乳液共混法制备水性阻尼涂料

张晓君1　丁智平2　王　进3　周向华1

(11湖南工业大学包装与印刷学院,湖南株洲412008;21湖南工业大学机械工程学院,湖南株洲412008;

31株洲时代新材料科技股份有限公司,湖南株洲412007)

摘　要　通过乳液共混法将不同T g 的丙烯酸酯乳液进行共混,并加入填料和助剂配制成涂料。动态力学谱结果表明,当乳液按照丙烯酸乳液与苯乙烯-丙烯酸酯乳液比为40∶10共混时,阻尼温域得以拓宽,并达到T g 与室温一致的使用温域。

关键词　水性阻尼涂料　损耗因子　动态力学性能

收稿日期:2007-04-04

作者简介:张晓君(1981),女,硕士生,主要从事高分子功能材料的研究　Email :casily3010@1631com

Preparation of W ater -based Damping Coatings U sing B lends of Latex

Zhang X iaojun 1　Ding Zhiping 2　Wang Jin 3　Zhou X ianghua 1

(11C ollegel of Packaging and Printing ,Hunan University of T echnology ,Hunan Zhuzhou 412008;21C ol legel of Mechanical Engineering ,H unan University of T echnology Hunan Zhuzhou 412008;

31Zhuzhou T imesNew Materials T echnology C o 1Ltd 1,Hunan Zhuzhou 412007)

Abstract 　Acrylic emulsion with different T g were blent using blends of latex ,and then were prepared to coatings in

addition of fillers and additives 1The results of dynamic mechanical spectra showed that tem perature using range of dam ping property could be widen and T g can be in accordance with the room tem perature when the proportion of Acrylic emulsion and styrene -acrylic emulsion is 40∶101

K eyw ords 　water -based dam ping coatings 　tan σ　dynamic mechanic property 　　水性阻尼涂料是以树脂为基质,以水为分散介质,加入大量片层结构的云母粉、碳酸钙等无机物组成。将阻尼涂料喷涂在振动的部件壳体上起到抑制壳体振动和降低噪声的目的。阻尼涂料对抑制振动和降低噪声效果的好坏,与阻尼涂料的阻尼性能密切相关,所以研究水性阻尼涂料的阻尼性能显得尤为必要。

在各种阻尼材料中,高聚物以其较高的阻尼系数而成为首选材料,但单一的高聚物阻尼温域窄,弹性模量过低,难以满足实际应用的需要[1]

。为了拓宽高聚物的阻尼温域,提高材料的阻尼性能和弹性模量,Ogawa 等[2]采用了在丙烯酸丁酯/甲基丙烯酸甲酯共聚物中加入填料的方法,考察了填料的种类与形态对阻尼性能的影响;耿星[3]研制了水基汽车阻尼涂料,合成LIPN P (S -BA -AA -NMA )/P (BA -S -AA -NMA )作为基料,再加入填料及助剂制成涂料,该涂料

具有在-10～35℃内达到内耗因子为011～0128的阻尼性能;卢秀[4]等合成了多组分的胶乳I NP 阻尼涂料,其基料为P (M MA -E MA )/P (E A -nBA )乳液,调节网络比例及交联剂可使得该体系相容性最佳,阻尼性能及高阻尼温域最好。这几种方法中,研究和报道最多的当数IPN ,但苗传威等[5]以乳液共混法制备丙烯酸酯系阻尼材料。本文通过乳液共混法将不同T g 的两种丙烯酸酯类乳液进行共混,然后加入填料和助剂配制成涂料,固化后测试其阻尼性能。

1实验部分

111　原料

丙烯酸乳液R1(江阴国联化工有限公司),苯乙烯-丙烯酸酯乳液R2(巴德富有限公司),去离子水(市售),云母粉(安徽滁州格锐),助剂(上海昭日化

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5—第21卷第5期2007年5月　　　　　　　　　　　　化工时刊Chemical Industry T ime s 　　　　　　　　　　　　Vol.21,No.5

May.5.2007

工),以上均为化学纯试剂。

112　试样的制备

按照表1配方称量各种组分,在一容器中将各组分充分搅拌至均匀得到阻尼涂料,然后按G B/T 1727-1992制备阻尼涂层,待涂层干燥后用裁刀裁成测

试要求的样品尺寸。

表1　水性涂料配方

原料名称质量分数

树脂50去离子水5云母粉100目20云母粉500目30消泡剂015

分散剂

013

113　性能测试

采用美国Rheometric Scientific T M

公司生产的DM 2T A -Ⅳ型动态机械分析进行动态力学性能(DMT A )测试,升温速率为3℃/min ,测试频率为2H z ,试样尺寸为(24±012)mm ×(6±012)mm ×(2±012)mm ,测试温度范围为-30℃～80℃。

2实验结果与讨论

图1　两种树脂共混的DMT A 曲线

表2　各试样的阻尼因子和玻璃化温度

试样12345

最大阻尼因子018354015144015504016028015524

T g/℃101235191363351275401838441122

　　图1是采用DMT A 对乳液共混的树脂体系进行

相容性及阻尼性能的表征,各试样的最大阻尼因子tan δ和玻璃化温度T g 如表1所示。实验结果表明:树脂R1的T g 为10℃,树脂R2的T g 为44℃,两种树脂共混后,tan δ曲线发生明显的变化,在共混体系中,T g 均出现一个玻璃化转变峰,说明其相容性都比较好,通过比较R1∶R2不同配比(40∶10、25∶25以及10∶40)的tan δ曲线,发现当R1∶R2为40∶10时,阻尼温域最宽,虽然阻尼值比两种单独树脂的阻尼值有所下降,但基本形成了一个从-5℃～50℃,tan δ大于013的阻尼区域,达到玻璃化转变温度与室温一致的

使用范围。另外,发现在共混体系中,R1的阻尼值都得不到很好的体现,这可能是由于共混后的乳液在成膜过程中,乳胶粒之间由于相互之间新组分的引入产生影响,使织态结构发生变化导致的。

3结　论

　　(1)通过乳液共混法可得到T g 介于两种乳液的

T g 之间且相容性较好的共混阻尼乳液。

(2)当R1∶R2=40∶10时,可形成一个从-5℃～50℃,tan δ大于013的阻尼区域,达到玻璃化转变温度与室温一致的使用范围。

参考文献

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[4]　卢秀萍,李树材,张明珠1多组分乳胶IPN ’s 体系的相容

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06—化工时刊　

20071Vol 121,No 15　　　　　　　　　　　　　　　　　工艺・试验《Technology &Te sting 》