本发明属于阻尼涂料技术领域，具体涉及一种水性阻燃阻尼涂料。
背景技术
目前国内外阻尼涂料种类较多，但从涂料的溶剂来分主要有溶剂型和水性型两种。前者大多含有机溶剂及沥青，毒性高、挥发性大、污染环境、施工性差，现已较少使用。后者阻尼涂料以水为溶剂，具有低毒低气味、低成本、易施工、环保性，是城轨车辆用阻尼涂料的首选产品。
水性涂料以水为分散介质无毒环保，以高性能树脂为成膜物，以无机物为填料，性能优异，施工方便。现已广泛应用于机车火箭、工程机械、家用电器等。随着现代工业、交通运输、宇航事业的发展以及对环境保护的重视，阻尼材料必然日益需要，尤其是高性能环保型的阻尼材料。目前的阻尼涂料很难满足使用要求，主要存在以下缺点：有机溶剂型阻尼料，存在有机溶剂挥发污染环境的问题；水性阻燃阻尼涂料阻尼性能较低，阻尼温域较窄；阻燃性能有待提高。
在阻尼性能方面，传统阻尼涂料主要充成膜物质进行改性与填料选择入手来提高涂料的阻尼性能。其中，填料常常选用片状云母，其次是超细石墨和普通石墨。这可能是片状云母增加了填料层间聚合物的聚切形变。另外，片状云母在剪切力的作用下，有取向排列的趋势，从而增大了聚合物链与云母片间的摩擦，从而提高了阻尼性能。然而，不是所有的片状填料都能提高阻尼性能，其中片状的石墨与玻璃粉却使得阻尼性能下降。另外，阻尼涂料涂覆在金属结构表面可以减振降噪，其工作原理是阻尼涂料吸收振动机械能，将其转化成热能而耗散。随着飞机和轨道列车等机械运行速度的提高，振动愈加严重，阻尼涂料吸收转化的热能大幅增加。许多高分子聚合物为易燃物，不具有阻燃性能，存在火灾隐患。
技术实现要素：
本发明提出一种水性阻燃阻尼涂料，该阻尼涂料不仅阻尼性能好，并且力学性能好，还具有很好的阻燃性能。
本发明的技术方案是这样实现的：
一种水性阻燃阻尼涂料，按重量份数计算，包括以下原料：
纯丙乳液40～60份、聚乙烯醇乳液20～30份、聚醋酸乙烯乳液20～30份、改性玻璃粉50～70份、阻燃剂2～6份、防腐剂1～3份、流平剂1～3份、成膜助剂2～6份、增稠剂0.5～2份以及去离子水30～60份；所述改性玻璃粉为片状玻璃粉经过硅烷偶联剂改性得到；所述阻燃剂主要由纳米二氧化硅、聚多元醇磷酸酯与硅烷偶联剂制备得到。
优选地，所述改性玻璃粉的制备方法：
将片状玻璃粉加入到丙酮中，进行超声分散，得到分散液，将分散液升温至70～80℃，然后依次加入硅烷偶联剂与水搅拌均匀，反应结束后干燥即可。
优选地，所述硅烷偶联剂与所述片状玻璃粉的质量之比为1:20～25。
优选地，所述硅烷偶联剂为kh550或者kh560。
优选地，所述阻燃剂的制备方法为：
将纳米二氧化硅加入到聚多元醇磷酸酯液体中进行超声分散，得到悬浮液，悬浮液升温至80℃～90℃后滴加硅烷偶联剂进行反应，结束后离心真空干燥即可。
优选地，所述硅烷偶联剂选自乙烯基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷中的一种或者多种。
优选地，所述纳米二氧化硅、聚多元醇磷酸酯与硅烷偶联剂的质量之比为5～8:13～17:1～3。
进一步，所述成膜助剂选自十二碳醇酯、二丙二醇单甲醚、丙二醇甲醚乙酸酯或者乙二醇苯醚。
本发明的水性阻燃阻尼涂料的制备方法，包括以下步骤：
1)将改性玻璃粉与阻燃剂加入去离子水中进行研磨得到浆料a；
2)将纯丙乳液、聚乙烯醇乳液、聚醋酸乙烯乳液、防腐剂、流平剂及成膜助剂混合搅拌均匀，得到混合乳液b；
3)将浆料a加入混合乳液b中，再加入增稠剂进行混合分散均匀，即可。
本发明的有益效果：
1、本发明的水性阻燃阻尼涂料采用纯丙乳液、聚乙烯醇乳液、聚醋酸乙烯乳液不同粘弹态温度范围，来拓宽复配后的温域，-30℃～90℃，耐酸、耐水性、耐盐雾能力好。储存稳定性。阻燃剂主要由纳米二氧化硅、聚多元醇磷酸酯与硅烷偶联剂制备得到，这样的新的阻燃剂是之前没有报道过的。该阻燃剂一方面解决了纳米二氧化硅在涂料中自身添加量过多反而使得膨胀受热不均匀而产生的裂纹问题，另一方面解决了聚多元醇磷酸酯加入涂料中带来了耐高温、耐水性及耐老化性能差的问题。
2、本发明对片状玻璃粉进行改性处理，改性玻璃粉为片状玻璃粉经过硅烷偶联剂改性得到。改性玻璃粉能够很好与乳液作用，增强涂料的阻尼性能。
3、本发明的水性阻燃阻尼涂料其耐火性酒精烘烤90min，基材无碳化。复合阻尼因子-30℃为0.04，10℃为0.12，60℃为0.05。
具体实施方式
实施例1
一种水性阻燃阻尼涂料，按重量份数计算，包括以下原料：
纯丙乳液50份、聚乙烯醇乳液25份、聚醋酸乙烯乳液26份、改性玻璃粉60份、阻燃剂5份、防腐剂2份、流平剂2份、十二碳醇酯4份、增稠剂1.5份以及去离子水45份。
改性玻璃粉的制备方法：
将片状玻璃粉加入到丙酮中，进行超声分散，得到分散液，将分散液升温至75℃，然后依次加入kh550与水搅拌均匀，反应结束后干燥即可。kh550与片状玻璃粉的质量之比为1:20。
阻燃剂的制备方法为：
将纳米二氧化硅加入到聚多元醇磷酸酯液体中进行超声分散，得到悬浮液，悬浮液升温至85℃后滴加乙烯基三甲氧基硅烷进行反应，结束后离心真空干燥即可。纳米二氧化硅、聚多元醇磷酸酯与乙烯基三甲氧基硅烷的质量之比为5:14:1。
制备方法：
1)将改性玻璃粉与阻燃剂加入去离子水中进行研磨得到浆料a；
2)将纯丙乳液、聚乙烯醇乳液、聚醋酸乙烯乳液、防腐剂、流平剂及十二碳醇酯混合搅拌均匀，得到混合乳液b；
3)将浆料a加入混合乳液b中，再加入增稠剂进行混合分散均匀，即可。
实施例2
一种水性阻燃阻尼涂料，按重量份数计算，包括以下原料：
纯丙乳液40份、聚乙烯醇乳液30份、聚醋酸乙烯乳液20份、改性玻璃粉50份、阻燃剂2份、防腐剂1份、流平剂1份、二丙二醇单甲醚2份、增稠剂0.5份以及去离子水30份。
改性玻璃粉的制备方法：
将片状玻璃粉加入到丙酮中，进行超声分散，得到分散液，将分散液升温至70℃，然后依次加入kh560与水搅拌均匀，反应结束后干燥即可。kh560与片状玻璃粉的质量之比为1:23。
阻燃剂的制备方法为：
将纳米二氧化硅加入到聚多元醇磷酸酯液体中进行超声分散，得到悬浮液，悬浮液升温至80℃后滴加γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷进行反应，结束后离心真空干燥即可。纳米二氧化硅、聚多元醇磷酸酯与γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷的质量之比为8:17:3。
实施例3
一种水性阻燃阻尼涂料，按重量份数计算，包括以下原料：
纯丙乳液60份、聚乙烯醇乳液20份、聚醋酸乙烯乳液30份、改性玻璃粉70份、阻燃剂5份、防腐剂3份、流平剂3份、丙二醇甲醚乙酸酯5份、增稠剂2份以及去离子水60份。
改性玻璃粉的制备方法：
将片状玻璃粉加入到丙酮中，进行超声分散，得到分散液，将分散液升温至80℃，然后依次加入kh550与水搅拌均匀，反应结束后干燥即可。kh550与片状玻璃粉的质量之比为1:20～25。
阻燃剂的制备方法为：
将纳米二氧化硅加入到聚多元醇磷酸酯液体中进行超声分散，得到悬浮液，悬浮液升温至85℃后滴加乙烯基三甲氧基硅烷进行反应，结束后离心真空干燥即可。纳米二氧化硅、聚多元醇磷酸酯与乙烯基三甲氧基硅烷的质量之比为5:14:1。
实施例4
一种水性阻燃阻尼涂料，按重量份数计算，包括以下原料：
纯丙乳液50份、聚乙烯醇乳液27份、聚醋酸乙烯乳液30份、改性玻璃粉65份、阻燃剂6份、防腐剂2份、流平剂2份、乙二醇苯醚6份、增稠剂2份以及去离子水60份。
改性玻璃粉的制备方法：
将片状玻璃粉加入到丙酮中，进行超声分散，得到分散液，将分散液升温至73℃，然后依次加入kh560与水搅拌均匀，反应结束后干燥即可。kh560与片状玻璃粉的质量之比为1:23。
阻燃剂的制备方法为：
将纳米二氧化硅加入到聚多元醇磷酸酯液体中进行超声分散，得到悬浮液，悬浮液升温至80℃后滴加γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷进行反应，结束后离心真空干燥即可。纳米二氧化硅、聚多元醇磷酸酯与γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷的质量之比为8:17:3。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。