[發(fā)明專利]一種含醚鍵聚酯型聚氨酯阻尼材料及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310300878.2
• 申請(qǐng)日: 2013-07-18
• 公開（公告）號(hào): CN103351458A
• 公開（公告）日: 2013-10-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張曉蕾;李彥濤;周海軍;劉德居;楊淑蘭;陳孝起
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 河北省科學(xué)院能源研究所
• 主分類號(hào): C08G18/66
• 分類號(hào): C08G18/66;C08G18/42;C08G18/10;C08G63/672
• 代理公司: 石家莊冀科專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 13108
• 代理人: 雷秋芬;李羨民

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及有機(jī)高分子合成領(lǐng)域，特別是一種聚氨酯阻尼材料及其制備的方法。?

背景技術(shù)

阻尼材料是一種阻止機(jī)械構(gòu)件受外力產(chǎn)生振動(dòng)和噪音的材料，它能將固體振動(dòng)的機(jī)械能轉(zhuǎn)換成熱能耗散掉，因而具有緩沖、減振、隔音等性能。阻尼材料要求具有足夠的強(qiáng)度和剛度、及較高的阻尼損耗因子tanδ，能有效吸收振動(dòng)產(chǎn)生的能量。?

聚氨酯（PU）是國內(nèi)外研究時(shí)間最早、研究最深入的高分子阻尼材料之一，聚氨酯是嵌段共聚物，其分子結(jié)構(gòu)是由氨基甲酸酯為結(jié)構(gòu)單元的硬鏈段和在硬鏈段上的若干軟鏈段組成，根據(jù)軟鏈段結(jié)構(gòu)的不同分為聚醚型聚氨酯和聚酯型聚氨酯兩類。由于分子中存在大量極性基團(tuán)，在分子內(nèi)和分子間形成氫鍵，進(jìn)而形成物理交聯(lián)。這些結(jié)構(gòu)特點(diǎn)使得聚氨酯具有強(qiáng)度高、耐磨、耐撕裂、耐油性好等優(yōu)點(diǎn)，是一種高性能的阻尼材料。?

高分子阻尼材料在玻璃化轉(zhuǎn)變區(qū)內(nèi)，大分子鏈段產(chǎn)生的運(yùn)動(dòng)受到鏈段之間摩擦阻力的影響，需要很大外應(yīng)力才能產(chǎn)生形變，表現(xiàn)出良好的阻尼性能。一般將阻尼材料的玻璃化轉(zhuǎn)變區(qū)即tanδ（損耗因子，δ為損耗角）值大于0.4的溫度區(qū)域稱為阻尼溫域，此區(qū)域溫度范圍為實(shí)際使用時(shí)的環(huán)境溫度時(shí)才具有實(shí)際的應(yīng)用價(jià)值。不同地域的氣候溫度相差迥然，因此不同區(qū)域使用的阻尼材料類型也有所區(qū)別。聚氨酯阻尼材料可以通過設(shè)計(jì)其交聯(lián)密度、分子結(jié)構(gòu)中軟硬段的種類和比例、填料的種類和含量等手段獲得符合應(yīng)用要求的聚氨酯阻尼材料。如中國專利ZL?200910073985.X中介紹了聚己二酸新戊二醇酯和聚丁二酸新戊二醇酯為軟段合成的聚酯型聚氨酯阻尼材料及制備方法，其特點(diǎn)是聚酯型聚氨酯阻尼材料的分子主鏈具有同碳二甲基結(jié)構(gòu)，其阻尼因子tanδ_max對(duì)應(yīng)的溫度在10℃以上，而且tanδ＞0.4的阻尼溫域在-4℃～34℃之間（阻尼溫域△t=38℃），阻尼溫域較窄。中國專利ZL?201010604832.6對(duì)上述專利技術(shù)進(jìn)行了改進(jìn)，阻尼溫域有所拓寬，tanδ＞0.4的阻尼溫域△t大于72℃，但是聚氨酯阻尼材料的阻尼因子tanδ_max所對(duì)應(yīng)的溫度也在10℃以上。以上技術(shù)方案的不足之處在于阻尼溫域?qū)?yīng)的溫度較高，這樣就限制了阻尼材料在低溫寒冷地區(qū)的使用。?

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明需要解決的技術(shù)問題是提供一種含醚鍵聚酯型聚氨酯阻尼材料及其制備方法，該阻尼材料具有較高的阻尼損耗因子，且tanδ_max所對(duì)應(yīng)的溫度在0℃左右，適宜在寒冷地區(qū)使用。?

本發(fā)明的技術(shù)問題是以下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：?

一種含醚鍵聚酯型聚氨酯阻尼材料，所述的含醚鍵聚酯型聚氨酯阻尼材料的分子主鏈上含有同碳二甲基與丙氧基、甲基丙氧基連接的結(jié)構(gòu)，其分子結(jié)構(gòu)為：

其中：?p=0或1；0≤m≤50，1≤n≤50。

一種含醚鍵聚酯型聚氨酯阻尼材料的制備方法，包括如下步驟：?

a、含醚鍵聚酯二醇的合成：在裝有攪拌器、溫度計(jì)、氮?dú)獾乃目谄恐屑尤朊讯肌⒂袡C(jī)二元酸和催化劑，通入氮?dú)獗Ｗo(hù)，溫度160～250℃的條件下反應(yīng)，待酸值降到0.7mgKOH/g以下，抽真空1小時(shí)，得到含醚鍵聚酯二醇；

b、含醚鍵聚酯型聚氨酯的制備：在裝有攪拌器和溫度計(jì)的三口瓶中加入上述制得的聚醚酯二醇，抽真空脫水1-2小時(shí)；加入二異氰酸酯，溫度60～90℃反應(yīng)2小時(shí)，真空脫除氣泡，制得預(yù)聚體；將預(yù)聚體和擴(kuò)鏈劑混合進(jìn)行擴(kuò)鏈反應(yīng)，經(jīng)硫化后制得含醚鍵聚酯型聚氨酯阻尼材料。

上述含醚鍵聚酯型聚氨酯阻尼材料的制備方法，步驟a中的醚二醇為丙氧基新戊二醇或甲基丙氧基新戊二醇。?

上述含醚鍵聚酯型聚氨酯阻尼材料的制備方法，步驟a中的有機(jī)二元酸為丁二酸、己二酸、3,3-二甲基戊二酸中的一種或其混合物。?

上述含醚鍵聚酯型聚氨酯阻尼材料的制備方法，步驟a中的催化劑為鈦酸四異丁酯或鈦酸四異丙酯，其加入量為反應(yīng)物總質(zhì)量的0.001%～0.30%。?

上述含醚鍵聚酯型聚氨酯阻尼材料的制備方法，步驟a中醚二醇的加料方式為將醚二醇分兩次或三次加入到反應(yīng)容器中，其中醚二醇與有機(jī)二元酸的摩爾比為1.01～1.5:1。?

上述含醚鍵聚酯型聚氨酯阻尼材料的制備方法，合成的聚醚酯二醇的數(shù)均分子量為1000～5000。?

上述含醚鍵聚酯型聚氨酯阻尼材料的制備方法，步驟b中二異氰酸酯為甲苯二異氰酸酯、二苯基甲烷二異氰酸酯、異佛爾酮二異氰酸酯中的一種或其混合物，反應(yīng)物中-OH與-NCO摩爾比為1：2。?