一种环境友好型的隔热高性能水性阻尼涂料及其制备方法技术领域
本发明属于涂料的技术领域，涉及一种环境友好型的隔热高性能水性阻尼涂料及
其制备方法。
背景技术
阻尼涂料是利用有机高分子材料所具有的粘弹性能，将声波的振动机械能转换为
热能耗散掉(即力学损耗)，从而达到减小振幅、降低振动、抑制噪声的目的。
随着社会越来越重视环保，水性阻尼涂料目前正被应用在汽车、火车、轮船、飞机、
工程机械和其他家用电器领域，起到隔声、吸声、减振和保温作用。阻尼涂料能够起到阻尼
减振效果，主要取决于涂层中高分子链段之间、高分子与填料之间以及填料之间的相互作
用，它们之间作用的强弱直接影响涂料的阻尼效果。由于水性阻尼涂料的应用环境复杂多
样，而现有技术中的水性阻尼涂料成本高，、隔热性能欠佳影响了水性阻尼涂料更广泛的实
际应用。因此，在保证水性阻尼涂料好的阻尼性能的同时，降低水性阻尼涂料的成本，增强
水性阻尼涂料的隔热性是水性阻尼涂料得到更广泛应用前应该要做的工作。
公开号为CN101693799B的中国发明专利通过加入石棉纤维，珍珠岩来提高水性阻
尼涂料的隔热性能，然而石棉纤维虽隔热性能好，但对人体有害，不适合在机车，船舶和建
筑领域使用。
公开号为CN103497657A的中国发明专利申请通过加入橡胶粉作为填料，来提高水
性阻尼涂料的阻尼性能，虽然最终此种水性阻尼涂料的阻尼性能较好，但是隔热性能不够
好，限制了该阻尼涂料的应用。
发明内容
为克服现有技术的缺点和不足，同时解决上述问题，本发明提供了一种环境友好
型的隔热高性能水性阻尼涂料。本发明在水性阻尼涂料体系中加入聚氨酯硬泡填料，来提
高水性阻尼涂料的阻尼性能和隔热性能。聚氨酯硬泡体是一种具有保温与防水功能的新型
合成材料，其导热系数低，仅0.022～0.033W/(m*Κ)。硬质聚氨酯泡沫塑料主要应用在建筑
物外墙保温，屋面防水保温一体化、冷库保温隔热、管道保温材料、建筑板材、冷藏车及冷库
隔热材等。聚氨酯硬泡的加入，既可以解决废弃聚氨酯硬泡的回收问题，又可以降低水性阻
尼涂料的成本，并且还增强了水性阻尼涂料的功能，一举三得。加入了聚氨酯硬泡后，此种
水性阻尼涂料的隔热和隔声降噪的功能突出，特别适合应用在建筑、交通领域。
本发明的另一目的在于提供上述环境友好型的隔热高性能水性阻尼涂料的制备
方法。
本发明的目的通过以下技术方案实现:
一种环境友好型的隔热高性能水性阻尼涂料，由以下按重量份的组分制备而成：
30-45份水性乳液；5-20份阻尼颜填料；10-20份聚氨酯硬泡；15-25份无机填料；5-10份阻燃
剂；1-5份防冻剂；0.5-1.0份基材润湿剂；1.0-5.0份水性润湿分散剂；0.5-2.0份水性消泡
剂；0.5-3.0份偶联剂；0.5-2.0份成膜助剂；0.5-1.5份增稠剂；5-10份水。
所述水性乳液为自交联的丙烯酸酯乳液，优选为纯丙弹性乳液，具有核壳结构的
硅丙乳液和具有核壳结构的纯丙乳液的混合物。所述水性乳液固含量均不低于40％，属于
同一离子型乳液，pH＝7-9。
所述纯丙弹性乳液的玻璃化温度为-20℃，具有核壳结构的硅丙乳液的玻璃化温
度为0℃，具有核壳结构的纯丙乳液的玻璃化温度为40℃。
所述纯丙弹性乳液、具有核壳结构的硅丙乳液、具有核壳结构的纯丙乳液的重量
比优选为(15～20)：(10～15)：(5～15)。
所述水性润湿分散剂为海明斯NUOSPERSE FX 365，Disponer 9250，Disponer W18
的一种。
所述水性消泡剂为海明斯DAPRO DF 1760，DAPRO DF 1181，Defom W082的一种。
所述增稠剂为羟甲基纤维素、羟乙基纤维素、羟乙基甲基纤维素的一种。
所述阻尼颜填料为硅橡胶粉或丁腈橡胶粉中的一种。所述阻尼颜填料粒度为400-
800目。
所述无机填料选自重钙、沉淀硫酸钡、云母粉和滑石粉中的一种以上。所述无机填
料的粒径为800目～1500目。
所述聚氨酯硬泡为由聚氨酯硬泡废料磨成的填料，细度为400目。
所述阻燃剂为三聚氰胺氰尿酸盐(HT-211)、硼酸锌(HT-207)六苯氧基环三磷腈
(HT-231)的一种。
所述防冻剂为丙二醇、异丙醇、丙二醇甲醚和丙二醇丁醚中的一种以上。
所述成膜助剂为醇酯十二、二丙二醇甲醚和二丙二醇丁醚中的一种。
所述偶联剂为硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂和铝酸酯偶联剂中的一种。
所述偶联剂为含氨基硅烷偶联剂，优选为江苏晨光偶联剂有限公司生产的CG-
602。
所述基材润湿剂选自迪高的Wet260，Wet270或Wet KL 245。
一种环境友好型的隔热高性能水性阻尼涂料的制备方法，包括以下步骤:
(1)将水性乳液分散均匀，得到乳基料；
(2)将无机填料、阻尼颜填料、聚氨酯硬泡和增稠剂在水中进行高速分散，得到混
合物；
(3)在中低搅拌速度下，将步骤(2)的混合物与步骤(1)的乳基料混合，加入基材润
湿剂、偶联剂、水性润湿分散剂、水性消泡剂、阻燃剂、防冻剂和成膜助剂，继续搅拌，真空消
泡，过滤，得到环境友好型的隔热高性能水性阻尼涂料。
步骤(1)中所述分散的转速为400-500r/min；步骤(2)中所述高速分散的条件为以
1200r/min-1500r/min的速度分散40-60分钟；步骤(3)中所述继续搅拌的时间为40-60分
钟；所述中低搅拌速度为400r/min-500r/min。
该方法制得的水性阻尼涂料的使用方法是涂覆于振动基材的表面，可以构成自由
阻尼结构，亦可以作为约束阻尼结构层的阻尼层材料，用其它适用材料做约束层。
聚氨酯硬泡是一种重要的聚氨酯合成材料，具有多孔性、相对密度小、比强度高等
特点，根据所用原料的不同和配方的变化可制成普通软泡、高回弹泡沫及硬泡等。其中聚氨
酯硬泡多为闭孔结构，具有绝热效果好、重量轻、比强度大、施工方便等优良特性，同时还具
有隔音、防震、电绝缘、耐热、耐寒、耐溶剂等特点，较低密度的聚氨酯硬泡主要用作隔热(保
温)材料，较高密度的聚氨酯硬泡可用作结构材料。
本发明的有益效果是:本发明的环境友好型的隔热高性能阻尼涂料，具有阻尼值
高、阻尼温域宽、隔热性能好等优点；在-10℃～50℃的温域范围内材料具有较高的损耗因
子平台，对基材的遮盖力好，装饰性强。同时本发明的制备方法简单易操作，绿色环保。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结
合具体实施例，进一步阐述本发明。
实施例1
一种环境友好型的隔热高性能水性阻尼涂料，由以下按重量份的组分制备而成:
Tg为-20℃的陶氏PRIMALTM AC-8556纯丙弹性乳液20份；Tg＝0℃、具有核壳结构的科力森
KLS-9345纯硅丙乳液15份；Tg＝40℃的具有核壳结构的科力森XL-788纯硅丙乳液10份；无
机填料(800目云母粉10份，800目重钙5份，1250目滑石粉5份)；400目聚氨酯硬泡粉15份；阻
尼颜填料400目硅橡胶粉5份(天津市明基金泰橡塑科技股份有限公司生产，400目)；阻燃剂
三聚氰胺氰尿酸盐(泰星化工的HT-211)5份；防冻剂(丙二醇)1.5份；基材润湿剂(迪高的
Wet260)0.5份；水性润湿分散剂(海明斯NUOSPERSE FX 365)1.0份；水性消泡剂(海明斯
DAPRO DF 1760)0.5份；含氨基硅烷偶联剂CG-602(江苏晨光偶联剂有限公司生产的CG-
602)0.5份；成膜助剂(醇酯十二)0.5份；增稠剂(羟乙基纤维素)0.5份；水5.0份。
所述环境友好型的隔热高性能水性阻尼涂料的制备方法，包括以下步骤:
(1)乳基料预混：将水性乳液在500r/min的速度下搅拌30分钟分散均匀，得到乳基
料；
(2)填料的研磨：将水、无机填料、阻尼颜填料、聚氨酯硬泡和增稠剂高速(1300r/
min)分散50分钟，得到混合物；
(3)在中低搅拌速度下(400r/min)，向步骤(2)的混合物中加入步骤(1)的乳基料，
加入偶联剂、基材润湿剂、水性润湿分散剂、水性消泡剂、阻燃剂、防冻剂和成膜助剂，充分
搅拌50分钟，最后做真空消泡(温度为25℃，真空度为0.06MPa)，过滤包装，得到环境友好型
的隔热高性能水性阻尼涂料。
本实施例制备的环境友好型的隔热高性能水性阻尼涂料的主要性能如表1所示：
表1 环境友好型的隔热高性能水性阻尼涂料的主要性能
项目
指标
阻尼因子峰值
1.12(25℃)
附着力(钢材)
1级
耐水性，60d
不透水，不起泡，不脱落
导热系数
0.028(25℃)
阻尼温域宽度
阻尼因子大于0.3的温域为-15℃～40℃
实施例2
一种环境友好型的隔热高性能水性阻尼涂料，由以下按重量份的组分制备而成：
水性乳液(Tg为-20℃的陶氏PRIMALTM AC-8556纯丙弹性乳液15份，Tg＝0℃、具有核壳结构
的科力森KLS-9345纯硅丙乳液15份，Tg＝40℃的具有核壳结构的科力森XL-788纯硅丙乳液
15份)；无机填料(800目重钙10份，800目云母粉5份，1250目滑石粉5份)；400目聚氨酯硬泡
粉10份；阻尼颜填料400目硅橡胶粉10份(天津市明基金泰橡塑科技股份有限公司生产，400
目)；阻燃剂硼酸锌(HT-207)5份；防冻剂(丙二醇)1.5份，基材润湿剂(迪高的Wet260)0.5
份；水性润湿分散剂(海明斯NUOSPERSE FX 365)1.0份；水性消泡剂(海明斯DAPRO DF
1760)0.5份；含氨基硅烷偶联剂CG-602(江苏晨光偶联剂有限公司生产的CG-602)0.5份；成
膜助剂(醇酯十二)0.5份；增稠剂(羟乙基纤维素)0.5份；水5.0份。
所述环境友好型的隔热高性能水性阻尼涂料的制备方法，包括以下步骤:
(1)乳基料预混：将水性乳液在500r/min的速度下搅拌30分钟分散均匀，得到乳基
料；
(2)填料的研磨：将水、无机填料、阻尼颜填料、聚氨酯硬泡和增稠剂高速(1200r/
min)分散60分钟，得到混合物；
(3)在中低搅拌速度下(400r/min)，向步骤(2)的混合物中加入步骤(1)的乳基料，
加入偶联剂、基材润湿剂、水性润湿分散剂、水性消泡剂、阻燃剂、防冻剂和成膜助剂，充分
搅拌60分钟，最后做真空消泡(温度为25℃，真空度为0.06MPa)，过滤包装，得到环境友好型
的隔热高性能水性阻尼涂料。
本实施例制备的环境友好型的隔热高性能水性阻尼涂料的主要性能如表2所示：
表2 环境友好型的隔热高性能水性阻尼涂料的主要性能
项目
指标
阻尼因子峰值
1.05(23℃)
附着力(钢材)
1级
耐水性，60d
不透水，不起泡，不脱落
导热系数
0.023(25℃)
阻尼温域
阻尼因子大于0.3的温域为-10℃～50℃
实施例3
一种环境友好型的隔热高性能水性阻尼涂料，由以下按重量份的组分制备而成：
水性乳液(Tg为-20℃的陶氏PRIMALTM AC-8556纯丙弹性乳液20份，Tg＝0℃、具有核壳结构
的科力森KLS-9345纯硅丙乳液10份，Tg＝40℃的具有核壳结构的科力森XL-788纯硅丙乳液
5份)；无机填料(800目重钙5份，800目云母粉10份，1250目滑石粉5份)；400目聚氨酯硬泡粉
15份；阻尼颜填料400目硅橡胶粉15份(天津市明基金泰橡塑科技股份有限公司生产，400
目)；阻燃剂硼酸锌(HT-207)5份；防冻剂(丙二醇)1.5份；基材润湿剂(迪高的Wet260)0.5
份；水性润湿分散剂(海明斯NUOSPERSE FX 365)1.0份；水性消泡剂(海明斯DAPRO DF
1760)0.5份；含氨基硅烷偶联剂CG-602(江苏晨光偶联剂有限公司生产的CG-602)0.5份；成
膜助剂(醇酯十二)0.5份；增稠剂(羟乙基纤维素)0.5份，水5.0份。
所述环境友好型的隔热高性能水性阻尼涂料的制备方法，包括以下步骤:
(1)乳基料预混：将水性乳液在500r/min的速度下搅拌30分钟分散均匀，得到乳基
料；
(2)填料的研磨：将水、无机填料、阻尼颜填料、聚氨酯硬泡和增稠剂高速(1400r/
min)分散50分钟，得到混合物；
(3)在中低搅拌速度下(500r/min)，向步骤(2)的混合物中加入步骤(1)的乳基料，
加入偶联剂、基材润湿剂、水性润湿分散剂、水性消泡剂、阻燃剂、防冻剂和成膜助剂，充分
搅拌45分钟，最后做真空消泡(温度为25℃，真空度为0.06MPa)，过滤包装，得到环境友好型
的隔热高性能水性阻尼涂料。
本实施例制备的环境友好型的隔热高性能水性阻尼涂料的主要性能如表3所示：
表3 环境友好型的隔热高性能水性阻尼涂料的主要性能
项目
指标
阻尼因子峰值
1.15(24℃)
附着力(钢材)
1级
耐水性，60d
不透水，不起泡，不脱落
导热系数
0.028(25℃)
阻尼温域
阻尼因子大于0.3的温域为-10℃～40℃
实施例4
一种环境友好型的隔热高性能水性阻尼涂料，由以下按重量份的组分制备而成：
水性乳液(Tg为-20℃的陶氏PRIMALTM AC-8556纯丙弹性乳液20份，Tg＝0℃、具有核壳结构
的科力森KLS-9345纯硅丙乳液10份，Tg＝40℃的具有核壳结构的科力森XL-788纯硅丙乳液
10份)；无机填料(800目重钙5份，800目云母粉5份，1250目滑石粉5份)；400目聚氨酯硬泡粉
10份，阻尼颜填料400目丁腈橡胶粉20份(天津市明基金泰橡塑科技股份有限公司生产，400
目)；阻燃剂硼酸锌(HT-207)5份；防冻剂(丙二醇)1.5份；基材润湿剂(迪高的Wet260)0.5
份；水性润湿分散剂(海明斯NUOSPERSE FX 365)1.0份；水性消泡剂(海明斯DAPRO DF
1760)0.5份；含氨基硅烷偶联剂CG-602(江苏晨光偶联剂有限公司生产的CG-602)0.5份；成
膜助剂(醇酯十二)0.5份；增稠剂(羟乙基纤维素)0.5份；水5.0份。
所述环境友好型的隔热高性能水性阻尼涂料的制备方法，包括以下步骤:
(1)乳基料预混：将水性乳液在500r/min的速度下搅拌30分钟分散均匀，得到乳基
料；
(2)填料的研磨：将水、无机填料、阻尼颜填料、聚氨酯硬泡和增稠剂高速(1300r/
min)分散50分钟，得到混合物；
(3)在中低搅拌速度下(400r/min)，向步骤(2)的混合物中加入步骤(1)的乳基料，
加入偶联剂、基材润湿剂、水性润湿分散剂、水性消泡剂、阻燃剂、防冻剂和成膜助剂，充分
搅拌50分钟，最后做真空消泡(温度为25℃，真空度为0.06MPa)，过滤包装，得到环境友好型
的隔热高性能水性阻尼涂料。
本实施例制备的环境友好型的隔热高性能水性阻尼涂料的主要性能如表4所示：
表4 环境友好型的隔热高性能水性阻尼涂料的主要性能
项目
指标
阻尼因子峰值
1.03(26℃)
附着力(钢材)
1级
耐水性，60d
不透水，不起泡，不脱落
导热系数
0.031(25℃)
阻尼温域
阻尼因子大于0.3的温域为-10℃～45℃
实施例5
一种环境友好型的隔热高性能水性阻尼涂料，由以下按重量份的组分制备而成：
水性乳液(Tg为-20℃的陶氏PRIMALTM AC-8556纯丙弹性乳液20份，Tg＝0℃、具有核壳结构
的科力森KLS-9345纯硅丙乳液10份，Tg＝40℃的具有核壳结构的科力森XL-788纯硅丙乳液
15份)；无机填料(800目重钙5份，800目云母粉5份，1250目滑石粉5份)；400目聚氨酯硬泡粉
10份；阻尼颜填料400目丁腈橡胶粉10份(天津市明基金泰橡塑科技股份有限公司生产，400
目)；阻燃剂硼酸锌(HT-207)10份；防冻剂(丙二醇)1.5份；基材润湿剂(迪高的Wet260)0.5
份；水性润湿分散剂(海明斯NUOSPERSE FX 365)1.0份；水性消泡剂(海明斯DAPRO DF
1760)0.5份；含氨基硅烷偶联剂CG-602(江苏晨光偶联剂有限公司生产的CG-602)0.5份；成
膜助剂(醇酯十二)0.5份；增稠剂(羟乙基纤维素)0.5份；水5.0份。
所述环境友好型的隔热高性能水性阻尼涂料的制备方法，包括以下步骤:
(1)乳基料预混：将水性乳液在400r/min的速度下搅拌30分钟分散均匀，得到乳基
料；
(2)填料的研磨：将水、无机填料、阻尼颜填料、聚氨酯硬泡和增稠剂高速(1500r/
min)分散40分钟，得到混合物；
(3)在中低搅拌速度下(400r/min)，向步骤(2)的混合物中加入步骤(1)的乳基料，
加入偶联剂、基材润湿剂、水性润湿分散剂、水性消泡剂、阻燃剂、防冻剂和成膜助剂，充分
搅拌50分钟，最后做真空消泡(温度为25℃，真空度为0.06MPa)，过滤包装，得到环境友好型
的隔热高性能水性阻尼涂料。
本实施例制备的环境友好型的隔热高性能水性阻尼涂料的主要性能如表5所示：
表5 环境友好型的隔热高性能水性阻尼涂料的主要性能
项目
指标
阻尼因子峰值
1.11(28℃)
附着力(钢材)
1级
耐水性，60d
不透水，不起泡，不脱落
导热系数
0.025(25℃)
阻尼温域
阻尼因子大于0.3的温域为-12℃～51℃
实施例6
一种环境友好型的隔热高性能水性阻尼涂料，由以下按重量份的组分制备而成：
水性乳液(Tg为-20℃的陶氏PRIMALTM AC-8556纯丙弹性乳液15份，Tg＝0℃、具有核壳结构
的科力森KLS-9345纯硅丙乳液10份，Tg＝40℃的具有核壳结构的科力森XL-788纯硅丙乳液
10份)；无机填料(800目重钙5份，800目云母粉5份，1250目滑石粉5份)；400目聚氨酯硬泡粉
10份；阻尼颜填料400目丁腈橡胶粉10份(天津市明基金泰橡塑科技股份有限公司生产，400
目)；阻燃剂硼酸锌(HT-207)10份；防冻剂(丙二醇)1.5份；基材润湿剂(迪高的Wet260)0.5
份；水性润湿分散剂(海明斯NUOSPERSE FX 365)1.0份；水性消泡剂(海明斯DAPRO DF
1760)0.5份；含氨基硅烷偶联剂CG-602(江苏晨光偶联剂有限公司生产的CG-602)0.5份；成
膜助剂(醇酯十二)0.5份；增稠剂(羟乙基纤维素)0.5份；水5.0份。
所述环境友好型的隔热高性能水性阻尼涂料的制备方法，包括以下步骤:
(1)乳基料预混：将水性乳液在400r/min的速度下搅拌30分钟分散均匀，得到乳基
料；
(2)填料的研磨：将水、无机填料、阻尼颜填料、聚氨酯硬泡和增稠剂高速(1300r/
min)分散50分钟，得到混合物；
(3)在中低搅拌速度下(450r/min)，向步骤(2)的混合物中加入步骤(1)的乳基料，
加入偶联剂、基材润湿剂、水性润湿分散剂、水性消泡剂、阻燃剂、防冻剂和成膜助剂，充分
搅拌60分钟，最后做真空消泡(温度为25℃，真空度为0.06MPa)，过滤包装，得到环境友好型
的隔热高性能水性阻尼涂料。
本实施例制备的环境友好型的隔热高性能水性阻尼涂料的主要性能如表6所示：
表6 环境友好型的隔热高性能水性阻尼涂料的主要性能
项目
指标
阻尼因子峰值
1.15(23℃)
附着力(钢材)
1级
耐水性，60d
不透水，不起泡，不脱落
导热系数
0.030(25℃)
阻尼温域
阻尼因子大于0.3的温域为-5℃～51℃
以上几种实施案例只是本发明较好的几种实施方式，以上内容所述为说明本发明
的基本原理，故本发明不受上述实施例的限制。在本发明的精神和范围的前提下，还会有各
种变化与改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。