[发明专利]一种高阻尼混炼型聚氨酯阻尼材料及其制备方法

说明书

一种高阻尼混炼型聚氨酯阻尼材料及其制备方法，用于解决现有浇注型聚氨酯阻尼材料制备时需要严格控制反应温度与操作时间，采用含有侧甲基的聚酯二醇、二异氰酸酯为原料合成聚氨酯生胶，再配合以混炼工艺获得具有较高阻尼因子值和较宽有效阻尼温域的聚氨酯阻尼材料，tanδ最高可达2.48，tanδ≥0.4的阻尼温域大于60℃，避免了浇注型聚氨酯阻尼材料所需要的脱泡工艺，制备零件时要严格控制反应温度与操作时间等缺点，本发明成分包括主链上连接多个侧甲基的聚氨酯生胶、填料和助剂。

技术领域

本发明涉及一种混炼型聚氨酯阻尼材料及其制备方法，属有机高分子材料合成技术领域。

背景技术

目前，因地震造成的房屋倒塌，桥梁中断和次生灾害给人们的生命和财产造成重大损失；各种高速交通工具以及大型机械产生的振动和噪音也给人们的生产、生活环境带来很大的破坏，为此，人们利用粘弹性阻尼材料提高工程结构物的抗震防灾能力来减轻自然灾害以及噪声污染造成的损害。聚氨酯通过分子设计可获得宽温域、高性能的阻尼特性，成为具有很高实用价值和发展前途的高分子阻尼材料。

高分子阻尼材料在玻璃化转变区内，大分子链段产生的运动受到链段之间摩擦阻力的影响，需要很大外应力才能产生形变，表现出良好的阻尼性能。一般将阻尼材料的玻璃化转变区即tanδ（损耗因子，δ为损耗角）值大于0.4 的温度区域称为阻尼温域，此区域温度范围越宽，使用温度范围越宽,可应用地区越广。中国专利ZL 201010604832.6中介绍了一种聚氨酯阻尼材料，它具有优异的阻尼性能和较宽的阻尼温域，tanδ＞0.4的阻尼温域△t大于72℃，但该阻尼材料为浇注型聚氨酯材料，由于聚氨酯预聚体的粘度较大，在搅拌过程中引入大量空气气泡，若直接浇注到模具中，制品中会存在大量气泡，存在缺陷，使制品的性能下降，所以需要采用脱泡工艺，并且浇注型聚氨酯预聚体通过扩链剂进行扩链，加入扩链剂后，随着反应温度和操作时间，预聚体的粘度逐渐增加，当反应温度过高或操作时间过长，浇注型聚氨酯预聚体粘度过大，流动性变差，导致聚氨酯预聚体不能充分填充模具空腔中，制品质量不合格，所以制备零件时要严格控制反应温度与操作时间。另外对贮存环境要求较高，需要避免空气中的水消耗异氰酸酯的含量。

在目前所公开的文献中，混炼型聚氨酯（MPU）多从物理机械性能、耐热性能、耐水解稳定性能,耐UV性能和热老化稳定性等方面进行相关的研究分析，而对高阻尼性混炼型聚氨酯阻尼材料却未见报道。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术之弊端，提供一种高阻尼混炼型聚氨酯阻尼材料，该材料具有较高阻尼因子值和较宽的有效阻尼温域，此外，本发明还要提供该聚氨酯阻尼材料的制备方法。

本发明所述技术问题是通过以下技术方案解决的：

一种高阻尼混炼型聚氨酯阻尼材料，其特征在于，所述聚氨酯阻尼材料成分包括主链上连接多个侧甲基的聚氨酯生胶、填料和助剂，以100质量份的聚氨酯生胶计，配有填料10~80质量份，助剂2~10质量份，所述聚氨酯生胶中甲基基团的质量分数不小于21%。

上述高阻尼混炼型聚氨酯阻尼材料，其特征在于，所述聚氨酯生胶由含侧甲基的聚酯二醇和二异氰酸酯聚合生成，其中，—NCO与—OH的摩尔比为1：0.9-1.0；

所述含侧甲基的聚酯二醇由有机二元酸和羟基特戊酸新戊二醇单酯在催化剂作用下生成，有机二元酸与羟基特戊酸新戊二醇单酯的摩尔比为1:1.1-1.2。

上述高阻尼混炼型聚氨酯阻尼材料，其特征在于，所述有机二元酸选自丁二酸、己二酸、顺丁烯二酸酐、反丁烯二酸、四氢化邻苯二甲酸酐、3.3’-二甲基戊二酸、辛二酸或葵二酸中的一种或多种。

上述高阻尼混炼型聚氨酯阻尼材料，其特征在于，所述催化剂采用钛酸四异丙酯或钛酸四丁酯，所述催化剂的加入量为有机二元酸和羟基特戊酸新戊二醇单酯总质量的0.01%~0.05%。