減振降噪阻尼涂料的技術綜述

黃淑芬

摘 要：阻尼涂料是一種能減弱振動、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的專利申請情況，并分析阻尼涂料的發展狀況以及發展趨勢。

關鍵詞：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展，然而，在快速發展的同時，一些問題也隨之而來。高速列車運行所引起的振動噪音十分劇烈，且當高速列車穿越城市，其振動與噪音不僅給車廂內的旅客帶來不適，而且還嚴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，可廣泛應用于飛機、船舶、車輛和各種機械的減振和降噪。由于阻尼涂料可直接噴涂在結構表面上，故施工方便，尤其對結構復雜的表面更能體現出它的優越性[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國內的專利申請情況、阻尼涂料的現狀和發展進行分析。

2 阻尼涂料的專利技術分析

（1）阻尼涂料申請量的變化趨勢。對1995-2014年間我國每年阻尼涂料的申請量進行統計。統計結果如圖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，可能是因為國內申請由于未滿18月而未進行公開，導致在CNABS中檢索不到，同時部分PCT申請還未進入中國國家階段。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）從專利申請看技術發展以及趨勢。統計分析了2010-2015年間阻尼涂料專利申請的技術要點，從而可知近年來我國阻尼涂料的發展狀況以及未來的發展趨勢。由圖2可知，大部分申請人著眼于整個涂料體系，通過選擇合適的成膜物、添加阻尼填料、調整配方配比等，從而改善阻尼涂料的阻尼性能。同時，也有相當一部分申請人采用互穿網絡結構聚合物，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構的聚合物，從而制得阻尼涂料。

分析技術要點主要在整個涂料配方的專利申請發現，多數專利申請所采用的丙烯酸酯樹脂以及聚氨酯樹脂，例如申請號CN201510629050[2]，該發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，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，例如申請號CN201310569556[3]采用秸稈粉末、植物纖維作為阻尼填料，制得阻尼性能好、環保的涂料。申請號CN201310441601[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，例如申請號CN201510138076[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）丙酸為擴鏈劑，1-甲基-2-吡咯烷酮為溶劑制備聚氨酯預聚體，再加入環氧樹脂形成互穿聚合物網絡，所制備的涂料有效地結合了聚氨酯和環氧樹脂的優點，有效地提高了涂料的阻尼性能、拉伸強度、以及熱穩定性。也有部分申請人制備具有特殊結構的聚合物，如核殼結構聚合物、超支化聚合等，例如申請號CN201410240485[6]采用“核-殼”型硅丙-相變材料乳液，申請號CN201510143257[7]合成一種含端羥基的超支化聚氨酯。當然還有相當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，例如申請號CN201110306649[8]中，乳液基料采用不同Tg的2～3種乳液復合組成。

通過分析近年來阻尼涂料的專利申請發現，為了提高阻尼性能，大部分申請人采用調整配方的方式以改善阻尼性能。同時，也有相當部分申請人則從改善起到粘結劑作用的聚合物入手，如共混、互穿網絡、核殼、超支化等多種方式進行改進。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生滯后現象產生力學損耗而實現的，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，由于對聚合物改性或合成，所需用的研究技術較高，因此，許多企業僅僅通過調整配方以期改善阻尼性能，相信隨之科學技術的發展，對聚合物改性或合成將會得到越來越多的關注。

參考文獻：

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