一種多功能船用甲板降噪阻尼涂層及其制備方法技術

本發明專利技術公開了一種多功能船用甲板降噪阻尼涂層及其制備方法。以重量份計，本發明專利技術由以下組分組成：高固含量的水乳膠互穿網絡聚合物乳液：100；高固含量的有機硅偶聯劑改性硅溶膠：5-12；無機粉狀填料：2-5；阻燃劑：3-5；補強骨料：10-15顏料：3-5；乳膠防凍劑：0.025-0.05；防霉防腐劑：0.025-0.05。本發明專利技術的制備方法包括：（1）按配方先將水乳型互穿網絡聚合物乳液和功能型有機硅偶聯劑改性硅溶膠作為液體組分攪拌均勻，（2）再依次將無機粉狀填料、阻燃劑、補強骨料、顏料、乳膠防凍劑及防霉防腐劑作為干料組分混勻，借助電動攪拌器，攪拌混合均勻配制成阻尼涂料。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于涂料
，更具體是涉及。
技術介紹
互穿網絡聚合物(Interpenetrating Polymer Network,簡稱IPN),是指兩種或兩種以上互不反應的高聚物分子相互貫穿而形成的網絡體系。膠乳互穿網絡聚合物(Latex Interpenetrating Polymer Network,簡稱LIPN)，是指由兩種或兩種以上交聯聚合物相互貫穿而形成的膠粒具有網絡結構的一種聚合物乳液。作為一種新型的互穿網絡聚合物，是互穿網絡技術用于乳液聚合的重大創舉，自60年代末70年代初發展起來之后，由于它的特殊結構和優異性能以及世界各國對環境污染的日益關注，作為環境友好型LIPN材料越來越受到人們的重視，近幾年來已成為互穿網絡技術應用方面最活躍的領域之一，大量的用于阻尼材料的制造。用于阻尼涂料的高聚物，具有粘彈性。當外部機械震動作用于高聚物時，有一部分能量會以儲能形式存在，而另一部分能量以熱能的形式耗散掉，從而起到一定的隔音、減震效果。耗散能量與儲備能量的比值反映高聚物的減震能力，通常稱為阻尼因子，用tanS 表示。但是船用阻尼涂料常涂敷于船舶 鋼甲板等基材上，因此在實際應用中，需測定材料的復合損耗因子Π。。國標GB/T 16406-1996聲學-聲學材料阻尼性能的彎曲共振測試方法和GB/T 18258-2000阻尼材料阻尼性能測試方法(等效采用美國材料與試驗學會標準ASTM E756-1993《測量材料振動阻尼性能的標準方法》)中規定η。的測定方法有懸臂梁法和自由梁法。在部標ΤΒ/Τ2932中采用國標中的推薦試樣尺寸150mm xlOmm xl.Omm,使用冷軋鋼板為基板，單面涂覆2mm后的阻尼涂料，干膜厚度為20mm 士 0. 2mm，采用自由梁法進行測試。阻尼涂料的復合損耗因子Π。為0.03時有阻尼效果，η。為0.05時就有實際的應用價值。日本標準規定從應Π。大于0.08。同時由于船舶包含輪船，艦艇等等發生火災時不易逃生，其材料的防火性能特別地被關注。國際海事組織頂O相關標準關于船舶材料防火/阻燃測試頂O 2010 FTP Code Part 2，5，規定甲板基層敷料不僅具有不易著火性，而且敷料受熱分解出煙霧毒性要小的防火要求。目前已有將水性聚合物用于制備降噪阻尼涂層的專利，如專利號為 91100401. 7，專利技術名稱為“隔音降噪阻尼涂料及生產工藝”;專利號為91105484. 7，專利技術名稱為“構成約束阻尼結構的阻燃阻尼涂料”;專利號為88107184，專利技術名稱為“寬溫域高阻尼聚氨酯材料”。專利號為-101781503A (—種互穿網絡丙烯酸酯水溶膠型阻尼涂料的合成)、 專利號為102660099A (共混型高阻尼聚丙烯酸酯阻尼水溶膠的制備方法)從這幾項專利技術公開的內容來看，均為水性聚氨酯-環氧或改性聚氨酯-環氧，水性聚氨酯或水性環氧存在制備工藝繁雜、原輔材料選擇性小、水溶膠穩定性差、價格高、涂層耐熱、阻燃性差(通常聚氨酯的氧指數(10)小，只有17%左右，屬易燃聚合物)等不足之處。也有將水性膠乳用于制備降噪阻尼涂層，又如專利號為CN201010233040，專利技術名稱為“一種水性隔音阻尼”；專利號為CN89100563. 3，專利技術名稱為水性阻尼涂料；專利號為CN91100025. 9，專利技術名稱為“四元苯丙水性乳液及合成方法”;這幾項專利內容均為水乳膠，但成膜基質組分報道不明晰；膠乳結構單一、網絡間不產生交聯；其漆膜耐磨蝕性差， 阻燃、耐熱耐溫性能差(沒有加入無機成分雜化改性)，難于達到船用阻尼涂層要求的高復合損耗因子(Π)和阻燃防火(符合頂O 2010 FTP Code Part 2，5)等特殊要求。與傳統的單一硅溶膠、單一環氧、單一聚氨酯、單一聚丙烯酸(及酯)等涂層相比， 針對純丙烯酸乳液存在“熱黏冷脆”、耐溶劑性、耐濕擦性、耐磨性差的現象，利用摻雜無機硅溶膠材料，來實現提高涂層表面使用耐受溫度、進而達到阻火、防火的效果。本專利技術公開的多功能阻尼鋼甲板涂層順應世界艦船涂料技術發展的方向，基于互穿網絡核殼乳液合成和納米級有機-無機雜化共混技術制備了全新的水基多功能船用阻尼涂層，具有復合損耗因數高、阻尼溫域寬；密度輕、無毒、防火阻燃、常溫固化、附著力強、 力學強度高、施工方便，適合于艦船倉室的平面或復雜曲面部位的減振降噪。常溫固化，易厚涂，施工工藝簡便；無溶劑施工，不污染環境，不影響其它工種明火作業。
技術實現思路
本專利技術的目的在于克服現有技術存在的不足，提供一種以膠乳互穿網絡聚合物( LIPN )為主要成膜基料，經有機-無機雜化制備而成的多功能船用甲板降噪阻尼涂層。本專利技術的另一目的在于提供該多功能船用甲板降噪阻尼涂層的制備方法。為達到上述目的，本專利技術采取了如下的技術方案一種多功能船用甲板降噪阻尼涂層，按重量份計，由以下組分組成高固含量的水乳膠互穿網絡聚合物乳液(固含量為40%) :100 ；高固含量的功能型有機硅偶聯劑改性硅溶膠(固含量約為30-35%) :5-12 ;無機粉狀填料2_5 ;(填料包括空心玻化微珠、片狀云母粉、珍珠巖等一種或幾種)；阻燃劑3_5 ；(阻燃劑包括磷酸鋁(超細)、3· 5水硼酸鋅、聚磷酸銨(APP)、氯化石蠟-52 (或氯化石蠟-70)等一種或幾種)；補強骨料10-15 (補強骨料包括細氯丁橡膠粉或再生膠粉，一種或兩種)，目數在 40-60目(或篩網孔徑在O. 25 -O. 425mm))；顏料3_5 (如大紅粉、鈦菁綠G等，或也可根據用戶要求顏色專門配色)；其它助劑如乳膠防凍劑如乙二醇0.025-0.05 ;防霉防腐劑如異噻唑啉酮類等，添加量在均在O. 025-0. 05其中，水乳型互穿網絡聚合物乳液的合成采用所熟知的乳液聚合方法，采用半連續預乳化(種子乳液)分步乳液聚合合成工藝，按不同單體配比和不同加料方式可制備不同的硬核軟殼乳膠LIPN組合物。一般分步乳液聚合合成工藝如下(1)網絡I的乳液聚合在裝有電動攪拌器、回流冷凝管、溫度計及滴液漏斗的四口反應器中一邊攪拌一邊加入事先配制好的乳化體系，加熱至60-75°C，然后分別滴加第一網絡單體(含有交聯劑)及1/3引發劑，恒溫30分鐘，緩慢升溫至80°C，待整個體系開始反應時，滴加剩余2/3引發劑，在80-85°C下恒溫反應2小時，得到種子膠乳。(2)網絡II的乳液聚合將上述種子膠乳自然冷卻至60°C，加入含有交聯劑的第二網絡單體，溶脹I小時后將整個體系的溫度緩慢升至80°C，待體系開始反應時，滴加第二部分引發劑，在80-95°C 下恒溫反應2小時，冷卻至室溫，紗布過濾，裝瓶密封待用于復合雜化、干燥成膜性能測試。上述技術方案中，所述的硬核軟殼乳膠組合物由以下成分配方經聚合而成聚合單體甲基丙烯酸(MA):苯乙烯(St):丙烯酸丁酯(nBA):甲基丙烯酸丁酯 (BMA)比例5 30 60 10 (均為體積比)交聯劑二乙烯基苯0. 2-0. 5% (聚合單體總量的質量百分比計，下同)陰離子表面活性劑(為十二烷基苯磺酸鈉)0. 5- 2. 5% ；非離子表面活性劑(為壬基酚聚氧乙烯醚)0. 2-1. 0% ；緩沖劑、中和劑、pH調節劑(為碳酸氫鈉及氨水)0. 3-0. 6% ；引發劑(為過硫酸鉀)1· 2-2. 本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種多功能船用甲板降噪阻尼涂層，其特征在于，以重量份計，由以下組分組成：水乳膠互穿網絡聚合物乳液：100；功能型有機硅偶聯劑改性硅溶膠：5?12；無機粉狀填料：2?5；阻燃劑：3?5；補強骨料：10?15顏料：3?5；乳膠防凍劑：0.025?0.05；防霉防腐劑：0.025?0.05。

【技術特征摘要】
1.一種多功能船用甲板降噪阻尼涂層，其特征在于，以重量份計，由以下組分組成 水乳膠互穿網絡聚合物乳液100 ；功能型有機硅偶聯劑改性硅溶膠5-12 ；無機粉狀填料2-5 ；阻燃劑3_5 ；補強骨料10-15 顏料3_5 ；乳膠防凍劑0. 025-0. 05 ；防霉防腐劑0. 025-0. 05。2.根據權利要求1所述的一種多功能船用甲板降噪阻尼涂層，其特征在于，所述的水乳膠互穿網絡聚合物為硬核軟殼LIPN乳膠組合物；按重量百分比計，該硬核軟殼乳膠組合物由以下組分組成聚合單體；60%交聯劑聚合單體總量的O. 2 - O. 5% ；陰離子表面活性劑聚合單體總重量的O. 5 - 2. 5% ；非離子表面活性劑聚合單體總重量的O. 2 -1. 0% ；碳酸氫鈉聚合單體總重量的O. 3 - O. 6% ；氨水聚合單體總重量的O. 3 - O. 6% ；引發劑聚合單體總重量的1. 2 - 2. 0% ；蒸餾水控制乳液固含量在40%。3.根據權利要求3所述的一種多功能船用甲板降噪阻尼涂層，其特征在于，所述聚合單體的組成為，以體積比計，甲基丙烯酸苯乙烯丙烯酸丁酯甲基丙烯酸丁酯=5 30 60 10 ;交聯劑為二乙烯基苯；陰離子表面活性劑為十二烷基苯磺酸鈉；非離子表面活性劑為壬基酚聚氧乙烯醚；引發劑為過硫酸鉀。4.根據權利要求1所述的一種多功能船用甲板降噪阻尼涂層，其特征在于，以重量份計，所述的功能型有...

【專利技術屬性】
技術研發人員：朱培新，沈榮明，
申請(專利權)人：湖州市匯誠船用敷料有限公司，
類型：發明
國別省市：