[发明专利]一种混合软段型聚氨酯阻尼材料及其制备方法

说明书

本发明提供一种混合软段型聚氨酯阻尼材料及其制备方法。所述聚氨酯阻尼材料的软段包括烯烃类低聚物二元醇和聚醚类二元醇。制备方法包括将烯烃类低聚物二元醇与聚醚类二元醇均匀混合，再与二异氰酸酯发生预聚反应，得到双异氰酸根封端的预聚体；向得到的双异氰酸根封端的预聚体中加入扩链剂，扩链反应得到所述聚氨酯阻尼材料。本发明聚氨酯阻尼材料兼具两种软段的优异性能，且阻尼温域较单一软段有所提高，具有较好的耐水解性；同时所述制备方法简单、可重复性强，利于工业生产。

技术领域

本发明涉及聚氨酯弹性体材料的制备领域，具体地说，是涉及一种混合软段型聚氨酯阻尼材料及其制备方法。

背景技术

聚氨酯阻尼材料是高分子阻尼材料中的一种，其是由低聚物二元醇作为软段与二异氰酸酯、小分子二元醇或二元胺作为硬段组成的嵌段共聚物，其内部含有大量氢键及由于软硬段热力学不相容而形成的微相分离结构，其软段相与硬段相的相区大小以及之间的相界面情况对阻尼性能有着很大的影响。聚氨酯本身相比于其他高分子材料具有耐磨性好、分子可调控性强等优点，可以通过调节软硬段种类、比例来提高聚氨酯阻尼材料的温域及阻尼因子。聚氨酯阻尼材料可将由基体传递来的机械振动转化为大分子链或链段的运动，通过分子间的内摩擦把机械能转化为热能或者通过氢键的断裂与生成把能量耗散掉，起到减小振动、降低噪音、增加基体的疲劳寿命的作用，从而在国防、航空航天、工厂生产、建筑等方面得到广泛应用。但单一组分的阻尼材料温域较窄且一般在低温区，而且现有的聚氨酯阻尼材料耐水解性较差，从而限制了其进一步的发展及应用。

目前用于合成聚氨酯阻尼材料的软段主要为聚酯二醇和聚醚二醇，CN201010606333.0公开了一种新型聚醚-聚酯聚氨酯材料制备方法，该方法先将市售聚醚二元醇与聚酯二元醇分别与二异氰酸酯反应生成预聚体，然后将两种预聚体按比例混合，再用扩链剂进行交联扩链得到聚氨酯弹性体，该聚氨酯软段中含有较易水解的酯基而使其耐水解性较差，从而限制其适用范围。CN201811137930.6中国发明公开了一种高阻尼改性聚氨酯材料及其制备方法，该方法首先将聚酯二醇中加入处理过的石墨烯再与二异氰酸酯进行预聚反应，再将预聚物加入到环氧树脂与固化剂的体系中，在该体系中再加入受阻酚和固化促进剂得到受阻酚封端的预聚物，最后加消泡剂，并在室温下固化成型。此法综合了多种提高阻尼因子的方法，阻尼因子确有明显提高，但制备工艺较为繁杂。

发明内容

针对以上现有技术中存在的问题，本发明提供一种混合软段型聚氨酯阻尼材料及其制备方法，所述聚氨酯阻尼材料兼具两种软段的优异性能，且阻尼温域较单一软段有所提高，具有较好的耐水解性；同时所述制备方法简单、可重复性强，利于工业生产。

本发明的目的之一为提供一种混合软段型聚氨酯阻尼材料，包括软段和硬段，所述软段包括烯烃类低聚物二元醇和聚醚类二元醇，所述硬段包括二异氰酸酯与扩链剂。

所述软段中，烯烃类低聚物二元醇与聚醚类二元醇的摩尔比优选为3:1～1:3，更优选为1:1～1:2.5。

所述烯烃类低聚物二元醇优选为端羟基聚丁二烯(HTPB)、端羟基聚丁二烯-丙烯腈共聚物(HTBN)、环氧化端羟基液体聚丁二烯、端羟基丁苯液体橡胶中的至少一种，更优选为端羟基聚丁二烯、端羟基聚丁二烯-丙烯腈共聚物中的至少一种。

所述聚醚类二元醇优选为聚丙二醇(PPG)、聚四氢呋喃醚二醇、四氢呋喃-氧化丙烯共聚二醇中的至少一种。

下列式I、式II分别为所述端羟基聚丁二烯、端羟基聚丁二烯-丙烯腈共聚物的结构式：

本发明的目的之二为提供所述混合软段型聚氨酯阻尼材料的制备方法，包括如下步骤：

1)将烯烃类低聚物二元醇与聚醚类二元醇均匀混合，再与二异氰酸酯发生预聚反应，得到双异氰酸根封端的预聚体；

2)向步骤1)得到的双异氰酸根封端的预聚体中加入扩链剂，扩链反应得到所述聚氨酯阻尼材料。