一種水性隔音防腐涂料用乳液及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種水性隔音防腐涂料用乳液及其制備方法，具體用于鐵路軌道交通車體的具有高柔韌性、抗沖擊性和耐候性、耐酸堿腐蝕、阻尼溫域?qū)?、阻尼抗振?fù)合損耗因數(shù)高等特點(diǎn)的水性隔音阻尼涂料。本發(fā)明特別適用于車輛減振降噪領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]本發(fā)明涉及的水性隔音防腐涂料用乳液運(yùn)用在車輛上。隨著我國(guó)火車、地鐵、高鐵向高檔化發(fā)展，對(duì)隔音防腐涂料的性能提出了更高的要求，要求在較寬溫度范圍內(nèi)具有很好的隔音阻尼效果。目前國(guó)產(chǎn)涂料其低溫阻尼性能不能滿足鐵標(biāo)要求，主要是水性基體樹(shù)脂材料性能達(dá)不到要求，存在水性隔音防腐乳液對(duì)底材的附著力及其持久性差、水性阻尼乳液溫度大于或小于25°C阻尼性能降低、水性阻尼乳液固含量上不去從而影響施工性能等一系列不足。
[0003]互穿網(wǎng)絡(luò)聚合物(IPN或LIPN)是一種獨(dú)特的高分子共混物。它是由交聯(lián)聚合物I和交聯(lián)聚合物II各自交聯(lián)后所得的網(wǎng)絡(luò)連續(xù)地相互穿插而成的。IPN不同于接枝共聚物，因?yàn)樵贗PN中聚合物I和II之間未發(fā)生化學(xué)鍵結(jié)合；它也不同于相容的共混物，因?yàn)榫酆衔颕和II在IPN中存在各自的相，雖然相分離的微區(qū)尺寸小到只有幾百至一千埃。IPN的合成方法主要有分步法和同步法兩種。分步法是將已經(jīng)交聯(lián)的聚合物(第一網(wǎng)絡(luò))置入含有催化劑、交聯(lián)劑等的另一單體或預(yù)聚物中，使其溶脹，然后使第二單體或預(yù)聚體就地聚合并交聯(lián)形成第二網(wǎng)絡(luò)，所得產(chǎn)品稱分步互穿聚合物網(wǎng)絡(luò)。同步法，是將兩種或多種單體在同一反應(yīng)器中按各自聚合和交聯(lián)歷程進(jìn)行反應(yīng)，形成同步互穿網(wǎng)絡(luò)。此外，由IPN的聚合機(jī)理決定了聚合物I /聚合物II IPN(聚合物I為第一網(wǎng)絡(luò)，聚合物II為第二網(wǎng)絡(luò))的結(jié)構(gòu)和性能不同于聚合物II /聚合物I IPN(聚合物II為第一網(wǎng)絡(luò)，聚合物I為第二網(wǎng)絡(luò))。
[0004]雖然現(xiàn)有技術(shù)中已存在以互穿網(wǎng)絡(luò)聚合物形成的涂料用乳液的報(bào)道，但本領(lǐng)域仍然需要研發(fā)一種具有阻尼溫域?qū)?、?fù)合損耗因數(shù)高的水性隔音防腐涂料用乳液。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的目的是提供一種水性隔音防腐涂料用乳液及其制備方法。本發(fā)明的水性隔音防腐涂料用乳液采用互穿網(wǎng)絡(luò)聚合物乳液合成技術(shù)，體系包括網(wǎng)絡(luò)I和網(wǎng)絡(luò)II兩部分。主要由苯乙烯、丙烯酸丁酯、二乙烯苯、丙烯酸、N-羥甲基丙烯酰胺、氨水、乳化劑、弓I發(fā)劑、緩沖劑和水制備得到。
[0006]因此，本發(fā)明提供一種水性隔音防腐涂料用乳液，所述乳液由網(wǎng)絡(luò)I和網(wǎng)絡(luò)II以互穿網(wǎng)絡(luò)聚合物(LIPN)乳液合成技術(shù)制備得到，其中，網(wǎng)絡(luò)I的原料包括苯乙烯30?40份、丙烯酸丁酯5?8份、二乙烯苯(DVB) 0.1?0.2份、丙烯酸0.3?I份、乳化劑OP-1O (辛烷基苯酚聚氧乙烯醚)和MS-1 (烷基酚醚磺基琥珀酸酯鈉鹽)、引發(fā)劑、堿性pH值調(diào)節(jié)劑、緩沖劑和水，網(wǎng)絡(luò)II的原料包括苯乙烯5?8份、丙烯酸丁酯50?55份、二乙烯苯(DVB) 0.1?0.2份、N-羥甲基丙烯酰胺0.1?0.5份、引發(fā)劑、堿性pH值調(diào)節(jié)劑和水。
[0007]優(yōu)選地，所述乳化劑OP-1O為0.5?1.0份和MS-1為3.0?5.0份。本發(fā)明中通過(guò)使用特定成份和份量的(網(wǎng)絡(luò)I和網(wǎng)絡(luò)II )單體、特定成份和份量的復(fù)配乳化劑，使得本發(fā)明制備得到的水性隔音防腐涂料用乳液具有阻尼溫域?qū)?、?fù)合損耗因子高的特點(diǎn)。用本乳液配制的阻尼涂料在-10?50°C連續(xù)溫域內(nèi)具有很好的阻尼效果，其復(fù)合損耗因數(shù)大于等于0.05且小于等于1.7。
[0008]優(yōu)選地，所述網(wǎng)絡(luò)I和網(wǎng)絡(luò)II中的引發(fā)劑均為過(guò)硫酸鉀和/或過(guò)硫酸銨，且網(wǎng)絡(luò)I和網(wǎng)絡(luò)II中的引發(fā)劑均為0.2?0.3份。
[0009]優(yōu)選地，所述網(wǎng)絡(luò)I和網(wǎng)絡(luò)II中的堿性PH值調(diào)節(jié)劑均為氨水，其用量在網(wǎng)絡(luò)I和網(wǎng)絡(luò)II中均為0.1?0.5份。
[0010]優(yōu)選地，所述緩沖劑選自磷酸氫鈉、磷酸氫二鈉和碳酸氫鈉中的一種或多種，其用量為0.1?0.3份。
[0011]在一種具體的實(shí)施方式中，所述網(wǎng)絡(luò)II中還含有緩沖劑0.1?0.3份。
[0012]優(yōu)選地，所述網(wǎng)絡(luò)I中的水為80?100份，網(wǎng)絡(luò)II中的水為10?20份。
[0013]在一種具體的實(shí)施方式中，所述網(wǎng)絡(luò)II中還含有丙烯酸0.3?I份。
[0014]在一種具體的實(shí)施方式中，網(wǎng)絡(luò)1:苯乙烯30?40份；丙烯酸丁酯5?8份；DVB0.1?0.2份；丙烯酸0.3?I份；0Ρ_10(λ 5?L O份；MS_13.0?5.0份；過(guò)硫酸鉀0.2?0.3份；磷酸氫鈉0.2?0.3份；氨水0.1?0.5份；水80?100份。網(wǎng)絡(luò)I1:苯乙烯5?8份；丙烯酸丁酯50?55份；DVB (二乙烯苯)0.1?0.2份；N_羥甲基丙烯酰胺0.1?0.5份；氨水0.1?0.5份；過(guò)硫酸鉀0.2?0.3份；水10?20份。
[0015]本發(fā)明還提供一種上述乳液的制備方法，包括如下步驟:
[0016]I)配制下述幾種液體:將引發(fā)劑用水溶解配成引發(fā)劑溶液；另將苯乙烯、丙烯酸丁酯、丙烯酸、OP-10、MS-1、二乙烯苯及水按網(wǎng)絡(luò)I的原料份數(shù)配比進(jìn)行預(yù)乳化，得到待滴加的預(yù)乳化液；并向反應(yīng)容器中加入水和緩沖劑，攪拌，升溫至65?75°C，得到緩沖液；
[0017]2)向所述緩沖液中同時(shí)滴加所述預(yù)乳化液和引發(fā)劑溶液，進(jìn)行聚合反應(yīng)，反應(yīng)溫度控制在75?90°C，同時(shí)控制滴加速度使反應(yīng)物料在1.5?2.5h內(nèi)滴完，反應(yīng)中和/或反應(yīng)后加入堿性pH值調(diào)節(jié)劑，降溫靜置，制得含網(wǎng)絡(luò)I的種子乳液；
[0018]優(yōu)選步驟2)中降溫為降至室溫，靜置時(shí)間為12小時(shí)左右。
[0019]3)將苯乙烯、丙烯酸丁酯、二乙烯苯、N-羥甲基丙烯酰胺及可選擇的丙烯酸按網(wǎng)絡(luò)II的原料份數(shù)配比進(jìn)行預(yù)混合，得到混合液；將所述混合液加入所述含網(wǎng)絡(luò)I的種子乳液中，攪勻靜置，再將網(wǎng)絡(luò)II中所需的引發(fā)劑溶液滴加在其中，以與步驟2)相同范圍的溫度和滴加時(shí)間進(jìn)行聚合反應(yīng)，之后保溫反應(yīng)；并在反應(yīng)中和/或反應(yīng)后加入堿性pH值調(diào)節(jié)劑；得到所述水性隔音防腐涂料用乳液。
[0020]本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的，網(wǎng)絡(luò)II中的水份最好是加在引發(fā)劑中或堿性pH值調(diào)節(jié)劑中，而本步驟的所述混合液中最好是不加水。此外，步驟3)中攪勻靜置的時(shí)間例如為I小時(shí)。
[0021]本發(fā)明提供的隔音防腐乳液具有穩(wěn)定性高、固體含量高、阻尼溫域?qū)?、?fù)合損耗因數(shù)高、機(jī)械性能高等特點(diǎn)。本發(fā)明提供的隔音防腐乳液的制備方法簡(jiǎn)單易控，所得產(chǎn)品效果好。
【具體實(shí)施方式】
[0022]以下結(jié)合具體的實(shí)施例說(shuō)明本發(fā)明，本發(fā)明的范圍并不限于實(shí)施例中的方案。在本發(fā)明中，如無(wú)特殊說(shuō)明，其中的份均指重量份。
[0023]實(shí)施例1
[0024]本例中的水性隔音防腐涂料用乳液由下述配比的原料制備得到。網(wǎng)絡(luò)1:苯乙烯30份;丙烯酸丁醋5份；DVB0.1份;丙烯酸0.5份；0P-100.5份；MS_13.0份;過(guò)硫酸鉀0.2份；磷酸氫鈉0.2份；氨水0.1份；水80份。網(wǎng)絡(luò)I1:苯乙烯8份；丙烯酸丁酯55份；DVB0.2份；N-羥甲基丙烯酰胺0.5份；丙烯酸0.3份；氨水0.5份；過(guò)硫酸鉀0.3份；水20份。
[0025]該水性隔音防腐涂料用乳液的制備方法為:
[0026](I)將過(guò)硫酸鉀用水溶解好，配成5 %的溶液；
[0027](2)將苯乙烯、丙烯酸丁酯、丙烯酸、0P-10、MS_1、DVB及水