專利名稱：一種制備減振降噪涂料組合物的方法
技術領域：
本發明涉及一種涂料組合物的制備方法，具體地說，涉及一種制備主要用于汽車、 飛機、輪船及列車等交通工具或其它領域減振降噪的涂料組合物的方法。
背景技術：
水性阻尼涂料是以樹脂為基質，以水為分散介質，通過添加一種或幾種填料及助劑制備的涂料組合物。與傳統的阻尼墊片相比，水性阻尼涂料可直接噴涂在設備或設施的表面，具有施工方便，粘結強度高等優點。樹脂基阻尼材料的高性能化一般通過多種聚合物的共混、共聚和互穿網絡化等技術途徑。最近，設計高分子/有機小分子的雜化體系成為提高材料阻尼性能的新思路。具體地說，受阻酚類有機小分子與高聚物的共混物通常具有較高的阻尼性能，這是因為受阻酚類有機小分子與丙烯酸類聚合物存在氫鍵作用，而這種氫鍵作用影響了聚合物的動態粘彈行為。到目前為止，絕大多數這方面的研究報道和專利發表都是制備阻尼墊片，很少涉及水性阻尼涂料，這是由于功能性有機小分子為油性，而乳液為水性，兩者不相容導致有機小分子分散困難，添加有機小分子的水性阻尼涂料難于高性能化。吳國章等于2001年公開了一種用于減振的涂料組合物及其制備方法 (CN1381534A)，其中所提供的涂料組合物的制備方法有下列肆種壹，首先將含有極性基團的樹脂乳液[簡記為組分(i)]與具有形成和控制氫鍵效果的芳香族化合物[該化合物能和組分(i)接觸時形成氫鍵，簡記為組分(ii)]相互分散和混合，然后將混合物再與填充料[簡記為組分(iii)]混合；貳，在可以溶解組分(ii)的溶劑存在下混合組分⑴和(ii)，并將所得混合物與組分(iii)混合；叁，在可以溶解組分(ii)的有機含水溶液存在下混合組分(i)、(ii)和(iii)；肆，首先使組分(ii)和組分(iii)在可以溶解組分(ii)的水溶性有機溶劑存在下相接觸，由此將組分(iii)用組分(ii)浸透，然后將所得的浸透組分與組分(i)混合。此外，在本發明的發明人的一個先申請Q011101M492. 1)中亦提出首先制備組分(ii)水性乳液，然后與組分(i)樹脂乳液和(iii)混合。該法雖然很好地將組分(ii) 分散在水性基體中，但制備組分(ii)水性乳液過程復雜，而且有時采用特種溶劑實施乳化分散，一方面導致該水性阻尼涂料成本增加，另一方面產生VOC排放，造成環境污染。
發明內容
本發明的目的在于，提供一種主要用于汽車、飛機、輪船及列車等交通工具或其它領域減振降噪的涂料組合物的制備方法，簡便、環保地解決油性的組分(ii)和水性的組分 ⑴難以均勻分散問題。本發明所述的組分(ii)中的羥基或氨基能與組分⑴接觸時形成氫鍵，可以有效的提高材料的阻尼性能，這是因為當材料受到外力作用時，這些氫鍵的斷裂與形成，可以把外力以熱的形式耗散掉。這就要求制備此類雜化材料時，要盡量減小組分(ii)的分散尺度，盡可能使其均勻地分散在組分(i)中，并充分接觸形成氫鍵。但由于大部分組分(ii) 為油性的晶體顆粒，所以很難將其均勻的分散在組分(i)中。本發明的發明人在已公開的技術方案中提到了用強剪切力研磨分散組分(ii)，減小其顆粒粒徑。同時也采用了可以和水互溶的帶有羧基的有機化合物作為溶劑溶解油性組分(ii)，然后與乳液和無機填料混合，但是涂料干燥后這些油性化合物又會析出團聚，形成較大顆粒(CN1381534A)。另一發明申請中(201110124492. 1)將組分(ii)制成乳液形式， 這種乳液的粒徑難以無限減小，影響與樹脂充分接觸形成氫鍵的數量。經過本發明的發明人的進一步實驗發現利用組分(ii)可溶于組分⑴單體的特性，通過采用原位分散聚合方法，可以將組分(ii)以分子水平穩定分散在樹脂基體內，從而使少量的組分(ii)就可以明顯提高材料的阻尼性能。本發明所述的主要用于汽車、飛機、輪船及列車等交通工具或其它機械領域減振降噪的涂料組合物(下簡記為“具有減振降噪功能的涂料組合物”)，其包含(i)、( )和 (iii)組分(i)含有極性基團的樹脂乳液，該極性基團能形成帶有氫鍵的涂布膜，所說的氫鍵是在所說的極性基團與組分(ii)接觸時形成；(ii)具有形成和控制氫鍵效果的芳香族化合物；和(iii)填充料；本發明所提供的一種制備上述涂料組合物的方法，包括如下步驟(1)含有組分(ii)的樹脂乳液的制備將組分(ii)在組分(i)單體中溶解分散，得混合液；將所得混合液與含有引發劑的質量濃度為Iwt % 30wt%的乳化劑水溶液按質量比為10 90 60 40的比例攪拌混合乳化，得預乳化液。將預乳化液加入反應釜中進行乳液聚合，得含有組分(ii)的樹脂乳液；其中，引發劑的含量可根據單體的種類而定，一般為用于制備組分(i)的單體重量的0.2% 1.0%;以100重量份所述用于制備組分(i)的單體為計算基準，組分(ii)的用量為4重量份 100重量份；(2)目標物的制備在步驟(1)原位聚合所得的含有組分(ii)的樹脂乳液中加入組分(iii)后得目標物；或將由步驟(1)原位聚合所得的含有組分(ii)的樹脂乳液與不含組分(ii)的其它樹脂乳液共混，得共混物；在所得共混物中加入組分(iii)后得到目標物。本發明所提供的制備具有減振降噪功能的涂料組合物的方法，還包括在目標物中加入成膜助劑、分散劑、潤濕劑、防腐防霉劑、流平劑、消泡劑、增稠劑或/和纖維(玻璃纖維或/和聚合物纖維)等助劑的步驟(這些步驟均為現有技術，在此不再贅述)。
具體實施例方式本發明所述的用于制備組分(i)的單體選自含有羰基或氨基能與組分(ii)接觸時形成氫鍵的單體，優選式I所示化合物中一種或二種以上(含二種)混合物
權利要求
1.一種制備具有減振降噪功能的涂料組合物的方法，所述涂料組合物包含(i)、( ) 和(iii)組分(i)含有極性基團的樹脂乳液，該極性基團能形成帶有氫鍵的涂布膜，所說的氫鍵是在所說的極性基團與組分(ii)接觸時形成；( )具有形成和控制氫鍵效果的芳香族化合物；和(iii)填充料；其特征在于，所述方法包括如下步驟(1)將組分(ii)在組分(i)單體中溶解分散，得混合液；將所得混合液與含有引發劑的質量濃度為Iwt% 30wt%的乳化劑水溶液按質量比為10 90 60 40的比例攪拌混合乳化，得預乳化液。將預乳化液加入反應釜中進行乳液聚合，得含有組分(ii)的樹脂乳液；其中，引發劑的含量可根據單體的種類而定，一般為用于制備組分(i)的單體重量的 0.2% 1.0%;以100重量份所述用于制備組分⑴的單體為計算基準，組分(ii)的用量為4重量份 100重量份；(2)目標物的制備在步驟(1)原位聚合所得的含有組分(ii)的樹脂乳液中加入組分(iii)后得目標物；或將由步驟(1)原位聚合所得的含有組分(ii)的樹脂乳液與不含組分(ii)的其它樹脂乳液共混，得共混物；在所得共混物中加入組分(iii)后得到目標物。
2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，其中所述的用于制備組分(i)的單體至少有一種選自含有羰基或氨基，且能與組分(ii)接觸時形成氫鍵的聚合物單體。
3.如權利要求2所述的方法，其特征在于，其中所述的用于制備組分(i)的單體至少有一種選自丙烯酸系單體、甲基丙烯酸系單體或醋酸乙烯酯類單體。
4.如權利要求2所述的方法，其特征在于，其中所述的用于制備組分(i)的單體至少有一種選自式I所示化合物
5.如權利要求1所述的方法，其特征在于，其中組分(ii)為具有式II所示結構的化合物
6.如權利要求5所述的方法，其特征在于，其中R3和R4分別獨立選自=C1 Cltl的鏈狀燒基或環烷基中一種或二種以上，η為1或2，p為1 4的整數，且n+p < 5。
7.如權利要求6所述的方法，其特征在于，其中R3和R4分別獨立選自甲基、乙基、叔丁基、壬基或環己基中一種或二種，η為1，P為2。
8.如權利要求4或7所述的方法，其特征在于，其中所用的組分(ii)是4，4’_硫代雙(3-甲基-6-叔丁基苯酚)，4，4’ -硫代雙O-甲基-6-叔丁基苯酚)，4，4’ -亞甲基雙 (2,6- 二叔丁基苯酚)，4，4，- 二羥基聯苯，4，4，-硫代雙酚，4，4，-亞乙基雙0，6- 二叔丁基苯酚)，4，4，-(1，1_亞丙基)雙甲基-6-叔丁基苯酚)，4，4，-(1，1_亞異丙基)雙 (2，6_ 二叔丁基苯酚)，2，2，_亞甲基雙乙基-6-叔丁基苯酚)，2，2’-亞甲基雙甲基-6-叔丁基苯酚)，2，2，-亞甲基雙甲基-6-壬基苯酚)，2，2，-(1，1-亞異丁基)雙 (4，6_ 二甲基苯酚)或2，2’ -亞甲基雙甲基-6-環己基苯酚)。
9.如權利要求1或4所述的方法，其特征在于，其中所用的組分(ii)是3，9_雙{1， 1-二甲基-2 [β-(3-叔丁基-4-羥基-5-甲基苯基)丙酰氧基]乙基} _2，4，6，8-四氧雜螺環(5，幻十一烷或四[β-(3，5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸]季戊四醇酯。
10.如權利要求1的方法，其特征在于，其中步驟O)中所述的其他樹脂乳液是丙烯酸類乳液、苯丙類乳液、醋酸乙烯酯類乳液、丁苯類乳液和浙青基乳液。
11.如權利要求1的方法，其特征在于，其中所述的組分(iii)是無機類填充料、碳類填充料或/和有機類填充料。
12.如權利要求11的方法，其特征在于，其中所述的組分(iii)是滑石粉，蒙脫土，綠石，硬硅鈣石，云母，硅藻土，碳酸鈣，天然或合成的沸石，漂珠，炭黑，無機纖維，有機纖維， 石墨或/和片狀二氧化硅。
13.如權利要求1 12中任意一項所述的方法，其特征在于，在所述的具有減振降噪功能的涂料組合物中，以100重量份的組分(i)為計算基準，組分(ii)的含量為2重量份數 60重量份數，組分(iii)的含量為30重量份數 200重量份數。
14.如權利要求13所述的方法，其特征在于，其中組分(ii)的含量為2重量份數 40 重量份數，組分(iii)的含量為50重量份數 150重量份數。
15.如權利要求1或14所述的方法，其特征在于，其中，步驟(1)和步驟(2)操作的混合溫度為0°C :35°C、混合壓力為latm、轉速為20r/min 40r/min、混合時間為30min 80min。
全文摘要
本發明涉及一種制備主要用于汽車、輪船及列車等交通工具或其它領域減振降噪的涂料組合物的方法。所說方法包括(1)將具有形成和控制氫鍵效果的芳香族化合物[組分(ii)]在油性單體中溶解分散，得混合液；(2)將所得混合液加入到乳化劑水溶液中攪拌混合乳化，得預乳化液；(3)將預乳化液滴加到反應體系中進行乳液聚合，得含有組分(ii)的樹脂乳液；(4)在所得的樹脂乳液中加入填充料后得目標物等步驟。本發明可以得到穩定的水性乳液，同時解決了油性芳香族化合物在水性乳液中的分散問題，獲得了高性能水性阻尼涂料。本發明所制備的涂料組合物可以在100℃～150℃高溫強制烘干而不出現膨脹及開裂的現象。
文檔編號C09D133/08GK102443332SQ20111027470
公開日2012年5月9日 申請日期2011年9月16日 優先權日2011年9月16日
發明者劉蜜, 劉重陽, 吳國章 申請人:華東理工大學