一种水性阻尼涂料及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种水性阻尼涂料及其制备方法，该水性阻尼涂料包括以下原料及重量百分比：水性乳液10％～30％；木质纤维4％～10％；无机填料35％～50％；分散剂2％～5％；消泡剂0.5％～1.2％；流变助剂1％～5％；杀菌剂0.2％～0.8％；水10％～28％；上述原料经混合搅拌、过滤后即可制得水性阻尼涂料。通过在原料中添加木质纤维，水性乳液含量可低至10-30％wt，既解决了水性阻尼涂料在低乳液含量时，涂料固化后漆膜外观开裂、鼓泡的问题，同时又降低了阻尼涂料成本，并且使得水性阻尼涂料在20℃常温下的阻尼性能可高达0.224。此外本发明专利技术提供的制备方法简单易于操作，所用原料绿色环保，保证了产品的阻尼性能，进一步降低了成本，提高产品的环保性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于涂料制备领域，具体涉及一种水性阻尼涂料及其制备方法。
技术介绍
阻尼涂料是一种具有减振、降噪功能的高分子材料。利用高分子材料具有的粘弹性，吸收一部分振动能，再以热的形式释放出来(即力学损耗)，从而达到减小振幅，降低振动，抑制噪声的目的。传统阻尼材料如沥青板等生产和使用过程释放出有毒有害废气、废水，对环境、大气造成了污染。水性阻尼涂料是以水为主要溶剂，以无机物为填料，不含有毒有机溶剂的环保材料。目前正广泛应用于工程机械、家电、飞机、轮船、汽车、火车等领域。目前市场上已经开发出适用于机器人喷涂的水性阻尼涂料，但由于固化后密度小，需要进一步通过增加漆膜厚度，来获取相同面积下沥青板所贡献的阻尼效果，因此会因涂层较厚(3～6mm左右)固化后而出现异常，如鼓泡、开裂等问题。中国专利CN104263185A公开的一种船舶专用高分子阻尼涂料和中国专利CN104293199A公开的一种耐高温阻燃的水性阻尼涂料，其中为确保固化后无异常，必须以30％～50％水性乳液为基础，但是，水性乳液虽然可以使水性阻尼涂料获取环保性能，但也是造成水性阻尼涂料市场价格昂贵的主要原因。多数水性阻尼涂料的原料一般含有纤维，纤维在高分子复合材料中多采用成本高、环境污染严重的高性能纤维如碳纤维、芳纶纤维等。相比之下，木质纤维则是将天然可再生木材处理后得到的有机纤维物质，具有价廉质轻、比强度高等优良特性，可自然降解、可再生，对环境友好。因此具有良好的工业应用前景。木质纤维微观结构是多孔的凹凸不平的带状弯曲，有良好的韧性和增稠抗裂性能。研究表明，微孔结构对吸声降噪有较大贡献。外加纤维粗糙的表面，有利于降低与乳液、填料间的摩擦耗能，由此可见，木质纤维属于良好的减振降噪材料。一般阻尼涂料乳液含量通常为30-50％wt，更进一步乳液含量为38-42％wt，通常降低乳液含量会降低材料的阻尼性能，制品外观容易产生开裂、鼓泡等问题。
技术实现思路
针对以上不足，本专利技术提供了一种水性阻尼涂料及其制备方法，通过添加木质纤维，乳液含量可低至10-30％wt，既解决了水性阻尼涂料在低乳液含量时，固化后漆膜外观开裂、鼓泡的问题，同时降低了阻尼涂料成本，并且材料常温下的阻尼性能高达0.224。本专利技术采取的技术方案为：一种水性阻尼涂料，包括以下重量百分比的原料：所述水性乳液包括纯丙乳液、丁苯乳液、苯丙乳液中的一种或几种。所述木质纤维的长度为18～200μm。木质纤维是天然可再生木材处理后得到的有机纤维物质，具有价廉质轻、比强度高的优良特性，可自然降解、可再生，对环境友好；而且木质纤维微观结构有利于增大与水性乳液、填料间的摩擦耗能，并可进一步改善固化后成膜性能，增加涂膜柔韧性。此粒径范围内的木质纤维易分散，木质纤维的长度高于这一范围则漆膜外观粗糙，低于这一范围则无法起到增大摩擦耗能与改善漆膜柔韧性的作用。而其他部分有机大分子纤维支链较多，含有部分官能团(如聚偏二氯乙烯纤维)，与填料结合过于紧密，漆膜强度过高，烘烤后易鼓泡；部分大分子纤维(如聚酯纤维)自身强度高，水溶性差，无法与填料均匀分散，烘烤后易开裂。对于其他有机大分子纤维材料，通过化学合成所得；甚至通过进一步过化学处理来适应工业应用。使得此类有机大分子纤维材料不够环保。所述无机填料为碳酸钙、滑石粉、氢氧化铝、氢氧化镁、片层云母粉、石墨中的至少两种的混合物，优选为碳酸钙、滑石粉、氢氧化铝、氢氧化镁、片层云母粉和石墨的混合物，且以上各原料占无机填料总量的重量百分比为：碳酸钙10～14％；滑石粉16～20％；氢氧化铝16～24％；氢氧化镁16～24％；片层云母粉15～21％；石墨9～14％。所述碳酸钙为重质碳酸钙；所述碳酸钙、滑石粉、氢氧化铝的粒径均为3～8μm，以确保涂料细腻，易分散，易喷涂，并具有较宽温域的阻尼。所述分散剂为水性分散剂，所述消泡剂为水性消泡剂，水性分散剂和水性消泡剂较为环保，且在水性乳液中分散均匀，以保证体系的稳定性。所述流变助剂包括蒙脱土和/或BYK水性流变助剂，蒙脱土与BYK水性流变助剂复配可以使涂料达到适当的粘度与较高的触变值，适当的粘度指的是要确保喷涂顺利的同时，防流挂。所述杀菌剂为杀菌剂MBS和/或杀菌剂OTW，这两种杀菌剂环保无毒、并可高效杀菌。本专利技术还提供了上述水性阻尼涂料的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：(a)无机填料预混；(b)将配方量的乳液、水、分散剂、消泡剂混合搅拌均匀，加入配方量的木质纤维素以同等速度搅拌10～20分钟，再加入配方量的无机填料和杀菌剂搅拌10～20分钟，最后加入配方量的流变助剂混合搅拌均匀；(c)过滤，出料，即可制得水性阻尼涂料。所述步骤(a)具体包括以下步骤：将无机填料以700～900rpm/min搅拌15～25分钟，混合均匀备用；所述步骤(b)具体包括以下步骤：将配方量的乳液、水、分散剂、消泡剂混合，以800～1100rpm/min搅拌10～20分钟，加入配方量的木质纤维素以同等速度搅拌10～20分钟，再加入配方量的无机填料和杀菌剂，以1400～1600rpm/min搅拌10～20分钟，最后加入配方量的流变助剂混合搅拌均匀；所述步骤(b)中，整个混合过程中的温度均控制在23～27℃，若温度低于这一范围，搅拌不均匀，固体颗粒不宜分散，若温度高于这一范围，则影响涂料的粘度。本专利技术所提供的水性阻尼涂料，通过在原料中添加木质纤维，水性乳液含量可低至10-30％wt，既解决了水性阻尼涂料在低乳液含量时，涂料固化后漆膜外观开裂、鼓泡的问题，同时又降低了阻尼涂料成本，并且使得水性阻尼涂料在20℃常温下的阻尼性能可高达0.224。此外本专利技术提供的制备方法简单易于操作，所用原料绿色环保，保证了产品的阻尼性能，进一步降低了成本，提高产品的环保性能。具体实施方式本专利技术所用的各种原料均可从市场上的销售厂家购买得到。本专利技术公开的水性阻尼材料，其所含原料及重量百分比如表1所示：表1原料实施例1实施例2实施例3实施例4实施例5水性乳液3025151027.5木质纤维569104无机填料45.148.748.04050水性分散剂2.53.84.653水性消泡剂0.61.01.21.20.8流变助剂1.5...

【技术保护点】
一种水性阻尼涂料，其特征在于，所述水性阻尼涂料包括以下重量百分比的原料：

【技术特征摘要】
1.一种水性阻尼涂料，其特征在于，所述水性阻尼涂料包括以下重量百分比的原料：
2.根据权利要求1所述的水性阻尼涂料，其特征在于，所述水性乳液包括纯丙乳液、丁苯乳液、苯丙乳液
中的一种或几种。
3.根据权利要求1或2所述的水性阻尼涂料，其特征在于，所述木质纤维的长度为18～200μm。
4.根据权利要求1或2所述的水性阻尼涂料，其特征在于，所述无机填料为碳酸钙、滑石粉、氢氧化铝、
氢氧化镁、片层云母粉、石墨中的至少两种的混合物。
5.根据权利要求4所述的水性阻尼涂料，其特征在于，所述碳酸钙为重质碳酸钙，所述碳酸钙、滑石粉、
氢氧化铝的粒径均为3～8μm。
6.根据权利要求1所述的水性阻尼涂料，其特征在于，所述分散剂为水性分散剂，所述消泡剂为水性消泡
剂。
7.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢宇，王君，张立伟，陆跃，
申请(专利权)人：优链新材料科技上海有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31