[發明專利]一種艦船隔振器用聚氨酯材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201110176782.0
• 申請日: 2011-06-17
• 公開（公告）號: CN102295738A
• 公開（公告）日: 2011-12-28
• 發明（設計）人: 陳戰有;周文英;韋永繼;王亞萌;張永;張利軍
• 申請（專利權）人: 黎明化工研究院
• 主分類號: C08G18/76
• 分類號: C08G18/76;C08G18/66;C08G18/42;C08G18/44;C08G18/32;C08G18/10;C08K5/12;C08K5/109;C08L75/06;C08L75/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于聚氨酯領域，特別涉及艦船隔振器用聚氨酯材料及其制備。

背景技術

艦船隔振器主要應用于艦船動力機械的減震降噪，以提高船舶的隱蔽性和艦船工作倉的舒適性。目前艦船用隔振器多采用橡膠類材料來制備，如天然橡膠、丁腈橡膠等。

橡膠類艦船隔振器存在的缺點是橡膠強度差、承載能力較小。為提高隔振器的承載力，已知的改進方法主要有兩類：第一類方法是通過改變橡膠類隔振器的結構，利用外部形態的變化來提高隔振器的承載性，如CN2752538Y系統介紹了目前艦船用橡膠隔振器的情況，其發明的橡膠類隔振器在隔振器上下鐵件中設置了擋板，利用擋板的約束力來提高隔振器的承載性。利用該方法雖然可以制備出大載荷的隔振器，但橡膠材料與金屬鐵件的接觸面積增大，在較大載荷作用下容易使二者開裂脫膠，從而產生永久性破壞，影響隔振器的使用穩定性和使用壽命。第二類改進方法是提高材料本身性能，采用高強度的材料代替普通橡膠類(如丁腈橡膠，乙丙橡膠，天然橡膠)材料來制備高承載性的隔振器。目前制備聚氨酯隔振器主要是甲苯二異氰酸酯(TDI)體系、二苯基甲烷二異氰酸酯(MDI)體系。趙傳奇等人在2009年的《航海工程》第8卷34期中以“聚氨酯隔振器性能實驗研究”為題目對6JX系列橡膠隔振器與TDI體系、MDI體系聚氨酯隔振器靜態及動態特性試驗結果進行分析，通過對比得出了硬度為90A的聚氨酯材料，其靜載荷在許用變形≤10mm條件下也僅為8～12kN，尚不能滿足大型艦船的隔振需求。

發明內容

本發明要解決的第一個技術問題是提供一種艦船隔振器用聚氨酯材料，該材料承載能力大，固有頻率小。

本發明要解決的另一個技術問題提供一種該聚氨酯材料的制備方法。

本發明艦船隔振器用聚氨酯材料，其原料包括以下組份：

(1)異氰酸酯組份：由二甲基聯苯二異氰酸酯(TODI)與聚酯多元醇反應制得的預聚物或至少含有50％質量份的TODI與二苯基甲烷二異氰酸酯(MDI)的混合異氰酸酯與聚酯多元醇反應制得的預聚物，優選TODI質量分數在70％以上，異氰酸根(NCO)質量分數為3％～7％；

(2)固化劑組份：由胺類化合物與增塑劑以質量比為100∶50～100混合而成。

異氰酸酯組份與固化劑組份的質量比為100∶10～38，固化后材料靜載荷可達29～33kN。

聚酯多元醇、增塑劑均為本領域常用的。聚酯多元醇優選分子量為2000的聚己內酯多元醇或聚碳酸酯多元醇等；增塑劑優選鄰苯二甲酸二辛酯(DOP)、鄰苯二甲酸二丁酯(DBP)、鄰苯二甲酸二乙酯(DEP)或碳酸丙烯酯(PC)等。

固化劑選用胺類化合物，因為胺類化合物在聚氨酯分子中能形成脲鍵，可使聚氨酯材料具有較高的強度，同時，具有較多支鏈側基的胺類化合物可使隔振器具有適當的阻尼性能，如：3，5-二甲硫基甲苯二胺、2，4-二氨基-3-甲硫基-5-丙基甲苯、3，4-二氨基-3，5-二甲硫基氯苯或3，5-二氨基-4-氯苯甲酸異丁酯等。固化劑組份添加適量的增塑劑，可使異氰酸酯組份與固化劑組份組分混合后物料具有較好的流動性、較長的可操作時間，易于制備出無氣泡，外觀均一的隔振器產品。

本發明艦船隔振器用聚氨酯材料，包括以下制備步驟：

(1)異氰酸酯組份的制備：將聚酯多元醇和二異氰酸酯混合，在80～85℃氮氣保護下反應2～3h。

(2)固化劑組份制備：胺類化合物與增塑劑混勻即可。

(3)聚氨酯隔振器制備：將上述異氰酸酯組份和固化劑組份按質量比100∶10～38的比例混合后澆注于模具中，經后熟化成型為聚氨酯隔振器。

本發明的艦船隔振器用聚氨酯材料與TDI類，MDI類隔振器材料相比具有更高的承載能力，承載力可以達到29～33kN。

采用TODI/MDI摻混制備聚氨酯隔振器固有頻率較單獨使用TODI有所增加，MDI用量不超過50％時，固有頻率仍不高于橡膠類隔振器，但生產成本可大幅度降低。

具體實施方式

下面結合實施例對本發明作進一步說明。以下所述份數均為質量份。

TDI-100：2，4-甲苯二異氰酸酯。

異氰酸酯組份制備：

I-1：將數均分子量為2000的聚己內酯二元醇100份和TODI?28.45份混合，在85℃，0.3ml/min氮氣流保護下反應2h得到I-1組份，NCO質量分數為3.0％。