本发明属于阻尼涂料技术领域,具体涉及一种不燃级阻尼涂料。
背景技术:
水性阻尼涂料由于其主要使用水作为分散剂,具有低VOC,绿色环保的特性,现正逐步代替传统的有机溶剂型阻尼涂料、沥青型阻尼片。同时由于其涂料的特性能够方便的涂覆在更多的复杂界面,无须裁剪。因此,比传统的丁基橡胶型阻尼胶片在施工方面更有优势。由于水性阻尼涂料的本身的一些劣势,也限制了其更广泛的应用。
传统水性阻尼涂料干燥速度较慢,影响施工进度。在快干型水性阻尼涂料方面,公布的中国专利CN102850888A采用的是A、B双组份乳液的方式来提高树脂的固化速度,但其实际干燥过程中水分挥发的速度并没有多少改变。又如中国专利CN101405353B采用凝胶比率控制在特定范围内的乳胶粒子可以制得烘烤干燥水性阻尼涂料,而基本无缺陷,但其对乳液的要求较高。由高分子聚合物材料混合制备而成的阻尼涂料具有优异的减振、降噪等特点。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:
本发明提出一种不燃级阻尼涂料,其解决了现有阻尼涂料存在的阻燃性能低以及火灾隐患的问题,并且具有较宽的温域以及复合阻尼因子较低。
本发明的技术方案是这样实现的:
一种不燃级阻尼涂料,按重量份数计算,包括以下原料:
丙烯酸防水乳液290~310份、防锈乳液95~105份、增塑性丙烯酸乳液45~55份、纯丙乳液45~55份、成膜助剂13~17份、功能填料285~315份、阻燃剂195~205份与防腐填料45~55份。
进一步,按照重量份数计算,所述增塑性丙烯酸乳液包括以下原料:
丙烯酸丁酯150~170份、苯乙烯90~110份、甲基丙烯酸甲酯35~45份、丙烯酸α-乙基己酯112~122份、甲基丙烯酸10~14份、丙烯酸铵8~11份、丙烯腈13~17份、水390~450份、热分解引发剂1.2~2.2份、氧化-还原引发剂体系1.4~2.2份、pH调节剂3~4份、杀菌剂1~2份与乳化剂0.5~1份,其中,所述氧化-还原引发剂体系由无机还原剂0.6~1份和0.8~1.2份氧化剂组成。
进一步,所述热分解引发剂为过硫酸铵、过硫酸钾、过硫酸钠或者过氧化氢,氧化剂为叔丁基过氧化氢,无机还原剂为亚硫酸钠、亚硫酸氢钠、焦亚硫酸钠、丙酮合亚硫酸氢钠、硫酸亚铁或甲醛次合硫酸氢钠。
进一步,所述复合阻燃剂由60~65份三氧化二锑与35~40份氢氧化铝组成。
进一步,所述增塑性丙烯酸乳液制备方法,包括以下步骤:
1)取330~350份水加入反应釜中,加入3~4份pH调节剂升温至78~82℃,用10~15份水将1~1.6份热分解引发剂溶解得到A溶液,将A溶液加入反应釜中,保持反应釜中液体温度在78~82℃;
2)称取丙烯酸丁酯150~170份、苯乙烯90~110份、甲基丙烯酸甲酯35~45份、丙烯酸α-乙基己酯112~122份、甲基丙烯酸10~14份、丙烯酸铵8~11份与丙烯腈13~17份进行混合得到单体混合物,称取15~25份水、乳化剂0.5~1份与0.2~0.6份热分解引发剂混合得到B溶液,将单体混合物滴加至步骤1)中的反应釜中,滴加持续时间为3.8~4.2h,当单体混合物滴加28~32min中后,滴加B溶液,单体混合物与B溶液滴加完毕后,保持反应釜中的温度为80℃~84℃,时间为0.8~1.2h;
3)先将步骤2)中保温完毕后的反应釜降温至63~67℃,称取氧化-还原引发剂体系1.4~2.2份,其中0.8~1.2份氧化剂加入5~15份水中分散得到分散溶液,无机还原剂0.6~1份与25~35份水混合得到C溶液,然后将分散液与C溶液同时加入反应釜中,用时为28~32min;
4)将杀菌剂1~2份用5~10份水溶解得到D溶液,将步骤3)反应完毕的反应釜降温至35~42℃,然后将D溶液用8~12min加入到反应釜中,搅拌,搅拌时间为8~12min,搅拌完毕后过120目滤网过滤杂质即可。
进一步,所述纯丙乳液的固含量为30±2%,玻璃化温度-5℃。
进一步,所述功能填料为漂珠、滑石粉与硅石粉的混合物,其中漂珠45~55份、滑石粉45~55份与硅石粉195~205份。
进一步,所述防腐填料为纳米蒙脱土/聚苯胺复合粉末或者纳米蒙脱土/聚吡咯复合粉末。
进一步,所述阻燃剂选自氢氧化铝、氢氧化镁、硼酸锌、磷酸铝与八钼酸铵的一种或任意几种的混合物。
进一步,还包括23~27份防腐剂与4~6份黑色浆。
本发明不燃级阻尼涂料的制备方法,包括以下步骤:
称取丙烯酸防水乳液290~310份、防锈乳液95~105份、增塑性丙烯酸乳液45~55份与纯丙乳液45~55份混合搅拌,转速为80r/min,时间10min左右,然后加入成膜助剂13~17份与阻燃剂8~12份,搅拌5min左右,然后加入功能性填料与防腐填料,搅拌60min左右即可。
在本发明的一个实施例中,增塑性丙烯酸乳液采用上述重量份原料制成具有以下优点:
该增塑性丙烯酸乳液pH值为7~8,固含量为52~54%,粘度(25℃3号转子60转)小于500厘泊,粒径180~200nm。先将单体混合物与热分解引发剂进行反应,然后再与热分解引发剂、乳化剂反应,这样有利于稳定粒径大小,制备出粒径180~200nm的乳液。
该增塑性丙烯酸乳液可以替代增塑剂使用。替代增塑剂可以解决因加入大量增塑剂导致制备阻尼涂料或一般水性涂料后期增稠的现象,是产品储存更稳定,同时解决了由于加入增塑剂后导致产品相关性能指标下降的技术难题、阻尼涂料喷涂过程中流挂的技术难题以及阻尼涂料由于加入增塑剂后喷涂、雾化性能下降的技术难题,增加了阻尼涂料的保水性。
本发明的有益效果:
本发明的不燃级阻尼涂料解决了现有阻尼涂料存在的阻燃性能低以及火灾隐患的问题,阻燃级别达到A级。其固含量为70%左右,具有较宽的温域,-60℃~100℃,耐酸、耐盐雾能力好。储存稳定性:易重新搅匀,稠度13~15mm。
本发明实施例中制备的不燃级阻尼涂料的主要性能指标如表1所示:
表1不燃级阻尼涂料的主要性能
具体实施方式
实施例1
一种不燃级阻尼涂料,按重量份数计算,包括以下原料:
丙烯酸防水乳液300份、防锈乳液100份、增塑性丙烯酸乳液50份、纯丙乳液50份、成膜助剂15份、漂珠50份、滑石粉50份、硅石粉200份、氢氧化铝200份、纳米蒙脱土/聚吡咯复合粉末50份、防腐剂25份与黑色浆5份。
其中,防锈乳液为北京东联化工有限公司生产的DL-1065防锈乳液,其固含量为41±1%,pH为7~7.5,玻璃化温度20℃,最低成膜温度30℃,粘度小于20cps,具有高光泽、高硬度、流平好和耐溶剂性特点,对基材有优异的附着力,光泽高、耐候性好以及耐腐蚀性好。
防水乳液为德国巴斯夫防水乳液S 400F。
纯丙乳液的固含量为30±2%,pH为7~7.5,玻璃化温度-5℃,最低成膜温度0℃,粘度小于20cps。低固含量低粘度,可以增加填料加入量,降低成本。
按照重量份数计算,增塑性丙烯酸乳液包括以下原料:
丙烯酸丁酯160份、苯乙烯100份、甲基丙烯酸甲酯40份、丙烯酸α-乙基己酯117份、甲基丙烯酸12份、丙烯酸铵9份、丙烯腈15份、水422份、过硫酸铵1.7份、氧化-还原引发剂体系1.8份、pH调节剂2.5份、乳化剂0.7份与氯甲基异噻唑啉酮1.5份。其中,氧化-还原引发剂体系由无机还原剂0.8份和1份氧化剂组成,氧化剂为叔丁基过氧化氢,无机还原剂为甲醛次合硫酸氢钠。
增塑性丙烯酸乳液的制备方法:
包括以下步骤:
1)取342份水加入反应釜中,加入2.5份pH调节剂升温至80℃,用12份水将1.3份过硫酸铵溶解得到A溶液,将A溶液加入反应釜中,保持反应釜中液体温度在80℃;
2)称取丙烯酸丁酯160份、苯乙烯100份、甲基丙烯酸甲酯40份、丙烯酸α-乙基己酯117份、甲基丙烯酸12份、丙烯酸铵9份与丙烯腈15份进行混合得到单体混合物,称取20份水、乳化剂0.7份与0.4份过硫酸铵混合得到B溶液,将单体混合物滴加至步骤1)中的反应釜中,滴加持续时间为4h,当单体混合物滴加30min中后,滴加B溶液,单体混合物与B溶液滴加完毕后,保持反应釜中的温度为82℃,时间为1h;
3)先将步骤2)中保温完毕后的反应釜降温至65℃,称取氧化-还原引发剂体系1.8份,其中1份氧化剂加入8份水中分散得到分散溶液,无机还原剂0.8份与30份水混合得到C溶液,然后将分散液与C溶液同时加入反应釜中,用时为30min;
4)将氯甲基异噻唑啉酮1.5份用10份水溶解得到D溶液,将步骤3)反应完毕的反应釜降温至40℃,然后将D溶液用10min加入到反应釜中,搅拌时间为8~12min,搅拌完毕后过120目滤网过滤杂质即可。
实施例2
一种不燃级阻尼涂料,按重量份数计算,包括以下原料:
丙烯酸防水乳液290份、防锈乳液95份、增塑性丙烯酸乳液55份、纯丙乳液55份、成膜助剂13份、漂珠45份、滑石粉45份、硅石粉195份、氢氧化镁195份、纳米蒙脱土/聚吡咯复合粉末45份、防腐剂23份与黑色浆4份。
其中,防锈乳液为北京东联化工有限公司生产的DL-1065防锈乳液,其固含量为41±1%,pH为7~7.5,玻璃化温度20℃,最低成膜温度30℃,粘度小于20cps,具有高光泽、高硬度、流平好和耐溶剂性特点,对基材有优异的附着力,光泽高、耐候性好以及耐腐蚀性好。
防水乳液为德国巴斯夫防水乳液S 400F。
纯丙乳液的固含量为30±2%,pH为7~7.5,玻璃化温度-5℃,最低成膜温度0℃,粘度小于20cps。低固含量低粘度,可以增加填料加入量,降低成本。
按照重量份数计算,增塑性丙烯酸乳液包括以下原料:
丙烯酸丁酯150份、苯乙烯90份、甲基丙烯酸甲酯35份、丙烯酸α-乙基己酯112份、甲基丙烯酸14份、丙烯酸铵11份、丙烯腈17份、水390份、过硫酸钾1.2份、氧化-还原引发剂体系1.4份、pH调节剂3份、乳化剂0.5份与氯甲基异噻唑啉酮2份,其中,氧化-还原引发剂体系由无机还原剂0.6份和0.8份氧化剂组成,氧化剂为叔丁基过氧化氢,无机还原剂为丙酮合亚硫酸氢钠。
增塑性丙烯酸乳液的制备方法,包括以下步骤:
1)取330份水加入反应釜中,加入3份pH调节剂升温至78℃,用10份水将1份过硫酸钾溶解得到A溶液,将A溶液加入反应釜中,保持反应釜中液体温度在78~82℃;
2)称取丙烯酸丁酯150份、苯乙烯90份、甲基丙烯酸甲酯35份、丙烯酸α-乙基己酯112份、甲基丙烯酸14份、丙烯酸铵11份与丙烯腈17份进行混合得到单体混合物,称取15份水、乳化剂0.5份与0.2份过硫酸钾混合得到B溶液,将单体混合物滴加至步骤1)中的反应釜中,滴加持续时间为3.8h,当单体混合物滴加28min中后,滴加B溶液,单体混合物与B溶液滴加完毕后,保持反应釜中的温度为80℃,时间为0.8h;
3)先将步骤2)中保温完毕后的反应釜降温至67℃,称取氧化-还原引发剂体系1.4份,其中0.8份氧化剂加入5份水中分散得到分散溶液,无机还原剂0.6份与25份水混合得到C溶液,然后将分散液与C溶液同时加入反应釜中,用时为28min,即可。
4)将氯甲基异噻唑啉酮2份用5份水溶解得到D溶液,将步骤3)反应完毕的反应釜降温至42℃,然后将D溶液用8min加入到反应釜中,搅拌时间为8min,搅拌完毕后过120目滤网过滤杂质即可。
实施例3
一种不燃级阻尼涂料,按重量份数计算,包括以下原料:
丙烯酸防水乳液310份、防锈乳液105份、增塑性丙烯酸乳液45份、纯丙乳液45份、成膜助剂17份、漂珠55份、滑石粉55份、硅石粉205份、氢氧化镁100份、八钼酸铵105份、纳米蒙脱土/聚苯胺复合粉末55份、防腐剂27份与黑色浆6份。
其中,防锈乳液为北京东联化工有限公司生产的DL-1065防锈乳液,其固含量为41±1%,pH为7-7.5,玻璃化温度20℃,最低成膜温度30℃,粘度小于20cps,具有高光泽、高硬度、流平好和耐溶剂性特点,对基材有优异的附着力,光泽高、耐候性好以及耐腐蚀性好。
防水乳液为德国巴斯夫防水乳液S 400F。
纯丙乳液的固含量为30±2%,pH为7-7.5,玻璃化温度-5℃,最低成膜温度0℃,粘度小于20cps。
按照重量份数计算,增塑性丙烯酸乳液包括以下原料:
丙烯酸丁酯170份、苯乙烯110份、甲基丙烯酸甲酯45份、丙烯酸α-乙基己酯122份、甲基丙烯酸10份、丙烯酸铵8份、丙烯腈13份、水450份、过硫酸钠2.2份、氧化-还原引发剂体系2.2份、pH调节剂4份、乳化剂1份与氯甲基异噻唑啉酮1份,其中,氧化-还原引发剂体系由无机还原剂1份和1.2份氧化剂组成,氧化剂为叔丁基过氧化氢,无机还原剂为亚硫酸氢钠。
增塑性丙烯酸乳液的制备方法与实施例2中的增塑性丙烯酸乳液制备方法相同。
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。