[发明专利]一种三元互穿网络结构型水性阻尼涂料的制备方法

说明书

本发明公开了一种三元互穿网络结构型水性阻尼涂料的制备方法，在聚氨酯分子链当中引入不饱和双键，超支化聚氨酯分子链之间因双键交联形成网络结构Ⅰ，然后利用丙烯酸酯单体与不饱和超支化聚氨酯的双键之间发生共聚反应，形成网络结构Ⅱ，两者之间发生“强迫互溶”，形成互穿网络的结构形式，同时在两者乳液聚合过程中，引入正硅酸乙酯原位水解形成的纳米SiO₂，制备得到三元互穿网络结构型共聚乳液，将无机材料和有机聚合物复合在一起，提高整个涂层网络结构的相容性，使得涂层的阻尼性能更好，在低温下也具有优良的阻尼性能，显著提高了涂层的硬度、附着力及稳定性。

技术领域

本发明涉及涂料技术领域，具体涉及一种三元互穿网络结构型水性阻尼涂料的制备方法。

背景技术

阻尼涂料也称减振降噪涂料，是一类由特定功能高分子材料和填料构成的可有效抑制振动和噪声的特种功能涂料。此类涂料利用高聚物的粘弹性，通过分子链段运动产生的内摩擦将部分外场作用如机械振动、声振动产生的能量转化为热能耗散掉 (即发生所谓力学损耗)，从而达到减振降噪的目的。水性阻尼涂料以水性乳液为基质、水为分散介质，并添加一种或几种填料及助剂制备而成。

超支化聚合物具有三维树枝状结构、高度支化的大分子、超支化聚合物的支化度小、相对分子质量分布宽、几何异构体多，具有大量的支链和端基。超支化聚合物的这种特殊的分子结构，使得其分子运动具有多重性，这就为超支化聚合物涂料具有良好的阻尼性能带来可能。

聚丙烯酸酯类乳液涂膜或由聚丙烯酸酯类乳液制得的涂料具有涂层强度高、粘结性好、耐候性好，且可以在常温条件下自干的特点，因而被广泛应用于化学建材、纺织、皮革等工业领域。但是由于聚丙烯酸酯类树脂属于热塑性树脂，在其线性分子上缺少交联点，难以形成三维网状交联涂膜，因而在高温下易返粘，低温时又缺乏弹性，加之其涂膜硬度较低，影响了产品的使用性能。

发明内容

本发明提供了一种三元互穿网络结构型水性阻尼涂料的制备方法，制备的涂料稳定性好，提高整个互穿网络体系之间的相容性，从而提高涂料的阻尼效果。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种三元互穿网络结构型水性阻尼涂料的制备方法，具体步骤如下：

（1）不饱和超支化聚氨酯乳液的制备：

向装有搅拌棒、氮气管和恒压滴液漏斗的三口烧瓶中加入甲苯-2，4-二异氰酸酯、DMF溶液，控制温度在28-34℃，滴加反应物总质量0.5%的催化剂二丁基二月桂酸锡和甲基丙烯酸羟乙酯溶液，滴加完毕后，恒温反应2-3h，得TDI-HEMA预聚体溶液；

将上述预聚体溶液升温到68-75℃，用恒压分液漏斗逐滴加入多羟基聚醚溶液，恒温反应2-3h，得到不饱和超支化聚氨酯乳液；

（2）在反应装置内加入蒸馏水及乳化剂壬基酚聚氧乙烯醚，快速搅拌，在35-45℃的温度下依次滴加正硅酸乙酯（TEOS）、甲基丙烯酸甲酯（MMA）、丙烯酸丁酯（BA），预乳化25-30min，得到预乳化液，取出65-80%的预乳化液与上述不饱和超支化聚氨酯乳液混合分散，得到混合乳液；

（3）在装有回流冷凝管、搅拌器以及温度计的三口烧瓶中依次加入碳酸氢钠、余下上述预乳化液，升温至70-75℃，加入少量引发剂溶液初引发，然后滴加上述混合乳液，加入三乙胺中和5-10min，快速搅拌，再加入引发剂， 75-85℃条件下，恒温反应4-5h，得到IPN型超支化聚氨酯-纳米二氧化硅-丙烯酸酯共聚乳液；

（4）水性阻尼涂料的制备：

将15-20份上述IPN型共聚乳液与18-26份水性丙烯酸乳液混合均匀，使乳液在水溶液中的固含量为40-60%，加入占水溶液总重量0.08-1.0%的水性消泡剂、防腐防霉剂，高速搅拌混合均匀后，调节稠度，获得水性阻尼涂料。