[其他]宽温域高阻尼材料

说明书

本发明公开了一种宽温域、高阻尼的高分子材料及其合成方法。该材料是由聚环氧丙烷二元醇形成的聚氨酯通过与环氧树脂形成一步ＩＰＮ而制得的，该材料阻尼温域大于１００℃，阻尼值（ｔｇδ）大于０．４，并且对基底有良好的粘着力。

本发明涉及一种宽温域（宽频带）、高阻尼的高分子材料。这种材料是以聚氨酯和环氧树脂通过形成互穿聚合物网络（IPN）而制得的。在很多场合下，它可用作为消音、减振材料。

单一聚合物的玻璃化转变温度范围较窄、其实际应用受到了限制。为了解决这个问题，人们对聚合物进行了机械共混改性和共聚改性（见美国专利3547760号），得到了阻尼温域较宽的高分子材料。但是，由于机械共混体系组分间容易发生相分离，故在选择共混体系时，对组分间的化学相容性要求较高;而共聚材料的合成往往受到组分单体间相对活性等因素的限制，这给阻尼材料的设计和生产带来了困难。IPN是用化学方法将两种或两种以上聚合物网络互相贯穿，交结在一起而形成的新型聚合物材料。IPN不但有独特的物理和机械性能，而且还有合成工艺简单，可根据实际需要方便地进行分子设计等特点。因而，IPN的研究及应用日益广泛。L、H、SperLing（美国专利3833404号）等人首先提出并合成了IPN高分子阻尼材料。他们研究的聚甲基丙烯酸酯/聚丙烯酸酯体系有较宽的阻尼温域及较高的阻尼值，但其高温性能不好，对基底粘附性不够强且价格也较贵。除此之外，有人也对其它IPN体系的阻尼性能进行了研究，但阻尼性能并不十分理想。

本发明的任务是提供一种简便、可行的IPN阻尼材料的合成方法，所合成的材料性能优良。在100℃以上的温域内保持大于0.4的tgδ值，又具有良好的物理机械性能，对多种基底有良好的粘附性。

本发明的任务是以下述方法完成的：将真空干燥处理的聚环氧丙烷二元醇（PPO）（Mn为500到3000）和重蒸处理的二异氰酸酯以一定比例（端基摩尔比值：NCO/OH＝1.8～2.6）合成聚氨酯预聚物。以脂肪二元醇（含2到16个碳原子的线性或支链二元醇及相应的取代二元醇，含6个碳原子的脂环二醇及其相应的取代二元醇）以及多缩乙二醇：H〔-OCH₂CH₂）_nOH（n为2到10）或含芳环的二元醇作为聚氨酯预聚物的扩链剂，以小分子三元醇为其交联剂合成聚氨酯网络。其中扩链剂与交联剂的摩尔配比为：三元醇/二元醇等于0到15。同时，以环氧树脂固化剂固化环氧树脂（双酚A型，环氧值为0.30～0.60）（环氧树脂内先加入0.0%到60%的填料。于真空之下抽除其中的气泡）形成与聚氨酯网络互穿的环氧网络。聚氨酯和环氧树脂的配比范围为0/100～100/0，其中以60/40为最佳。此外，聚氨酯及环氧树酯的粘结性能优越，物理机械性能优良，可以满足本发明任务提出的要求，下面给出几个典型的实例。

例1

在装有电动搅拌、氮气导管，滴液漏斗及干燥管的250ml三口烤瓶中加入50克80℃新蒸的MDI，然后置于70℃的油浴中，在不断搅拌及通干燥氮气的情况下，以每分钟5～7克的速度滴加100克预热至70℃的干燥PPO（Mn＝1000）入其中。待加完后，将油温升至80℃，在搅拌及通干燥氮气的情况下反应二个半小时，这时开始取样测定（二正丁胺法）所含成的预聚物的端基含量，直至达到理论值为止。

称取以上合成的预聚物12克于预热至100℃、已净化处理的150ml的小烧杯中，再按计量加入三甲醇丙烷（TMP）及1.5-戊二醇的混合物（其摩尔比为1∶3）以及8克80℃的环氧树脂（E₅l），随后加入0.2克DMP-30，搅拌均匀后，转移至15cm×3cm的大试管中于真空泵上抽除其中气泡，后倒入预热至80℃的聚四氟乙烯模具中于100℃下固化12小时，即得较为理想的IPN材料。此试样编号为IPN-IV-03。

例2

用与例1相同的方法进行合成。不同点是聚氨酯和环氧树酯的重量比改为70/30，环氧树脂改用E₄₄。此试样编号为IPN-IV-05。

例3

合成法与例1相同，差别在于以1，2，6-己三醇（计量时，只计两个端羟基）作为扩链剂不用TMP。这时聚氨酯为热塑性，此试样编号为IPN-S-02。