[其他]聚苯乙烯/聚丙烯酸丁酯乳胶互穿聚合物网铬阻尼材料的制备

说明书

本发明提供了合成一类乳胶互穿聚合物网络（ＩＰＮ）阻尼材料的方法。用此法合成的阻尼材料可直接涂敷于振动部件的表面，起到减振、消音作用。本发明首先用乳液聚合法合成以聚苯乙烯为基本组分的第一网络，之后再合成以聚丙烯酸丁脂为基本组分的第二网络。根据需要还可合成第三网络。用此法合成的阻尼材料具有宽广的阻尼温度范围和较强的阻尼特性。

聚苯乙烯/聚丙烯酸丁酯乳胶互穿聚合物网络阻尼材料的制备。

本发明涉及阻尼材料的合成，特别是一类乳胶互穿聚合物网络（IPN）阻尼材料的合成，该阻尼材料可涂敷于振动部件表面，起到减振、消音作用。

现有阻尼材料多为均聚物、无规共聚物、机械共混物、接枝和嵌段共聚物，均聚物和无规共聚物的有效阻尼温度范围较窄，一般只有20-30℃的温度范围，而机械共混物、接枝和嵌段共聚物中两组分的相容性往往不好，因而在相当于两均聚物的玻璃化转变区之间的温度区域内体系的阻尼性能不好。近年来出现了一种乳胶IPN聚合物共混体系，具有较好的阻尼特性，在US-3，833，404号专利中，Sperling对聚甲基丙烯酸甲酯/聚丙烯酸乙酯、聚苯乙烯/聚丙烯酸乙酯乳胶IPN阻尼体系提出了权项要求。

本发明的目的是以苯乙烯、丙烯酸丁酯为主要原料，合成出具有宽温度范围或指定温度区域的乳胶IPN阻尼材料。对CA文献库1969年以来的计算机检索结果证实，这方面的工作尚无人报道。

本发明的特点是合成的第一组分（即先合成的组分）是网状聚苯乙烯或其共聚物。第二组分（即后合成的组分）是网状聚丙烯酸丁酯。根据需要，还可以合成第三组分或更多的组分。本发明的实施方法是，首先用乳液聚合法合成第一组分。第一组分是网状聚苯乙烯，或苯乙烯-甲基丙烯酸酯、苯乙烯-丙烯酸酯网状共聚物中的一种。在第一组分聚合成完毕后，不加新的乳化剂，再在乳液中加入第二组分的单体交联剂和引发剂，引发聚合生成第二组分。两个组分的网络相互独立而又相互贯穿在一起。第二组分是网状聚丙烯酸丁酯，或丙烯酸丁酯-苯乙烯、丙烯酸丁酯-甲基丙烯酸酯、丙烯酸丁酯-其它丙烯酸酯网状共聚物中的一种。第一组分与第二组分的重量比可以是10/90-90/10，但以15/85-80/20为好。在此乳液中加入稳定剂、增稠剂和填料后即可作为阻尼涂料直接涂敷于振动部件表面。通过调整第一和第二组分中的共聚组成及两组分的重量比，阻尼材料的阻尼性能及温度范围可在很大范围内变化。如果需要，还可在已合成的乳胶IPN乳液中再加入第三组分的单体、交联剂和引发剂，形成三组分（三元）乳胶IPN阻尼材料。第三组分是网状聚丙烯酸丁酯或丙烯酸丁酯-苯乙烯、丙烯酸丁酯-甲基丙烯酸酯、丙烯酸丁酯-其它丙烯酸酯网状共聚物中的一种。第一、第二和第三组分不应具有完全相同的构成。用同样的方法还可以合成四元、五元IPN阻尼材料。其后续的组分是网状聚丙烯酸丁酯，苯乙烯-甲基丙烯酸酯、苯乙烯-丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯-丙烯酸酯网状共聚物。各组分不应具有完全相同的构成。所有组分均以二乙烯基苯为交联剂，其加入量为组分重量的0.1-10%，但以0.1-5%为好。各种分的合成顺序还可颠倒。

用上述方法合成的阻尼材料阻尼温度范围宽，阻尼因子较高。用该法还能根据不同的使用温度方便地合成出具有适用于指定温度区域的阻尼材料。作为阻尼涂料使用时它还具有节省有机溶剂、安全、毒性小的优点。

〔例1〕

在250份去离子水中加入50份10%的十二烷基硫酸钠水溶液，加热并搅拌，在温度达到60-65℃时，恒温，然后加入0.3份K₂S₂O₈，50份混有0.2份二乙烯基苯的苯乙烯，反应引发后聚合1小时，再在该乳液中加入0.3份K₂S₂O₈，50份混有1份二乙烯基苯的丙烯酸丁酯，反应引发后聚合1小时。铸膜、干燥后测其阻尼性能。图1显示了其阻尼因子η（η＝E″/E，E″和E分别为其损耗模量和贮能模量）的大小及随温度的变化情况。在-40-+60℃温度范围内其阻尼因子的值均在0.1以上，在-1-+60℃温度范围内，其阻尼因子的值均在0.4以上。

〔例2〕

在250份去离子水中加入50份10%的十二烷基硫酸钠水溶液，搅拌并加热，在温度达到60-65℃时，恒温，然后加入0.2份K₂S₂O₈，25份混有0.1份二乙烯基苯的苯乙烯，反应引发后聚合1小时，再在该乳液中加入0.2份K₂S₂O₈，25份混有0.1份二乙烯基苯的苯乙烯-丙烯酸丁酯混合物（1∶1），反应引发后聚合1小时。最后再在该乳液中加入0.3份K₂S₂O₈，50份混有0.2份二乙烯基苯的丙烯酸丁酯，反应引发后聚合1小时。铸膜并干燥后测其阻尼性能。其阻尼因子η的大小及随温度的变化情况见图2。该阻尼材料的特点是高温区的阻尼性能较强，在30-60℃温度范围内其阻尼因子的值均在0.5以上。