[发明专利]一种树枝形聚氨酯及其制备方法和在氯化丁基阻尼橡胶中的应用

说明书

本发明涉及一种树枝形聚氨酯及其制备方法和在氯化丁基阻尼橡胶中的应用，该树枝形聚氨酯应用于阻尼氯化丁基橡胶材料，该橡胶材料包括以下质量组分：氯化丁基橡胶100份、硫化剂1‑3份、促进剂M 1‑3份、硬脂酸1‑2份、纳米氧化锌3‑5份、轻质氧化镁0.5‑2份、防老剂A 2‑4份、树枝形聚氨酯1‑10份。与现有技术相比，本发明将G2‑Py树枝状聚氨酯应用于氯化丁基橡胶中，通过引入双重非共价键来耗散体系的能量，从而使得产品的阻尼性能、力学性能和导热性能等都得到显著提高，尤其极大的改善了橡胶的阻尼性能，改善了氯化丁基橡胶使用的局限性，有非常广阔的应用前景。

技术领域

本发明涉及阻尼材料领域，具体涉及一种树枝形聚氨酯及其制备方法和在氯化丁基阻尼橡胶中的应用。

背景技术

随着现代科学技术的迅速发展，机械设备趋于高频高速，给日常生产生活带来便利的同时也产生了一系列问题，如高频振动以及噪音。这些问题不仅加速了机械结构材料的疲劳损坏，缩短其使用寿命，在一定程度上还会影响人们的生活起居。因此，研制性能优异的高效阻尼材料，提高其阻尼减震的应用，对于改善机械的运行环境时至关重要的。阻尼材料，作为一种减振降噪，改善人机工作环的特殊功能材料，在高铁、航空航天、机械工程和国家安全等诸多领域得到了广泛应用，尤其是橡胶阻尼材料，由于高分子独特的粘弹性，而得到广泛的研究与应用。然而，由于大部分高分子材料作为阻尼材料使用时存在玻璃化转变温域窄、阻尼效果差的情况，无法满足大型设备和精密仪器对材料阻尼性能的要求。为了适应阻尼材料面对的困境，提升阻尼性能、扩大玻璃化转变温域，拓展橡胶内部能量耗散形式，对高分子材料的改性势在必行。

随着汽车工业和航天工业等尖端高科技的发展，氯化丁基橡胶作为优秀的减震基材有着十分广阔的应用前景。氯化丁基橡胶为有活性氯的异丁烯-异戊二烯共聚弹性体。在橡胶的常见硫化体系中，异丁烯-异戊二烯共聚弹性体可与异戊二烯的碳-碳双键或者活性氯中的一种或者两种进行交联，因此氯化丁基橡胶的硫化胶具有良好的热稳定性和耐腐蚀性，能够在强腐蚀或者高温等极端环境下使用。氯化丁基橡胶的硫化速度快于丁基橡胶的硫化速度，并且能够与其他弹性体并用而硫化。然而氯化丁基橡胶目前还存在着有效阻尼温域范围不够宽广，阻尼性能不够稳定以及力学性能欠佳等缺陷，因此其应用领域具有一定的局限性。为此需要采取一定措施对氯化丁基橡胶进行改性。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种树枝形聚氨酯及其制备方法和在氯化丁基阻尼橡胶中的应用。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

发明人了解到，极性分子组成的复合材料有着优异的阻尼性能，尤其是能在体系中形成可逆非共价键。因此选择合适的非共价键体系制备氯化丁基复合材料能有效的提升氯化丁基橡胶的阻尼性能。许多研究都着力于研究氢键在橡胶体系中的作用，鲜少有将氢键以及配位键共同引入橡胶体系之中。

本发明使用合成新型的树枝形聚氨酯，该高分子设计了羟基，氨基以及吡啶等极性基团，能够形成氢键以及配位键双重可牺牲键，并将该材料改性氯化丁基橡胶，以期进一步提高橡胶的阻尼和力学性能，具体方案如下：

一种树枝形聚氨酯的制备方法，该方法包括以下步骤：

(1)TEA-TL的合成：取α-氰基-γ-硫代内酯加入到三乙醇胺溶液中，加入催化剂，排氧反应后在沉淀剂中沉淀，干燥后得到TEA-TL；

(2)G1的合成：取TEA-TL溶于溶剂中，加入3-氨基-1-丙醇和丙烯酸-2-羟乙酯，反应后在沉淀剂中沉淀，干燥后得到G1；

(3)G1-TL的合成：取G1溶于溶剂中，加入α-氰基-γ-硫代和催化剂，发生内酯反应，反应后在沉淀剂中沉淀，干燥后得到G1-TL；

(4)G2-Py的合成：取G1-TL溶于溶剂中，加入3-氨基吡啶和丙烯酸-3-羟乙酯，发生反应，反应后在沉淀剂中沉淀，干燥后得到G2-Py；