一种含有悬挂链结构的聚氨酯阻尼材料的制备方法属于聚氨酯阻尼材料领域。一般的传统聚氨酯阻尼材料有效的阻尼温度区域大致为玻璃化温度Ｔｇ周围的２０～３０℃，只能在特定条件下提供阻尼的功能，在工程使用方面十分不便，不能作为通用的阻尼材料使用。该类材料是通过两步法将多元醇、二异氰酸酯和带有８～１８个Ｃ结构支链的二元醇扩链剂混合浇注成聚氨酯弹性体，通过支链与主链之间氢键的结合与解离消耗能量，起到阻尼效果。该材料在Ｔｇ之后，阻尼因子可产生一个连续的平台，阻尼温域拓宽，最大阻尼温域有９０℃，在此温度范围内阻尼因子均大于０．５。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种含有悬挂链结构的宽温域高阻尼的聚氨酯材料的制备方法。通过酯化或酯交换反应制得一种带有8 18个C支链结构的二元醇扩链 剂，采用两步法将扩链剂、多元醇和二异氰酸酯混合浇注成聚氨酯弹性体材 料。
技术介绍
设计制造在复杂振动条件下能正常工作的机器设备、电子仪器和各种机 电设备等，振动控制应该是重点考虑的问题之一，随着现代交通运输、航海、 航空、航天等技术的发展，车辆.机械、舰艇，喷气飞机，火箭.卫星等所 处的振动、冲击、过载、噪声等力学环境更加复杂和恶劣。就振动环境而乱 其频率范围之宽，加速度之大，足以使结构系统及它们的电子设备内部产生 破坏应力，该应力轻则将影响工作精度、縮短疲劳寿命，重则还会引起严重 故障。因此减小由于各种振源引起的有害振动影响的唯一出路，就是把振动 可能引起严重破坏的设备采取有效的振动防护措施，也就是人们通常所称的 阻尼减震措施，将振动能转变成热能耗散出去，从而达到减震的目的。由于高分子材料(橡胶、塑料)的阻尼机理极为特殊，所以其损耗因子 很高，适用范围比较广，故高分子材料常被用于阻尼材料的首选材料。聚氨 酯作为阻尼材料的优势在于可以通过调节软硬段的比例而获得高性能的阻尼 材料。通常的聚氨酯是由软段为聚醚或聚酯型的二元醇与硬段为二异氰酸酯 和二元醇类扩链剂形成的一系列软硬不同的聚合物体系，通过实验寻找最佳 的软硬段比例，期望获得最好的阻尼和力学性能。通过控制聚氨酯软硬段相 间的相容性，使其相间呈现半相容状态，就可以有效地改变阻尼温域。根据 以往专利(公开号CN1033815， CN85104739， CN1033635等)的报道，控制 高聚物相间相容性的方法主要有两类。 一是改变高聚物的大分子结构。通过 接枝、嵌段等方法使改变分子链的刚性结构，调节主链与侧链上刚性链与柔 性链的不同配比。二是采用高分子共混技术。IPN技术、Latex-IPN技术以及 双向互穿Latex-IPN技术等等，通过网络互穿和链缠绕效应有效地控制高分 子共混物组分间的相容性，拓宽阻尼温域。研究表明， 一般的传统聚氨酯阻尼材料有效的阻尼温度区域大致为玻璃化温度Tg周围的20 3(TC，只能在特定条件下提供阻尼的功能，在工程使用 方面十分不便，不能作为通用的阻尼材料使用。而通用型阻尼材料要求至少 有60 8(TC这样宽广的玻璃化转变区，同时有较高的阻尼值。互穿网络结构 可以提供较宽的玻璃化转变温域，但是受其交联网状形态、化学交联点分布 等因素的影响，分子内振动摩擦消耗的能量有限，其阻尼值不能达到理想的 高度。
技术实现思路
本专利技术提供了一种聚氨酯阻尼材料，其目的是解决现在通用阻尼材料不 能在较宽的温域范围内的起到良好的阻尼作用的问题。本专利技术提供了，其特征在于，包括以下步骤1)在室温下，将聚氨酯预聚物、含有8 18C支链的二元醇扩链剂或带 有8 18个C结构支链的二元醇扩链剂与交联剂的混合物均匀混合得到的 混合物，其中，加入的扩链剂与交联剂的总的羟基与聚氨酯预聚物的异氰酸酯 基官能团OH/NCO的mol比值为0.5 1.1，或者含有8 18C支链的二元醇 扩链剂羟基与聚氨酯预聚物的异氰酸酯基官能团OH/NCO的mol比值为 0.5~1.1且所述的扩链剂至少包含一种带有支链结构的扩链剂； 聚氨酯预聚物是单独一种异氰酸酯的聚氨酯材料，或者是不同种异氰酸酯混合制备成的混合聚氨酯预聚体；2)将步骤l)得到的混合物抽真空脱泡处理20-30分钟，注入模具之 中在20 ll(TC的温度条件下抽真空l-2小时，保压固化3 47小时。得到含有悬挂链结构的聚氨酯阻尼材料。本专利技术中氢键是由扩链剂支链上的C二O同聚氨酯分子链上的N-H相互作 用产生，支链的加入增加了氢键形成的几率，其作用机理见下图，<formula>formula see original document page 6</formula>其中波浪线代表省略的分子链，虚线代表氢键。本专利技术中所使用的聚氨酯基质的聚氨酯主链中含有氨基甲酸酯键，通常 由二异氰酸酯同高分子量二醇之间的反应制成。可用于本专利技术的二异氰酸酯 包括TDI， HDI，但并不局限于此，它们通常作为生产聚氨酯的原料。可用于 本专利技术的多元醇包括聚醚型和聚酯型，如聚四氢呋喃醚二醇1000,聚环氧丙 垸醚二醇IOOO，聚酯多元醇2000，但并不局限于此。所述的预聚物是以聚酯或聚醚多元醇为软段，以二异氰酸酯的一种或多 种为硬段反应生成的聚氨酯预聚物，其端基官能团摩尔比NCO/OH=2.2 2.5。本专利技术所使用的带有支链的二元醇扩链剂是由三羟基化合物与具有8 18 个C结构的羧酸或酯，采用酯化或酯交换等方法制备而成的，其通式表示如 下-HO卡,H ~fCH +，C ==0 R其中1) m， n为自然数2) R为连接在酯基上的支链， 一般含有8 18个C原子，并且有可能含 有羰基、不饱和双键、酯基等基团。可用于制备本专利技术所述的含有支链结构的二元醇扩链剂的原料包括丙 三醇，三羟甲基丙垸，大豆油，油酸等等，但不局限于此。常用的催化剂为 NaOH， ZnO，对甲苯磺酸等，但并不局限于此。本专利技术中采用了混合扩链剂和交联剂的方法，混合的特征是加入的扩 链剂交联剂与聚氨酯预聚物的官能团(OH/NCO)md比值为0.5~1.1，且至少包含一种带有支链结构的扩链剂。可加入一种或几种扩链剂及交联剂混合使用。 常用的扩链剂有1， 4-丁二醇，乙二醇， 一縮乙二醇等，但不局限于此。常 用的交联剂有..丙三醇，三羟甲基丙烷，蓖麻油等，但不局限于此。对于反应温度低于4(TC的固化反应，本专利技术建议使用与聚氨酯预聚物质 量比为1 3%的催化剂。本专利技术使用的催化剂均为聚氨酯合成中常用的催化 剂，包括二月桂酸二丁基锡，辛酸亚锡等，但不局限于此。为了可以得到平整透明的聚氨酯样片，提高加工性能，本专利技术建议在分子量大于2000的二元醇为软段的聚氨酯预聚物中混入与聚氨酯预聚物质量比 为10 30%的溶剂，用以减低体系的粘度和表面张力，固化时真空脱气除去溶剂。常用的溶剂有乙酸乙酯，环己酮等，但不局限于此。本专利技术的材料阻尼因子可产生一个连续的平台，阻尼温域拓宽，最大阻尼温域有9(TC，在此温度范围内阻尼因子均大于0.5。 附图说明图l为实施例l、 2和对比例的DMA谱图比较图。 图2为实施例1~3的DMA对比图。 图3是实施例4 7DMA谱图。具体实施方式1) 在室温下，将聚氨酯预聚物、含有8 18C支链的二元醇扩链剂、或 带有8 18个C结构支链的二元醇扩链剂与交联剂的混合物、助剂均匀混合 得到的混合物，其中，扩链剂中OH与聚氨酯预聚物中NCO的官能团当量比 值为OH/NCO二0.5 1.1，聚氨酯预聚物是单独一种异氰酸酯的聚氨酯材料， 或者是不同种异氰酸酯混合制备成的混合聚氨酯预聚体，2) 将步骤l)得到的混合物抽真空脱泡处理20分钟，注入模具之中在 20 11(TC的温度条件下抽真空1小时，保压固化3 47小时。得到含有悬挂 链结构的聚氨酯阻尼材料。以下材料用于实施例 甲苯二异氰酸酯(TDI) 1， 6-己二异氰酸酯(HDI) 聚四氢呋喃醚二醇(PTMG)聚环氧丙垸醚二醇(PPG) 聚酯多元醇2000丙三醇1， 4本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种含有悬挂链结构的聚氨酯阻尼材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤： １）在室温下，将聚氨酯预聚物、含有８～１８Ｃ支链的二元醇扩链剂或带有８～１８个Ｃ结构支链的二元醇扩链剂与交联剂的混合物均匀混合得到的混合物， 其中，加入的扩链剂与交联剂的总的羟基与聚氨酯预聚物的异氰酸酯基官能团ＯＨ／ＮＣＯ的ｍｏｌ比值为０．５～１．１，或者含有８～１８Ｃ支链的二元醇扩链剂羟基与聚氨酯预聚物的异氰酸酯基官能团ＯＨ／ＮＣＯ的ｍｏｌ比值为０．５～１．１且所述的扩链剂至少包含一种带有支链结构的扩链剂； 聚氨酯预聚物是单独一种异氰酸酯的聚氨酯材料，或者是不同种异氰酸酯混合制备成的混合聚氨酯预聚体； ２）将步骤１）得到的混合物抽真空脱泡处理１０－２０分钟，注入模具之中在２０～１１０℃的温度条件下抽真空１－２小时，保压固化３～４７小时；得到含有悬挂链结构的聚氨酯阻尼材料。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：李效玉，宋颖薇，姜志国，王海侨，何立凡，
申请(专利权)人：北京化工大学，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]
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