼酸 锌、磷酸铝、八钼酸铵的一种或任意几种的混合物。作为本发明进一步的实施方式，所述的助剂包括润湿分散剂、消泡剂、增稠剂、增 强纤维和防霉剂。作为本发明进一步的实施方式，所述的润湿分散剂用量占总重量0. 1% _1%。作为本发明进一步的实施方式，所述的消泡剂用量占总重量_3%。作为本发明进一步的实施方式，所述的增稠剂用量占总重量0. 1%_0.5%。作为本发明进一步的实施方式，所述的增强纤维用量占总重量0.5%以下。作为本发明进一步的实施方式，所述的防霉剂用量占总重量0.5%以下。本发明所述的一种水性隔音阻尼涂料的制备方法，包括以下步骤A.先将去离子水和润湿分散剂搅拌混合均勻，在高速搅拌条件下加入部分无机填 料，制备无机填料水分散浆；B.在高速搅拌条件下，将聚合物乳液加入无机填料水分散浆中，然后加入粉末阻 燃齐U、余下部分无机填料、增强纤维、防霉剂和消泡剂，最后加入增稠剂调节稠度，得到水性 隔音阻尼涂料。所述的无机填料水分散浆制备成高固含、低黏度、分散稳定的无机填料水分散浆。本发明所述的水性隔音阻尼涂料，与其他阻尼涂料相比综合性能有了显著提高。由于基料使用玻璃化转变温度为-10°C至10°C以及10°C至40°C的两种聚合物乳 液进行混合，所以在较宽温度范围内有较好的阻尼性能，所采用的聚合物乳液为苯丙乳液、 纯丙乳液、乙酸乙烯-乙烯共聚乳液和聚氨酯乳液中两种乳液的混合物。根据SAE J1637 标准，采用丹麦B&K公司PULSE阻尼材料共振阻尼测试系统进行测定，样品与基材厚度比为
2 1，测试温度范围为-10°C至50°C，本发明所述水性隔音阻尼涂料的复合损耗系数最大 值为0. 22。由于加入各种目数的滑石粉、云母粉、碳酸钙、高岭土、硫酸钡、蒙脱土中的一种或 其中几种无机填料的混合物35-55份，使水性隔音阻尼涂料具有高固含，高隔声、快干等特 点，其隔声量采用丹麦B&K公司PULSE声学材料隔声量测量系统四传感器测量法进行大管 测试，样品厚度为4mm，测试频率范围为50-1600HZ，本发明所述水性隔音阻尼涂料在低频 范围具有高隔声量的特点，在50-300HZ频率范围内隔声量均高于20dB。
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粉末阻燃剂的加入提高了水性隔音阻尼涂料的阻燃性能，采用氧指数仪测定其氧 指数达到60以上，45度角燃烧测试其燃烧等级达到极难燃级，根据GB/T 8627烟密度法测 试其烟密度等级低于20。润湿分散剂、消泡剂、增稠剂、增强纤维和防霉剂等助剂的加入是为了改善水性隔 音阻尼涂料的加工性能、施工性能和储存性能。本发明具体实施方式
中无机填料水分散浆的制备是为了改进填料的润湿分散性， 从而提高水性隔音阻尼涂料的固含量、隔声量、干燥速度等性能。通过应用本发明实施方式所描述的水性隔音阻尼涂料及其制备方法，能对应用的 涂装表面起到良好的抑制振动和降低噪声的作用，在较宽使用温度和噪声频率范围下具有 优异的减振降噪效果，同时兼顾阻燃环保和施工方便等特点。
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是本发明水性隔音阻尼涂料的复合损耗系数曲线图；图2是本发明水性隔音阻尼涂料的隔声量曲线图。
具体实施例方式为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将结合具体的实施例对本发明做出介 绍，显而易见地，下面描述中的实施例仅仅是本发明的一些具体实施方式
，而不是全部的实 施例，本发明包括但不限于以下具体实施例。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，还可以根据这些实施例获得其他的实施方式，这些所获得的所有其他实 施例，都属于本发明保护的范围。以下实施例是本发明水性隔音阻尼涂料具体应用在车辆上，如车厢地板、侧墙和 车顶内部涂装的实施方式。本发明也可应用于其他类似领域。实施例1-3取10份水和0. 2份润湿分散剂搅拌混合均勻，在高速分散条件下加入10份滑石 粉和5份碳酸钙，制备无机填料水分散浆。高速分散条件下将聚合物乳液A和聚合物乳液B(乳液种类、用量及其玻璃化转变 温度见表1)加入到无机填料水分散浆中，然后依次加入氢氧化铝5份、硼酸锌5份，再加入 30份云母粉、0. 1份增强纤维、0. 2份防霉剂和2份消泡剂，最后加入0. 5份增稠剂调节稠 度，即可制得车辆用水性隔音阻尼涂料。表 1 从图1中可以看出，通过调节聚合物乳液的种类和用量，可以根据不同使用温度 设计具有高阻尼值的水性隔音阻尼涂料。实施例4-6取15份水和0. 5份润湿分散剂搅拌混合均勻，在高速分散条件下加入填料A和填 料B (填料种类和用量见表2)，制备无机填料水分散浆。高速分散条件下将10份聚氨酯乳液和15份纯丙乳液加入到无机填料水分散浆 中，然后依次加入氢氧化镁10份、磷酸铝5份，再加入填料C (填料种类和用量见表2)、0. 1 份增强纤维、0. 2份防霉剂和2份消泡剂，最后加入0. 5份增稠剂调节稠度，即可制得车辆用 水性隔音阻尼涂料。表2 从图2中可以看出，通过无机填料的调节，可以根据不同噪声频谱特性设计具有 高隔声量的水性隔音阻尼涂料。实施例7-9取20份水和0. 8份润湿分散剂搅拌混合均勻，在高速分散条件下加入15份蒙脱 土和15份碳酸钙，制备无机填料水分散浆。高速分散条件下将5份乙酸乙烯-乙烯共聚乳液和25份苯丙乳液加入到无机填 料水分散浆中，然后依次加入阻燃剂A和阻燃剂B (阻燃剂种类和用量见表3)，再加入25份 云母粉、0. 1份增强纤维、0. 2份防霉剂和2份消泡剂，最后加入0. 5份增稠剂调节稠度，即 可制得车辆用水性隔音阻尼涂料。表 3 表4
表4是水性隔音阻尼涂料的阻燃性能数据，从表4可以看出，阻燃剂的种类和用量 的改变可以改进水性隔音阻尼涂料的阻燃性能。本发明所述的车辆用水性隔音阻尼涂料的制备方法，包括以下步骤1)先将去离子水和润湿分散剂搅拌混合均勻，在高速搅拌条件下加入部分无机填 料，制备无机填料水分散浆；2)在高速搅拌条件下，将聚合物乳液加入无机填料水分散浆中，然后加入粉末阻 燃剂、余下部分无机填料、增强纤维、防霉剂和消泡剂，最后加入增稠剂调节稠度，即得车辆 用水性隔音阻尼涂料。以上所述，仅为本发明的具体实施方式
，但本发明的保护范围并不局限于此，任何 熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应 涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求所界定的保护范 围为准。
权利要求
一种水性隔音阻尼涂料，其特征在于以聚合物乳液为基料，以无机填料为主要填料，加入适量的粉末阻燃剂、助剂和去离子水，各原料的重量配比为聚合物乳液15 35份；无机填料35 55份；粉末阻燃剂10 20份；助剂2 5份；去离子水10 20份。
2.根据权利要求1所述的一种水性隔音阻尼涂料，其特征在于所述的聚合物乳液为 苯丙乳液、纯丙乳液、乙酸乙烯_乙烯共聚乳液和聚氨酯乳液中任意两种乳液的混合物。
3.根据权利要求2所述的一种水性隔音阻尼涂料，其特征在于所述的聚合物乳液中 其中一种乳液的玻璃化转变温度为-10°C至10°c，另一种乳液的玻璃化转变温度为10°C至 40°C，两种乳液的重量比为5 1至1 5之间。
4.根据权利要求1、2、3中任一权利要求所述的一种水性隔音阻尼涂料，其特征在于 所述的无机填料为各种目数的滑石粉、云母粉、碳酸钙、高岭土、硫酸钡、蒙脱土中的一种或 任意几种的混合物。
5.根据权利要求4所述的一种水性隔音阻尼涂料，其特征在于所述的粉末阻燃剂为 氢氧化铝、氢氧化镁、硼酸锌、磷酸铝、八钼酸铵的一种或任意几种的混合物。
6.根据权利要求5所述的一种水性隔音阻尼涂料，其特征在于所述的助剂包括润湿 分散剂、消泡剂、增稠剂、增强纤维和防霉剂。
7.根据权利要求6所述的一种水性隔音阻尼涂料，其特征在于所述的润湿分散剂用 量占总重量0. -1%。
8.根据权利要求6所述的一种水性隔音阻尼涂料，其特征在于所述的消泡剂用量占 总重量_3%，所述的增稠剂用量占总重量0. -0.5%。
9.根据权利要求6所述的一种水性隔音阻尼涂料，其特征在于所述的增强纤维用量 占总重量0. 5%以下，所述的防霉剂用量占总重量0. 5%以下。
10.一种制备如权利要求1所述水性隔音阻尼涂料的水性隔音阻尼涂料制备方法，其 特征在于，具体包括以下步骤A.先将去离子水和润湿分散剂搅拌混合均勻，在高速搅拌条件下加入部分无机填料， 制备无机填料水分散浆；B.在高速搅拌条件下，将聚合物乳液加入无机填料水分散浆中，然后加入粉末阻燃剂、 余下部分无机填料、增强纤维、防霉剂和消泡剂，最后加入增稠剂调节稠度，搅拌均勻后，得 到水性隔音阻尼涂料。
全文摘要
本发明公开了一种水性隔音阻尼涂料及其制备方法，水性隔音阻尼涂料各原料重量配比为聚合物乳液15-35份；无机填料35-55份；粉末阻燃剂10-20份；助剂2-5份；去离子水10-20份。其制备方法包括以下步骤先将去离子水和润湿分散剂混合均匀，在高速搅拌条件下加入部分无机填料，制备无机填料水分散浆；在高速搅拌条件下，将聚合物乳液加入无机填料水分散浆中，然后依次加入粉末阻燃剂、余下部分无机填料、增强纤维、防霉剂和消泡剂，最后加入增稠剂调节稠度，本发明所描述的涂料具有优异的减振降噪效果，主要用于车辆车厢地板、侧墙和车顶内部的涂装，能起到良好的抑制振动和降低噪声作用。
文档编号C09D175/04GK101891990SQ201010233040
公开日2010年11月24日 申请日期2010年7月22日 优先权日2010年7月22日
发明者徐波, 类成林, 罗仡科, 胡钊, 谭亮红, 贺才春 申请人:株洲时代新材料科技股份有限公司