一种浇注型聚氨酯阻尼材料及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种浇注型聚氨酯阻尼材料及其制备方法。所述浇注型聚氨酯阻尼材料由A组分与B组分混合均匀，脱泡后浇注、固化后制得，A组分与B组分的质量比为1:0.9～1:1.1；以多元醇为100重量份计，A组分包括多元醇100重量份、扩链剂0.8～5重量份、抗氧剂0.6～1.2重量份、催化剂0.3～0.9重量份；B组分包括聚醚多元醇58～76重量份、4,4'

【技术实现步骤摘要】
一种浇注型聚氨酯阻尼材料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及聚氨酯材料领域，进一步地说，是涉及一种浇注型聚氨酯阻尼 材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]聚氨酯是由多元醇软段及异氰酸酯、扩链剂、交联剂硬段组成的嵌段聚合 物。聚氨酯分子链间会形成大量的氢键，同时由于软硬段间热力学的不相容性， 会自发的形成相分离结构。聚氨酯材料根据加工方法分类，可以分为浇注型聚 氨酯、热塑型聚氨酯、混炼型聚氨酯三大类：浇注型聚氨酯在加工成型前为液 态，是以低聚物多元醇、异氰酸酯和小分子扩链剂，采用液态混合浇注的加工 成型方法，在扩链、交联反应后固化成型，是聚氨酯中产量最大、应用范围最 广的聚氨酯弹性体；热塑型聚氨酯通常采用一步法生产，将低聚物多元醇、异 氰酸酯和小分子扩链剂等原料混合，在双螺杆挤出机中反应，后经干燥造粒， 得到粒料，其分子链结构为线性，可在加热后再成型，粒料的成型加工可采用 模压、挤出等加工方法；混炼型聚氨酯合成的第一步是合成高粘度、不饱和、 储存稳定的混炼型聚氨酯生胶，然后在开炼机或密炼机中与硫化剂、促进剂等 助剂混合均匀，后经硫化成型得到混炼型聚氨酯，加工过程与橡胶的混炼加工 过程相同，整体上来说混炼型聚氨酯的性能最差。
[0003]阻尼材料是将固体机械振动转化为热能而耗散的材料。聚合物阻尼材料通 过分子链间的摩擦以热量的形式进行耗散能量，从而起到阻尼的效果。常用的 聚氨酯虽然存在大量的氢键，但由于软段会存在结晶，室温下软段呈现部分的 结晶态，同时硬段间的相互作用较强，聚氨酯的阻尼性能一般较差。橡胶的分 子链柔性更好，在运动的过程中会产生更多的摩擦，将更多的能量转化为内能， 具有更好的阻尼性能，但橡胶材料一般采用先成型后硫化的工艺，在制备具有 复杂结构的高精度元件时，常常会存在气泡等缺陷。而聚氨酯的浇注法成型则 可以克服橡胶加工时存在气泡、易存在缺陷的难题。
[0004]聚合物的交联密度对于聚合物的阻尼性能影响极大。阻尼性能的好坏主要 取决于分子链间相互作用的强弱，当聚氨酯弹性体的硬段含量不变时，聚氨酯 弹性体的阻尼性能主要受软段硬段内部及软硬段间相互作用的影响：线性分子 结构的聚氨酯分子链间由于氢键作用堆积紧密，分子链间摩擦小，阻尼性能差； 交联密度较大时交联点之间的分子量较小，聚合物网络较完善，软段的运动能 力较差，阻尼性能也较差；当交联密度适中时，聚氨酯分子链间相互作用弱， 在分子链运动、摩擦及大分子分子链弱键(氢键)不断破坏和重排的过程中， 摩擦消耗的能量更多，阻尼性能更好，因此同样原料种类的聚氨酯，交联密度 适中时，阻尼性能最好。
[0005]因此，需要设计一种聚氨酯阻尼材料，其可以用浇注法成型，加工方便， 产品精度高，同时具备合适的交联密度，有更好的阻尼性能。

技术实现思路

[0006]为了解决现有技术中存在的技术问题，本专利技术提供了一种浇注型聚氨酯阻 尼材料及其制备方法。
[0007]本专利技术采用双组分体系，以4,4'
‑
二苯基甲烷二异氰酸酯和多元醇为主要原 料，在配方中使用了带有芳香基团的二异氰酸酯，同时使用了大量三羟基聚氧 化丙烯醚，制备了一种聚氨酯阻尼材料，制得的聚氨酯阻尼材料交联程度很高、 阻尼性能较好，并可采用浇注法成型，更方便成型，制品精度更高，性能更稳 定。
[0008]本专利技术的目的之一是提供了一种浇注型聚氨酯阻尼材料。
[0009]所述浇注型聚氨酯阻尼材料由包括以下组分的原料制备而得：
[0010]A组分和B组分；
[0011]所述A组分包括多元醇、扩链剂、抗氧剂和催化剂；
[0012]以多元醇为100重量份计，
[0013][0014]A组分各原料混合均匀后得到所述A组分；优选A组分各原料在90℃～110℃ 混合后，保温1～3小时得到所述A组分；
[0015]A组分的水含量小于0.03％；
[0016]在90℃～110℃下进行混合可以促进抗氧剂的溶解，如果水含量偏高，可以 通过加热抽真空除水。
[0017]所述B组分包括聚醚多元醇和4,4'
‑
二苯基甲烷二异氰酸酯；
[0018]以多元醇为100重量份计，
[0019]聚醚多元醇58～76重量份；优选为66～75重量份；
[0020]4,4'
‑
二苯基甲烷二异氰酸酯24～42重量份；优选为25～34重量份；
[0021]所述聚醚多元醇的水含量小于0.03％；
[0022]B组分各原料混合后在80℃～90℃反应1～3小时得到所述B组分；
[0023]A组分与B组分的质量比为1:0.9～1:1.1。
[0024]本专利技术一种优选的实施方式中，
[0025]所述多元醇为聚醚多元醇、聚酯多元醇中的至少一种；优选为聚己二酸己 二醇酯、聚己内酯二醇、聚四氢呋喃中至少一种与三羟基聚氧化丙烯醚的混合 物、或三羟基聚氧化丙烯醚；更优选为三羟基聚氧化丙烯醚；
[0026]三羟基聚氧化丙烯醚的质量占多元醇总质量的比值不低于50％；优选为占 多元醇总质量的比值不低于80％。
[0027]本专利技术一种优选的实施方式中，
[0028]所述扩链剂为乙二胺、乙二醇、丁二胺、丁二醇、己二胺、间苯二酚二胺、 异氟尔酮二胺中的至少一种；更优选为丁二胺、丁二醇、己二胺。
[0029]本专利技术一种优选的实施方式中，
[0030]所述抗氧剂为受阻酚类抗氧剂；优选为抗氧剂1010。
[0031]本专利技术一种优选的实施方式中，
[0032]所述催化剂为二月桂酸二丁基锡、辛酸亚锡、二醋酸二丁基锡中的一种； 更优选为二月桂酸二丁基锡。
[0033]本专利技术一种优选的实施方式中，
[0034]所述聚醚多元醇为三羟基聚氧化丙烯醚、聚乙二醇、聚丙二醇、聚四氢呋 喃中的至少一种；优选为聚乙二醇、聚丙二醇、聚四氢呋喃中的至少一种与三 羟基聚氧化丙烯醚的混合物；更优选为三羟基聚氧化丙烯醚、聚乙二醇、聚四 氢呋喃的混合物；
[0035]B组分中，三羟基聚氧化丙烯醚的质量不超过聚醚多元醇总质量的74％； 优选为聚醚多元醇总质量的54％～74％。
[0036]B组分中不添加三羟基聚氧化丙烯醚也可以实现本专利技术的目的，但在B组 分中添加三羟基聚氧化丙烯醚，采用先预聚再扩链的两步法的工艺，可使聚氨 酯分子结构更规整，性能更好；理论上B组分中的三羟基聚氧化丙烯醚越多性 能越好，但含量很高会导致严重的凝胶，不利于连续生产，因此需要限定三羟 基聚氧化丙烯醚在B组分中的含量。
[0037]本专利技术的目的之二是提供一种浇注型聚氨酯阻尼材料的制备方法，包括：
[0038]将A组分和B组分按照所述质量比混合均匀，脱泡后浇注、固化，得到所 述浇注型聚氨酯阻尼材料。
[0039]本专利技术具体可以采用以下技术方案：
[0040]按照上述配比分别配制好A组分和B组分，将A组分和B组分按照 1:0.9～1:1.1的质量比在室温、本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种浇注型聚氨酯阻尼材料，其特征在于：所述浇注型聚氨酯阻尼材料由包括以下组分的原料制备而得：A组分和B组分；所述A组分包括多元醇、扩链剂、抗氧剂和催化剂；以多元醇为100重量份计，A组分各原料混合均匀后得到所述A组分；A组分的水含量小于0.03％；所述B组分包括聚醚多元醇和4,4'
‑
二苯基甲烷二异氰酸酯；以多元醇为100重量份计，聚醚多元醇
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
58～76重量份；4,4'
‑
二苯基甲烷二异氰酸酯
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
24～42重量份；所述聚醚多元醇的水含量小于0.03％；B组分各原料混合后在80℃～90℃反应1～3小时得到所述B组分；A组分与B组分的质量比为1:0.9～1:1.1。2.如权利要求1所述的浇注型聚氨酯阻尼材料，其特征在于：所述A组分以多元醇为100重量份计，所述B组分以多元醇为100重量份计，聚醚多元醇
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
66～75重量份；4,4'
‑
二苯基甲烷二异氰酸酯
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
25～34重量份。3.如权利要求1所述的浇注型聚氨酯阻尼材料，其特征在于：所述多元醇为聚...

【专利技术属性】
技术研发人员：张立群，王嘉栋，秦璇，
申请(专利权)人：北京化工大学，
类型：发明
国别省市：