[发明专利]动态性能优异的微孔聚氨酯弹性体组合物及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于聚氨酯弹性体合成领域，特别涉及一种动态性能优异的微孔聚氨酯弹性体组合物的制备。

背景技术

微孔聚氨酯弹性体是一种介于弹性体和泡沫材料之间的新型材料，其泡孔直径一般在0.1～10μm，泡孔细密均匀，密度低于实心的弹性体材料，而力学性能要明显高于常见的泡沫材料，因此微孔聚氨酯弹性体兼备了泡沫材料的质轻、舒适和弹性体材料强度高、机械性能好的双重优点，具有缓冲性能好，耐疲劳性能优异的特点，是一种综合性能优异的弹性材料，在一些特殊领域具有广阔的应用潜力，例如在高铁减震垫方面的应用以及高档轿车减震原件的制备等方面，具有显著的优势。

随着高速铁路运营速度的不断提高，车辆在运行中产生的震动和噪音也不断增加，为了减少提速所带来的负面影响，在铁路轨道铺设时需要在水泥枕木和钢轨之间加一弹性垫板来减少刚性材料之间产生的震动和噪音。传统的铁路减震垫板是采用橡胶材料来制备的，这种橡胶材料在受到交变外力作用时，弹性回复比较慢，动静刚度比可达到1.5以上，难以满足高速铁路的发展要求，实际应用中常采用局部开槽的方法来降低材料的动刚度，如此一来就会导致槽根部位容易产生应力集中而使材料及早破坏，寿命缩短。而微孔聚氨酯弹性体由于分子结构的规整性和极强的分子可设计性，因此可以较容易的降低材料的动静刚度比。传统的普通聚醚多是由环氧丙烷和环氧乙烷开环聚合而得到，分子结构上含有大量的侧甲基基团，虽然分子结构比较规整，但是当受到交替外力作用时，分子链运动受到侧基的位阻影响，其形变也就越滞后于应力的变化，能量损耗变大，动静刚度比也就明显变大，因此，其动静刚度也较难达到当前高速铁路垫板动静刚度比≤1.35的要求。

专利CN100506871C报到了一种NDI基聚氨酯微孔弹性体的制备方法，众所周知，采用NDI制备的聚氨酯材料具有优异的动态性能、阻尼性小，回弹性高，特备适用于动态载荷和耐热性场合，但是这种材料熔点较高，在制备聚氨酯材料时工艺复杂，而且储存稳定性很差，制得的预聚体只有几个小时的储存稳定时间。专利CN101469054B报到了一种PPDI基聚氨酯微孔弹性体的制备方法，具有较好的动态性能，预聚体储存稳定性较好，但是PPDI熔点较高，加工工艺复杂；CN101380442B报到了一种TODI基聚氨酯微孔弹性体的制备方法，加工性能较好，制备的聚氨酯微孔弹性体材料耐热性、耐磨性和动态疲劳性能优异。但是上述专利所采用的异氰酸酯全部为特种异氰酸酯，原料成本相对太高；另一方面，上述专利均采用预聚体的方法制备微孔弹性体，采用小分子混合物进行扩链，存在预聚体组分粘度大，两组分料粘度差别大，物料混合温度高，两组分料质量比差距大，不易混合均匀等问题，产品质量不易稳定控制。

发明内容

本发明的目的在于提供一种动态性能优异的微孔聚氨酯弹性体组合物及其制备方法，根据本发明提供的组合物制备的微孔弹性体材料具有优异的动态性能和回弹性，动静刚度比≤1.35，300万次疲劳实验后外观无破损，冲击回弹性≥75％，可用于高铁减震垫块和汽车减震元件的制备。

本发明所述的一种动态性能优异的微孔聚氨酯弹性体组合物，由以下两种组份组成：

A组份：包括聚合物多元醇、扩链剂、发泡剂、催化剂A、催化剂B、泡沫稳定剂以及抗氧剂，其中，以聚合物多元醇总重量为100％计，其它原料占聚合物多元醇总重量的百分数分别为：扩链剂5％～12％，发泡剂0.1％～0.3％，催化剂A0.3～1.0％，催化剂B 0.01％～0.06％，泡沫稳定剂0.2～1.0％，抗氧剂0.3～0.6％；

B组份：改性异氰酸酯组份，由聚合物多元醇与异氰酸酯反应制得的NCO基团封端的氨酯改性异氰酸酯与异氰酸酯的混合物；

使用时，A组份和B组份按照质量比为100∶90～110混合，混合时A组份的温度为30℃～45℃，B组份温度为40℃～50℃。

本发明所述的组合物在使用时，A组份和B组份的质量比优选为100∶93～100，更优选100∶95～97。两组份混合时，A组份温度优选为33℃～37℃，B组份温度优选为43℃～47℃。