一种多功能船用甲板降噪阻尼涂层及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种多功能船用甲板降噪阻尼涂层及其制备方法。以重量份计，本发明专利技术由以下组分组成：高固含量的水乳胶互穿网络聚合物乳液：100；高固含量的有机硅偶联剂改性硅溶胶：5-12；无机粉状填料：2-5；阻燃剂：3-5；补强骨料：10-15颜料：3-5；乳胶防冻剂：0.025-0.05；防霉防腐剂：0.025-0.05。本发明专利技术的制备方法包括：（1）按配方先将水乳型互穿网络聚合物乳液和功能型有机硅偶联剂改性硅溶胶作为液体组分搅拌均匀，（2）再依次将无机粉状填料、阻燃剂、补强骨料、颜料、乳胶防冻剂及防霉防腐剂作为干料组分混匀，借助电动搅拌器，搅拌混合均匀配制成阻尼涂料。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于涂料
，更具体是涉及。
技术介绍
互穿网络聚合物(Interpenetrating Polymer Network,简称IPN),是指两种或两种以上互不反应的高聚物分子相互贯穿而形成的网络体系。胶乳互穿网络聚合物(Latex Interpenetrating Polymer Network,简称LIPN)，是指由两种或两种以上交联聚合物相互贯穿而形成的胶粒具有网络结构的一种聚合物乳液。作为一种新型的互穿网络聚合物，是互穿网络技术用于乳液聚合的重大创举，自60年代末70年代初发展起来之后，由于它的特殊结构和优异性能以及世界各国对环境污染的日益关注，作为环境友好型LIPN材料越来越受到人们的重视，近几年来已成为互穿网络技术应用方面最活跃的领域之一，大量的用于阻尼材料的制造。用于阻尼涂料的高聚物，具有粘弹性。当外部机械震动作用于高聚物时，有一部分能量会以储能形式存在，而另一部分能量以热能的形式耗散掉，从而起到一定的隔音、减震效果。耗散能量与储备能量的比值反映高聚物的减震能力，通常称为阻尼因子，用tanS 表示。但是船用阻尼涂料常涂敷于船舶 钢甲板等基材上，因此在实际应用中，需测定材料的复合损耗因子Π。。国标GB/T 16406-1996声学-声学材料阻尼性能的弯曲共振测试方法和GB/T 18258-2000阻尼材料阻尼性能测试方法(等效采用美国材料与试验学会标准ASTM E756-1993《测量材料振动阻尼性能的标准方法》)中规定η。的测定方法有悬臂梁法和自由梁法。在部标ΤΒ/Τ2932中采用国标中的推荐试样尺寸150mm xlOmm xl.Omm,使用冷轧钢板为基板，单面涂覆2mm后的阻尼涂料，干膜厚度为20mm 士 0. 2mm，采用自由梁法进行测试。阻尼涂料的复合损耗因子Π。为0.03时有阻尼效果，η。为0.05时就有实际的应用价值。日本标准规定从应Π。大于0.08。同时由于船舶包含轮船，舰艇等等发生火灾时不易逃生，其材料的防火性能特别地被关注。国际海事组织頂O相关标准关于船舶材料防火/阻燃测试頂O 2010 FTP Code Part 2，5，规定甲板基层敷料不仅具有不易着火性，而且敷料受热分解出烟雾毒性要小的防火要求。目前已有将水性聚合物用于制备降噪阻尼涂层的专利，如专利号为 91100401. 7，专利技术名称为“隔音降噪阻尼涂料及生产工艺”;专利号为91105484. 7，专利技术名称为“构成约束阻尼结构的阻燃阻尼涂料”;专利号为88107184，专利技术名称为“宽温域高阻尼聚氨酯材料”。专利号为-101781503A (—种互穿网络丙烯酸酯水溶胶型阻尼涂料的合成)、 专利号为102660099A (共混型高阻尼聚丙烯酸酯阻尼水溶胶的制备方法)从这几项专利技术公开的内容来看，均为水性聚氨酯-环氧或改性聚氨酯-环氧，水性聚氨酯或水性环氧存在制备工艺繁杂、原辅材料选择性小、水溶胶稳定性差、价格高、涂层耐热、阻燃性差(通常聚氨酯的氧指数(10)小，只有17%左右，属易燃聚合物)等不足之处。也有将水性胶乳用于制备降噪阻尼涂层，又如专利号为CN201010233040，专利技术名称为“一种水性隔音阻尼”；专利号为CN89100563. 3，专利技术名称为水性阻尼涂料；专利号为CN91100025. 9，专利技术名称为“四元苯丙水性乳液及合成方法”;这几项专利内容均为水乳胶，但成膜基质组分报道不明晰；胶乳结构单一、网络间不产生交联；其漆膜耐磨蚀性差， 阻燃、耐热耐温性能差(没有加入无机成分杂化改性)，难于达到船用阻尼涂层要求的高复合损耗因子(Π)和阻燃防火(符合頂O 2010 FTP Code Part 2，5)等特殊要求。与传统的单一硅溶胶、单一环氧、单一聚氨酯、单一聚丙烯酸(及酯)等涂层相比， 针对纯丙烯酸乳液存在“热黏冷脆”、耐溶剂性、耐湿擦性、耐磨性差的现象，利用掺杂无机硅溶胶材料，来实现提高涂层表面使用耐受温度、进而达到阻火、防火的效果。本专利技术公开的多功能阻尼钢甲板涂层顺应世界舰船涂料技术发展的方向，基于互穿网络核壳乳液合成和纳米级有机-无机杂化共混技术制备了全新的水基多功能船用阻尼涂层，具有复合损耗因数高、阻尼温域宽；密度轻、无毒、防火阻燃、常温固化、附着力强、 力学强度高、施工方便，适合于舰船仓室的平面或复杂曲面部位的减振降噪。常温固化，易厚涂，施工工艺简便；无溶剂施工，不污染环境，不影响其它工种明火作业。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术存在的不足，提供一种以胶乳互穿网络聚合物( LIPN )为主要成膜基料，经有机-无机杂化制备而成的多功能船用甲板降噪阻尼涂层。本专利技术的另一目的在于提供该多功能船用甲板降噪阻尼涂层的制备方法。为达到上述目的，本专利技术采取了如下的技术方案一种多功能船用甲板降噪阻尼涂层，按重量份计，由以下组分组成高固含量的水乳胶互穿网络聚合物乳液(固含量为40%) :100 ；高固含量的功能型有机硅偶联剂改性硅溶胶(固含量约为30-35%) :5-12 ;无机粉状填料2_5 ;(填料包括空心玻化微珠、片状云母粉、珍珠岩等一种或几种)；阻燃剂3_5 ；(阻燃剂包括磷酸铝(超细)、3· 5水硼酸锌、聚磷酸铵(APP)、氯化石蜡-52 (或氯化石蜡-70)等一种或几种)；补强骨料10-15 (补强骨料包括细氯丁橡胶粉或再生胶粉，一种或两种)，目数在 40-60目(或筛网孔径在O. 25 -O. 425mm))；颜料3_5 (如大红粉、钛菁绿G等，或也可根据用户要求颜色专门配色)；其它助剂如乳胶防冻剂如乙二醇0.025-0.05 ;防霉防腐剂如异噻唑啉酮类等，添加量在均在O. 025-0. 05其中，水乳型互穿网络聚合物乳液的合成采用所熟知的乳液聚合方法，采用半连续预乳化(种子乳液)分步乳液聚合合成工艺，按不同单体配比和不同加料方式可制备不同的硬核软壳乳胶LIPN组合物。一般分步乳液聚合合成工艺如下(1)网络I的乳液聚合在装有电动搅拌器、回流冷凝管、温度计及滴液漏斗的四口反应器中一边搅拌一边加入事先配制好的乳化体系，加热至60-75°C，然后分别滴加第一网络单体(含有交联剂)及1/3引发剂，恒温30分钟，缓慢升温至80°C，待整个体系开始反应时，滴加剩余2/3引发剂，在80-85°C下恒温反应2小时，得到种子胶乳。(2)网络II的乳液聚合将上述种子胶乳自然冷却至60°C，加入含有交联剂的第二网络单体，溶胀I小时后将整个体系的温度缓慢升至80°C，待体系开始反应时，滴加第二部分引发剂，在80-95°C 下恒温反应2小时，冷却至室温，纱布过滤，装瓶密封待用于复合杂化、干燥成膜性能测试。上述技术方案中，所述的硬核软壳乳胶组合物由以下成分配方经聚合而成聚合单体甲基丙烯酸(MA):苯乙烯(St):丙烯酸丁酯(nBA):甲基丙烯酸丁酯 (BMA)比例5 30 60 10 (均为体积比)交联剂二乙烯基苯0. 2-0. 5% (聚合单体总量的质量百分比计，下同)阴离子表面活性剂(为十二烷基苯磺酸钠)0. 5- 2. 5% ；非离子表面活性剂(为壬基酚聚氧乙烯醚)0. 2-1. 0% ；缓冲剂、中和剂、pH调节剂(为碳酸氢钠及氨水)0. 3-0. 6% ；引发剂(为过硫酸钾)1· 2-2. 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多功能船用甲板降噪阻尼涂层，其特征在于，以重量份计，由以下组分组成：水乳胶互穿网络聚合物乳液：100；功能型有机硅偶联剂改性硅溶胶：5?12；无机粉状填料：2?5；阻燃剂：3?5；补强骨料：10?15颜料：3?5；乳胶防冻剂：0.025?0.05；防霉防腐剂：0.025?0.05。

【技术特征摘要】
1.一种多功能船用甲板降噪阻尼涂层，其特征在于，以重量份计，由以下组分组成 水乳胶互穿网络聚合物乳液100 ；功能型有机硅偶联剂改性硅溶胶5-12 ；无机粉状填料2-5 ；阻燃剂3_5 ；补强骨料10-15 颜料3_5 ；乳胶防冻剂0. 025-0. 05 ；防霉防腐剂0. 025-0. 05。2.根据权利要求1所述的一种多功能船用甲板降噪阻尼涂层，其特征在于，所述的水乳胶互穿网络聚合物为硬核软壳LIPN乳胶组合物；按重量百分比计，该硬核软壳乳胶组合物由以下组分组成聚合单体；60%交联剂聚合单体总量的O. 2 - O. 5% ；阴离子表面活性剂聚合单体总重量的O. 5 - 2. 5% ；非离子表面活性剂聚合单体总重量的O. 2 -1. 0% ；碳酸氢钠聚合单体总重量的O. 3 - O. 6% ；氨水聚合单体总重量的O. 3 - O. 6% ；引发剂聚合单体总重量的1. 2 - 2. 0% ；蒸馏水控制乳液固含量在40%。3.根据权利要求3所述的一种多功能船用甲板降噪阻尼涂层，其特征在于，所述聚合单体的组成为，以体积比计，甲基丙烯酸苯乙烯丙烯酸丁酯甲基丙烯酸丁酯=5 30 60 10 ;交联剂为二乙烯基苯；阴离子表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠；非离子表面活性剂为壬基酚聚氧乙烯醚；引发剂为过硫酸钾。4.根据权利要求1所述的一种多功能船用甲板降噪阻尼涂层，其特征在于，以重量份计，所述的功能型有...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱培新，沈荣明，
申请(专利权)人：湖州市汇诚船用敷料有限公司，
类型：发明
国别省市：