高性能水性阻尼涂料基础乳液的制备与性能研究

发布时间：2020-09-19 10:52

　　近年来,噪声污染问题得到人们越来越多的重视。减震降噪材料的应用可以有效减小噪音和振动,但其安全性也不容忽视。在长期使用过程中,沥青阻尼材料以及溶剂型阻尼涂料不可避免地释放有毒有害物质,因此,环境友好型、阻尼性能优异的水性阻尼涂料应运而生。水性阻尼涂料是由基础乳液、助剂、填料、阻燃剂等调配而成。涂料的阻尼性能主要是由基础乳液的性能决定的,所以人们希望制备出阻尼性能优异的基础乳液,为后续水性阻尼涂料的制备奠定基础。基于以上所述,主要研究内容和结论如下:(1)以丙烯酸丁酯(BA)、丙烯酸异辛酯(2-EHA)、苯乙烯(St)、甲基丙烯酸甲酯(MMA)、丙烯腈(AN)为原料,制备了一系列有效阻尼温域不同的丙烯酸酯乳液,确定了低温阻尼性能较好(-61.15至5.80℃)的乳液配方和有效阻尼温域较宽(117.69℃)的乳液配方。(2)以聚丙烯酸异辛酯(PEHA)为研究对象,研究了不同粒径的PEHA乳胶粒子的制备方法,以及乳胶粒子粒径对PEHA乳液稳定性的影响。研究发现,改变电解质(Na_2CO_3)、分散介质(H_2O)、种子乳液的用量,可以制备出一系列粒径在95nm至350nm之间的单分散(PDI0.1)乳液。研究发现,乳胶粒子粒径在300nm左右时,乳液稳定性较好,乳液加入填料后,无凝胶的产生。(3)以聚四氢呋喃醚二醇(PTMG)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、二羟甲基丙酸(DMPA)、1,4-丁二醇(BDO)等为主要原料,蓖麻油(CO)、St、BA为改性剂,制备了一系列改性水性聚氨酯乳液,有效阻尼温域宽度最大可达到156.13℃。而后将这种宽温域改性水性聚氨酯乳液与之前实验中制得的低温阻尼性能较好的改性丙烯酸酯乳液进行物理共混,结果发现,共混后的乳液胶膜的有效阻尼温域宽度得到了进一步拓宽,有效阻尼温域宽度达到了166.8℃。
【学位单位】：长春工业大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：TQ630.1
【部分图文】：

曲线,损耗因子,温度变化曲线,聚合物

2 聚合物的阻尼2.1 阻尼机理高分子材料是目前应用十分广泛的阻尼材料。这类材料能通过链节链段变化吸收声能和机械能并将一部分转化为热量耗散掉，而在玻璃化转变温近，这一现象尤为显著，这就是高分子材料阻尼振动和声音的机理。由于这分子材料的损耗因子 tanδ 的峰值通常可以达到 0.1~0.2[7]。高分子材料的阻尼性能在玻璃化转变温度附近最为优秀，图 1-1 给出了因子随温度变化的曲线。通常认为 tanδ>0.3 时，材料的阻尼性能具有实际应材料的 tanδ>0.3 的温度区间被称为有效阻尼温域。当温度较低时高分子材态，温度较高时材料处于高弹态。而在这两种状态相互转化的玻璃化转变料为过渡态。这一状态下材料若发生形变将会产生很大的内摩擦，材料此的阻尼性能。均聚物的玻璃化转变区间较窄，相应的阻尼温域也较窄，很使用温度内都具有有效的阻尼性能。

容性,不同相,阻尼性能

中的 G 是摩尔损耗常数。根据表中列出的数据可以看出脂侧基拥有很高的摩尔损耗常数，其次是苯基。从这一理论出发，选择具有脂基、苯环或者甲氧基的单体可以制备出阻好的阻尼材料。（2）玻璃化转变温度对阻尼性能的影响高分子材料在玻璃化转变温度区间内具有较为突出的阻尼性能，因此材料转变温域的宽度以及其覆盖的温度范围，决定了材料阻尼温域的宽度，以及上的位置。均聚物的玻璃化转变区间较窄，只有 40-50℃，导致均聚物的阻尼温域也较的材料不能满足宽广使用温域条件下对阻尼性能的要求。二元或者多元共聚化转变区间会明显拓宽，拓宽的程度受到各组分之间相容性的影响。（3）共聚物中各组分相容性对阻尼性能的影响共聚物的阻尼性能很大程度上受到各组分之间相容性的影响，以二元共聚图 1-2 所示：

装置图,聚合反应装置

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