用于阻尼冲击和振动的方法技术

技术编号:32614351 阅读:17 留言:0更新日期:2022-03-12 17:42
本发明专利技术涉及一种用于衰减振动和/或冲击的方法,所述方法包括提供包括运动部件和与所述运动部件相接触的超分子聚合物的阻尼器组件,以及使所述运动部件经受所述振动和/或冲击,其中所述超分子聚合物通过使以下反应获得:包含由多个不可离子化的重复单元[单元(U)]组成的聚合物链[链(R)]的至少一种第一聚合物[聚合物(P1)],所述聚合物(P1)具有两个链末端(E1,E1

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于阻尼冲击和振动的方法
本申请要求于2019年7月17日提交的欧洲申请号19186857.9的优先权,出于所有目的将该申请的全部内容通过援引方式并入本申请。


[0001]本专利技术涉及一种用于阻尼冲击和振动的方法。

技术介绍

[0002]总体上,阻尼是在振荡系统内或振荡系统上的影响,其具有减少、限制或防止其振荡的作用。这典型地通过耗散存储在振荡中的能量来获得。阻尼器如减震器或缓冲筒是被设计为通过将冲击的动能转化成另一种形式的能量(典型地热量)其然后被耗散来吸收并且阻尼冲击脉冲的装置。
[0003]包括弹性体、凝胶和粘滞流体(也称作“阻尼弹性体”、“阻尼凝胶”和“阻尼流体”)的阻尼器被广泛应用在许多领域。例如,阻尼器被安装在摩天大楼和其他土木结构(例如,桥梁、塔、高架高速公路)中用于抑制地震和风引起的振动、被安装在输电线路、汽车、飞机和航天器中。在后者中,在机身、机翼和卫星部件中使用阻尼器用于振动和声音消减;此外,减震器被组装在悬挂系统中来吸收在穿越不平坦地形时在着陆和起飞过程中遇到的冲击。此外,扭转阻尼器被用于减少内燃机的曲轴中的扭转振动,因为这些振动可能使曲轴本身断裂或引起传动带、齿轮和附接部件失效。
[0004]如今,在25℃下粘度为从30'000至2'500'000cSt的高度粘性的硅油由于它们对振动、脉冲和运动幅度的高阻尼作用、它们良好的温度

粘度特性和它们的高剪切稳定性而被广泛地用作阻尼流体。所述硅油具有非常高的数均分子量(Mn),其在从约100'000至高于500'000范围内。
[0005]然而,具有高于100'000的Mn的硅油难以以良好的产率和纯度生产。它们的合成方法与具有更低Mn的硅油相比需要更高的温度和更短的反应时间;然而,在这些条件下,由于二次反应的干预,转化产率显著降低。因此,高度粘性的硅油的合成非常昂贵。
[0006]此外,目前用作阻尼流体的高度粘性的硅油受制于一些缺点,如对酸、碱和水分的敏感性,并且特别是热不稳定性。确实,由于长期暴露于高温(200℃或甚至更高),高度粘性的硅油随时间的推移逐渐硬化,直到它们变得无法使用并且必须被替换。再进一步,随着硅油的粘度增加,所述高度粘性的硅油的热不稳定性变得更明显。
[0007]此外,所述高度粘性的硅油不易回收。
[0008]硅酮弹性体和硅酮凝胶也被用作阻尼材料,特别是在振动导致噪音或甚至损坏的设备中。例如,Journal of Sound and Vibration[声音与振动杂志](1972)21(2),133

147披露了在应用于飞机面板的人工阻尼处理中使用硅酮弹性体以减少对声激励的响应。然而,它们的阻尼特性受到聚合物骨架的内在性质的限制。此外,所述硅酮凝胶和硅酮弹性体也难以回收。
[0009]因此,需要提供旨在用于若干种阻尼应用中的材料,这些材料具有高阻尼特性并
且可以通过简单并且快速的合成方法制备。

技术实现思路

[0010]在第一方面,本专利技术涉及一种用于衰减振动和/或冲击的方法,所述方法包括:

提供阻尼器组件,所述阻尼器组件包括至少一个运动部件和与所述至少一个运动部件相接触的至少一种超分子聚合物,所述超分子聚合物通过使以下反应获得:a)包含由多个不可离子化的重复单元[单元(U)]组成的聚合物链[链(R)]的至少一种第一聚合物[聚合物(P1)],所述聚合物(P1)具有两个链末端(E1,E1

),每个末端包含至少一个可离子化的酸基;b)包含由多个重复单元[单元(U)]组成的聚合物链[链(R)]的至少一种第二聚合物[聚合物(P2)],所述链(R)与聚合物(P1)的链(R)相同或不同,并且所述聚合物(P2)具有两个链末端(E2,E2

),每个末端包含至少一个可离子化的氨基,优选地,所述聚合物(P1)和(P2)的链(R)独立地选自完全或部分氟化的聚氧亚烷基链、聚烷基硅氧烷链、聚氧亚烷基链、聚碳酸酯链、聚酯链和聚丁二烯链,以及

使所述至少一个运动部件经受所述振动和/或冲击,以衰减所述振动和/或冲击。
[0011]在第二方面,本专利技术涉及一种阻尼器组件,其包括至少一个运动部件和与所述至少一个运动部件相接触的如以上定义的至少一种超分子聚合物。
[0012]本申请人已经出人意料地发现以上确定的超分子聚合物具有高阻尼特性。特别地,本申请人已经出人意料地发现,当与具有与聚合物(P1)和(P2)类似性质的链并具有类似(或甚至更高)分子量的聚合物(但这些聚合物没有以离子方式互联以形成超分子聚合物)相比时,通过使具有给定链(R)和给定分子量的至少一种聚合物(P1)和至少一种聚合物(P2)反应获得的超分子聚合物具有显著提高的阻尼特性。最终,本申请人已经令人关注地发现,从聚合物(P1)和(P2)开始可以获得改进的阻尼特性,这些聚合物的分子量显著低于本领域已知的阻尼流体的分子量,并且因此更容易合成。
[0013]本申请人还已经令人关注地发现,以上确定的超分子聚合物的阻尼特性可以通过改变聚合物(P1)和(P2)的链(R)的化学结构、它们的分子量和所述聚合物(P1)与(P2)之间的摩尔比容易地调整。此外,本申请人已经出人意料地发现,通过改变聚合物(P1)和(P2)的分子量和化学计量但不改变链(R)的化学结构,可以容易地将以上确定的超分子聚合物的阻尼特性从弹性材料调整为粘滞流体。
附图说明
[0014]图1是描绘与用作对比实例的Alpa LSR 1302901 A/B的tan(δ)曲线相比,样品C1、C2

A、C2

B的tan(δ)随着温度(℃)的变化的图。
[0015]图2是描绘与用作对比实例的Alpa LSR 1302901 A/B的W
d
曲线相比,样品C1、C2

A、C2

B的每周期耗散能(W
d
)随着温度(℃)的变化的图。
[0016]图3是描绘与用作对比实例的612A/B的tan(δ)曲线相比,样品C2

C、C3的tan(δ)随着温度(℃)的变化的图。
[0017]图4是描绘与用作对比实例的612A/B的W
d
曲线相比,样品C2

C、C3的每周期耗散能(W
d
)随着温度(℃)的变化的图。
[0018]图5是描绘与用作对比实例的具有不同分子量的三甲基甲硅烷氧基封端的聚二甲基硅氧烷的η*曲线相比,样品C4、C5的复数粘度(η*)随着温度(℃)的变化的图。
[0019]图6是描绘与用作对比实例的聚(丙二醇)(Mn 4000)的η*曲线相比,样品C6的复数粘度(η*)随着温度(℃)的变化的图。
[0020]图7是描绘与用作对比实例的YR的η*曲线相比,样品C7的复数粘度(η*)随着温度(℃)的变化的图。
具体实施方式...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于衰减振动和/或冲击的方法,所述方法包括:

提供阻尼器组件,所述阻尼器组件包括至少一个运动部件和与所述至少一个运动部件相接触的至少一种超分子聚合物,所述超分子聚合物通过使以下反应获得:a)包含由多个不可离子化的重复单元[单元(U)]组成的聚合物链[链(R)]的至少一种第一聚合物[聚合物(P1)],所述聚合物(P1)具有两个链末端(E1,E1

),每个末端包含至少一个可离子化的酸基;b)包含由多个重复单元[单元(U)]组成的聚合物链[链(R)]的至少一种第二聚合物[聚合物(P2)],所述链(R)与聚合物(P1)的链(R)相同或不同,并且所述聚合物(P2)具有两个链末端(E2,E2

),每个末端包含至少一个可离子化的氨基,优选地,所述聚合物(P1)和(P2)的该链(R)独立地选自完全或部分氟化的聚氧亚烷基链、聚烷基硅氧烷链、聚氧亚烷基链、聚碳酸酯链、聚酯链和聚丁二烯链,以及

使所述至少一个运动部件经受所述振动和/或冲击,以衰减所述振动和/或冲击。2.根据权利要求1所述的方法,其中,所述阻尼器组件选自包括以下的组:缓冲筒;减震器,诸如双筒减震器、单筒减震器、正敏感阻尼(PSD)减震器和加速度敏感阻尼(ASD)减震器;旋转阻尼器;调谐质量阻尼器;粘性联轴器;粘性风扇离合器和扭转粘滞阻尼器。3.根据权利要求1或2所述的方法,其中,聚合物(P1)和聚合物(P2)是无定形的并且具有低于

35℃、优选地从

35℃至

120℃的T
g
,并且其中,聚合物(P1)的当量与聚合物(P2)的当量之间的比率优选地在从1.4至0.6、更优选地从1.2至0.8、甚至更优选地从1.1至0.9的范围内。4.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其中,聚合物(P1)的这些链末端(E1,E1

),彼此相同或不同,符合下式(E1

A):(E1

A)

B1

(E
A
)
m
其中:E
A
表示

COOH、

P(O)(OR
EA
)2或

S(O)2OH基团,其中,R
EA
之一是氢并且另一个是氢或直链或支链的烷基,优选地C1‑
C4烷基;m是等于或大于1的正数,m优选地是2;B1是优选地包含从1至20个碳原子并且可能包含一个或多于一个杂原子的烃基,所述一个或多于一个杂原子优选地选自N、S和O;B1优选地包含至少一个环状烃基,所述环状烃基优选地选自:脂环族基团、芳香族基团、杂环基团和杂芳香族基团;B1优选地包含选自以下的基团中的一个或多个:

O



S



C(O)



OC(O)O



OC(O)NH



NH

C(O)

、OC(O)S



SC(O)S



NHC(O)NH



NH

C(=S)和

NHC(S)NH

。5.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其中,聚合物(P2)的这些链末端(E2,E2

),彼此相同或不同,符合下式(E2

A):(E2

A)

B2

(N(R
P2
)2)
p
其中:每个R
P2
,在每次出现时彼此相同或不同,是氢或直链或支链的烷基,优选地C1‑
C4烷基;p是等于或大于1的正数,p优选地是1或2;B2是优选地包含从1至20个碳原子并且任选地包含一个或多于一个杂原子的烃基,所
述一个或多于一个杂原子优选地选自N、S和O;B2任选地包含至少一个环状烃基,所述环状烃基优选地选自:脂环族基团、芳香族基团、杂环基团和杂芳香族基团;B2任选地包含选自以下的基团中的一个或多个:

O



S



OC(O)O



OC(O)NH



NH

C(O)

、OC(O)S



SC(O)S



NHC(O)NH



NHC(S)NH



N(R
P2*
)

,其中R
P2*
表示氢或直链或支链的烷基,优选地C1‑
C4烷基、更优选地甲基。6.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其中,聚合物(P1)和/或聚合物(P2)的该链(R)是包含具有下式的彼此相同或不同的重复单元[单元(U
S
)]的聚烷基硅氧烷链[链(R
S
)]:(U
S
)其中Ra
s
和Rb
s
,彼此相同或不同,独立地选自氢、直链或支链的(卤代)烷基和芳基,其前提是Ra
s
和Rb
s
中的至少一个不是氢,Ra
s
和Rb
s
优选地是包含从1至4个碳原子的直链或支链的烷基,Ra
s
和Rb
s
优选地是甲基。7.根据权利要求6所述的方法,其中,所述链(R
S
)具有式(R
S

I):(R
S

I)Si(CH3)2O[Si(CH3)2O]
ns
Si(CH3)2其中ns是以这样的方式选择的正数,使得[Si(CH3)2O]
ns
链的数均分子量(M
n
)优选地在从500至50'000、更优选地从500至30'000的范围内。8.根据权利要求6或7所述的方法,其中,聚合物(P1)符合式(P
S1‑
A):(P
S1‑
A)R
S

[(CH2)
ns*
NHC(O)

R
B1
(COOH)2]2其中:ns*是0或是等于或大于1的正数,优选地在从1至10范围内、更优选地在从2至5范围内,并且R
B1
是C1‑
C
10
直链或支链的脂肪族基团、C4‑
C6脂环族基团或杂环基团、C5‑
C6芳香族基团或杂芳香族基团,R
B1
优选地是芳香族基团,更优选地是C6芳香族基团,和/或聚合物(P2)符合式(P
S2‑
A):(P
S2‑
A)R
S

[(CH2)
ns*
NH

R
B2
(N(R
P2
)2)2]2其中:ns*是如以上定义的;R
B2
是C1‑
C
10
直链或支链的脂肪族基团、C4‑
C6脂环族基团或杂环基团、C5‑
C6芳香族基团或杂芳香族基团,R
B2
优选地是三嗪,更优选地是1,3,5

三嗪,并且R
P2
优选地是氢。9.根据权利要求1至5中任一项所述的方法,其中,聚合物(P1)和/或聚合物(P2)的该链(R)是包含具有下式的彼此相同或不同的重复单元[单元(U
OA
)]的聚氧亚烷基链[链(R
OA
)]:

OR*
OA

(U
OA
)
其中R*
OA
是直链或支链的亚烷基二价基团,优选地,每个R*
OA
,彼此相同或不同,独立地选自式(R*
OA

i)

(R*
OA

ii)的亚丙基和式(R*
OA

iv)的四亚甲基:(R*
OA

i)
ꢀ‑
CH2CH2CH2‑
(R*
OA

ii)
ꢀ‑
CH2CH(CH3)

(R*
OA

iii)
ꢀ‑
CH(CH3)CH2‑
(R*
OA

iv)
ꢀ‑
CH2CH2CH2CH2‑
。10.根据权利要求9所述的方法,其中,所述链(R
OA
)具有在从500至10'000、优选地从500至5'000范围内的数均分子量(M
n
)。11.根据权利要求9或10所述的方法,其中,聚合物(P1)符合下式(P
OA1‑
B):(P<...

【专利技术属性】
技术研发人员:C
申请(专利权)人:米兰综合工科大学
类型:发明
国别省市:

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