減振降噪阻尼涂料的技術(shù)綜述

黃淑芬

摘 要：阻尼涂料是一種能減弱振動(dòng)、降低噪音的功能性涂料。本文將從專利申請的角度分析阻尼涂料在國內(nèi)的專利申請情況，并分析阻尼涂料的發(fā)展?fàn)顩r以及發(fā)展趨勢。

關(guān)鍵詞：減振降噪；阻尼涂料；專利分析

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.16.013

1 前言

近年來，我國高速列車快速發(fā)展，然而，在快速發(fā)展的同時(shí)，一些問題也隨之而來。高速列車運(yùn)行所引起的振動(dòng)噪音十分劇烈，且當(dāng)高速列車穿越城市，其振動(dòng)與噪音不僅給車廂內(nèi)的旅客帶來不適，而且還嚴(yán)重干擾沿線居民的正常生活。

高分子阻尼涂料是以高分子聚合物為基料制得的具有減振、隔聲和一定密封性的特種涂料，可廣泛應(yīng)用于飛機(jī)、船舶、車輛和各種機(jī)械的減振和降噪。由于阻尼涂料可直接噴涂在結(jié)構(gòu)表面上，故施工方便，尤其對(duì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜的表面更能體現(xiàn)出它的優(yōu)越性[1]。因此，研制高分子阻尼涂料具有重大意義。

下面將從專利申請的角度對(duì)國內(nèi)的專利申請情況、阻尼涂料的現(xiàn)狀和發(fā)展進(jìn)行分析。

2 阻尼涂料的專利技術(shù)分析

（1）阻尼涂料申請量的變化趨勢。對(duì)1995-2014年間我國每年阻尼涂料的申請量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。統(tǒng)計(jì)結(jié)果如圖1所示。

從圖1可以明顯看出，2010年后，阻尼涂料的申請量大大增加，且在2012年后迅速增加。而2015年申請量沒有增加，反而減少，可能是因?yàn)閲鴥?nèi)申請由于未滿18月而未進(jìn)行公開，導(dǎo)致在CNABS中檢索不到，同時(shí)部分PCT申請還未進(jìn)入中國國家階段。申請量的迅速增加，說明隨著我國列車、汽車行業(yè)的繁榮，具有減震降噪作用的阻尼涂料的需求量也越來越大，因此研究阻尼涂料也顯得格外重要。

（2）從專利申請看技術(shù)發(fā)展以及趨勢。統(tǒng)計(jì)分析了2010-2015年間阻尼涂料專利申請的技術(shù)要點(diǎn)，從而可知近年來我國阻尼涂料的發(fā)展?fàn)顩r以及未來的發(fā)展趨勢。由圖2可知，大部分申請人著眼于整個(gè)涂料體系，通過選擇合適的成膜物、添加阻尼填料、調(diào)整配方配比等，從而改善阻尼涂料的阻尼性能。同時(shí)，也有相當(dāng)一部分申請人采用互穿網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)聚合物，制備阻尼性能良好的阻尼涂料。還有一部分采用共混不同聚合物或制備特殊結(jié)構(gòu)的聚合物，從而制得阻尼涂料。

分析技術(shù)要點(diǎn)主要在整個(gè)涂料配方的專利申請發(fā)現(xiàn)，多數(shù)專利申請所采用的丙烯酸酯樹脂以及聚氨酯樹脂，例如申請?zhí)朇N201510629050[2]，該發(fā)明提供一種阻尼性能好的涂料，所采用的聚合物為丙烯酸乳液。同時(shí)，有部分專利通過添加阻尼填料從而改善涂料的阻尼性能，主要阻尼填料為纖維、云母粉等，例如申請?zhí)朇N201310569556[3]采用秸稈粉末、植物纖維作為阻尼填料，制得阻尼性能好、環(huán)保的涂料。申請?zhí)朇N201310441601[4]采用鋁纖維作為阻尼填料，鋁纖維的加入使得涂料吸音效果好。為了提高阻尼涂料的阻尼性能，部分申請人則從作為成膜物的聚合物入手，特別是制備IPN聚合物，例如申請?zhí)朇N201510138076[5]，以4，4-二苯基甲烷二異氰酸酯和聚四氫呋喃為單體，以1，4-丁二醇和2，2-雙（羥甲基）丙酸為擴(kuò)鏈劑，1-甲基-2-吡咯烷酮為溶劑制備聚氨酯預(yù)聚體，再加入環(huán)氧樹脂形成互穿聚合物網(wǎng)絡(luò)，所制備的涂料有效地結(jié)合了聚氨酯和環(huán)氧樹脂的優(yōu)點(diǎn)，有效地提高了涂料的阻尼性能、拉伸強(qiáng)度、以及熱穩(wěn)定性。也有部分申請人制備具有特殊結(jié)構(gòu)的聚合物，如核殼結(jié)構(gòu)聚合物、超支化聚合等，例如申請?zhí)朇N201410240485[6]采用“核-殼”型硅丙-相變材料乳液，申請?zhí)朇N201510143257[7]合成一種含端羥基的超支化聚氨酯。當(dāng)然還有相當(dāng)一部分申請人則選擇不同共聚物共混，以獲得阻尼性能良好的涂料，例如申請?zhí)朇N201110306649[8]中，乳液基料采用不同Tg的2～3種乳液復(fù)合組成。

通過分析近年來阻尼涂料的專利申請發(fā)現(xiàn)，為了提高阻尼性能，大部分申請人采用調(diào)整配方的方式以改善阻尼性能。同時(shí)，也有相當(dāng)部分申請人則從改善起到粘結(jié)劑作用的聚合物入手，如共混、互穿網(wǎng)絡(luò)、核殼、超支化等多種方式進(jìn)行改進(jìn)。由于阻尼涂料的阻尼作用主要通過聚合物特有的粘彈性從而發(fā)生滯后現(xiàn)象產(chǎn)生力學(xué)損耗而實(shí)現(xiàn)的，因此，從聚合物入手才能根本改善涂料的阻尼性能。而就目前而言，由于對(duì)聚合物改性或合成，所需用的研究技術(shù)較高，因此，許多企業(yè)僅僅通過調(diào)整配方以期改善阻尼性能，相信隨之科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，對(duì)聚合物改性或合成將會(huì)得到越來越多的關(guān)注。

參考文獻(xiàn)：

[1]關(guān)迎東，孫春龍，李海燕，張世珍，王紅，吳文格.有機(jī)高分子阻尼涂料的研究進(jìn)展[J].涂料工業(yè)，2011（09）：73-76.

[2]藍(lán)星（成都）新材料有限公司.一種阻尼性能好的涂料：中國，CN201510629050.0[P].2015，12（23）.

[3]青島晨訊通商貿(mào)有限公司.一種高效環(huán)保的建筑隔音涂料：中國， CN201310569556.8[P].2014，03（19）.

[4]國家電網(wǎng)公司，江西省電力科學(xué)研究院.一種吸音阻尼涂料：中國，CN201310441601.1[P].2014，01（01）.

[5]東南大學(xué).石墨烯改性聚氨酯-環(huán)氧樹脂水性阻尼涂料的制備方法：中國， CN201510138076.5[P].2015，06（10）.

[6]北京化工大學(xué)常州先進(jìn)材料研究院，馬鞍山聯(lián)洪合成材料有限公司.一種乘用車用減震降噪水性阻尼涂料及其制備方法：中國，CN201410240485.1[P].2014，08（13）.

[7]江門職業(yè)技術(shù)學(xué)院，五邑大學(xué)，江門市制漆廠有限公司.柔性可調(diào)的加核型超支化聚氨酯丙烯酸酯樹脂及制備方法：中國，CN201510143257.7[P].2015，06（10）.

[8]吉林大學(xué).車輛用水性阻尼涂料：中國，CN201110306649.2[P].2012，04（11）.