[发明专利]一种乘用车用减震降噪水性阻尼涂料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种减震降噪水性阻尼涂料及其制备方法，特别涉及一种用于乘用车辆的具有阻尼好、作用温域宽、减震效果优异、环境友好等特点的减震降噪水性阻尼涂料及其制备方法。

背景技术

在汽车生产中为了起到减震降噪、隔热作用，在车身底板内表面，常常粘有一层粘弹性的高分子材料——阻尼胶板。2013年的“315打假日”曝光了诸多高档轿车内使用沥青阻尼板导致车内污染的问题，引起广泛市民的关注。由于沥青中含有大量的苯、多苯等有害物质，特别是在夏季长期暴晒下，汽车中的胶板受热分解出大量有毒物，使人们产生头昏、呕吐甚至窒息等症状。随着社会大力提倡保护生态环境，提高生命质量，这种沥青基阻尼板将逐步被淘汰。如今汽车涂料行业正朝着水性化、高固含量化、粉末化方向发展。

丙烯酸酯类是一种开发应用较多的阻尼材料，并具有许多突出的优点，如优异的耐光性、耐候性、耐酸碱性和耐腐蚀性等，在涂料、粘合剂、织物整理剂等方面具有广泛的应用，但是丙烯酸酯树脂又有耐水性差、低温易变脆、高温易变黏等缺点，因而限制了其进一步发展。因此有必要对丙烯酸树脂进行改性，目前，拓宽高聚物的阻尼温度，提高水性阻尼涂料的固含量，使其在干燥过程中性质稳定、不易变形，同时有效提高阻尼性能和弹性模量，已成为国内外学者开展研究的新课题。

此外填料涂料的重要组分之一，单一填料由于表面效应而可能会产生自聚效应，特别是同一种填料之间，自聚倾向会加大，而通过不同填料之间作用力削弱同种填料的自聚效应，便于力和能量进行良好的传递，使混合更充分，达到填料在基体树脂中良好的分散目的。同时结合各自优势，形成密实的堆砌，以达到改善复合材料力学性能的目的。

中国专利CN 201110220909.4公开的一种常温自交联有机硅改性的丙烯酸酯乳液，采用硬壳/软核的核壳乳液粒结构并在聚丙烯酸酯大分子上引入化学性能活泼的酮羰基，提高了乳胶膜的耐水、耐油性及抗回粘性，但在低极性的基材上附着力差。中国专利CN 101250246A发明了一种宽温域高阻尼丙烯酸乳液材料的制备技术，其特征在于采用乳液聚合法制备无机－有机复合丙烯酸互穿网络聚合物阻尼材料，在不改变原本乳液合成工艺的基础上，加入纳米氮化硼、云母无极复合材料，制备出了一系列阻尼温域大于135℃，阻尼因子大于0.30的高分子材料。其中性能最佳的材料在大于135℃宽阻尼温域内，阻尼因子能够大于0.5，这种方法制备工艺简单，且无毒无害的无极纳米粒子会在材料中发挥阻尼功效和纳米作用，从而达到提高材料阻尼性能的目的。中国专利CN102108742A则提供一种隔音材料：在乙烯树脂层与非织造层之间注入沥青混合物，并且在非织造布上堆叠聚氨酯泡沫。这种材料使用了聚氨酯材料，易燃，在高温时能产生有害气体，并且该隔音材料制造十分复杂，消耗大量人力，价格昂贵。中国专利CN2502896公布一种塑料复合片隔音材料，由面层、中间层、基层组成，面层为PVC塑料片，中间层为EVA胶膜，基层为PE或PP发泡塑料片。因为PVC材料隔音性能不佳，阻燃性能不好，不耐高温，在较热的环境中工作容易变形，易老化，强度低，并且材料中含有卤素，会产生有害气体，所以这种隔音材料很不环保。中国专利CN2612520公开一种包括底层、表层、阻尼层三层结构的复合阻尼板，这种复合阻尼板的底层和表层使用的是木制板材，大大增加汽车车身重量，影响汽车整车的性能。阻尼层与底层、表层通过粘结剂连接，会产生毒气体，危害人体健康。而目前市场上大多数商用汽车使用的阻尼板，都不同程度的使用各种胶黏剂，因而在日常使用中都会游历出有毒的挥发性气体，会污染车内的空间环境，对乘车人员的健康造成一定的伤害。

然而，在乘用车领域推广丙烯酸酯类乳液水性阻尼涂料过程中，同样存在一定的问题。聚合物在其玻璃化转变温度(Tg)附近的动态力学损耗达到最高值，此时的阻尼性也最好。通常阻尼涂料在低温区域的阻尼性能由弹性较好的软段丙烯酸酯类共聚物提供，其动态力学损耗值较好，而高温区域的阻尼性则主要依赖共聚物中的聚苯乙烯硬段。由于聚苯乙烯硬段分子链中存在的侧基苯环结构，造成该段分子链的动态粘弹性能和阻尼性较差。因此，此类涂料难以在宽温域内一直保持高阻尼性。这将造成乘用车在行驶过程中，车体发热造成阻尼涂层的减震降噪性能变差。

发明内容

本发明提供的一种乘用车用减震降噪水性阻尼涂料及其制造方法，其技术实施方案是：涂料的组份以“核－壳”型硅丙－相变材料乳液、丙烯酸酯共聚乳液和苯丙共聚乳液为基料，以无机粉体为填料，加入适量的助剂和去离子水，各原料的重量配比为：