CN101130598A - 功能封端聚氨酯和液态阻尼减振膨胀胶及制备方法 - Google Patents

功能封端聚氨酯和液态阻尼减振膨胀胶及制备方法 Download PDF

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功能封端聚氨酯和液态阻尼减振膨胀胶及制备方法，它涉及一种封端聚氨酯和阻尼减振膨胀胶及制备方法。它解决了目前汽车液态减振膨胀胶不能与带有油膜的金属表面粘结的缺陷。功能封端聚氨酯由TDI、多元醇和封端剂制成。其制备方法：TDI和多元醇反应，然后加入封端剂继续反应至游离－NCO＜0.1。液态阻尼减振膨胀胶由PVC、PU、增塑剂、AC发泡剂、润滑剂、触变剂、聚氯乙烯热稳定剂、发泡剂助剂、扩链剂和填料制成。其制备方法：一、制PVC增塑糊；二、制膨胀胶粗料；三、三辊机研磨。本发明液态阻尼减振膨胀胶具有优异的耐油性，可与带有油膜的金属表面粘结。功能封端聚氨酯和液态阻尼减振膨胀胶的制备方法简单，操作容易，设备投入少。

Description

功能封端聚氨酯和液态阻尼减振膨胀胶及制备方法
技术领域
本发明涉及一种封端聚氨酯和阻尼减振膨胀胶及制备方法。
背景技术
目前汽车的液态减振膨胀胶的主体材料为橡胶，以橡胶作为主体材料的溶剂类粘合剂不能与带有油膜的金属表面实施粘结，只有机械阻尼减振功效；并且在使用过程中释放出大量的溶剂。
发明内容
本发明的目的是为了解决目前汽车液态减振膨胀胶不能与带有油膜的金属表面粘结的缺陷，而提供的一种功能封端聚氨酯和液态阻尼减振膨胀胶及制备方法。
功能封端聚氨酯按重量份数比由20～30份甲苯二异氰酸酯、70～85份多元醇和10～20份封端剂制成。
上述功能封端聚氨酯按以下步骤制备：将20～30份甲苯二异氰酸酯和70～85份多元醇放入反应釜中在80±2℃条件下反应3±0.1h，然后再加入10～20份封端剂在110±2℃条件下继续反应至游离-NCO＜0.1，即得到功能封端聚氨酯。
液态阻尼减振膨胀胶按重量份数比由15～25份聚氯乙烯、3～5份功能封端聚氨酯、20～30份增塑剂、1～2份AC发泡剂、1.5～2.5份润滑剂、2～4份触变剂、1.5～2.5份聚氯乙烯热稳定剂、1～2份发泡剂助剂、0.5～1份扩链剂和20～35份填料制成；其中增塑剂为邻苯二甲酸辛酯、壬酯、癸酯或十二醇酯；润滑剂为石蜡、白油、硅油、氯化石蜡或硬脂酸；触变剂为白碳黑、氢化蓖麻油或有机膨润土；发泡剂助剂为三乙醇胺、甘油、硬脂酸铅、硬脂酸锌或硬脂酸镁；扩链剂为二元醇、三元醇、四元醇、二元胺、三元胺或四元胺；填料为硅微粉、碳酸钙、碳黑、锌钡白或硫酸钠；聚氯乙烯热稳定剂为二盐基硬脂酸铅或者三盐基马来酸铅。
上述液态阻尼减振膨胀胶按以下步骤制备：一、将15～25份聚氯乙烯、3～5份功能封端聚氨酯、20～30份增塑剂放入分散机中以2000～3500r/min的速度分散60±5min，并控制分散物的温度低于40℃，制成聚氯乙烯增塑糊；二、将38～60份聚氯乙烯增塑糊与1～2份AC发泡剂、1.5～2.5份润滑剂、2～4份触变剂、1.5～2.5份聚氯乙烯热稳定剂、1～2份发泡剂助剂、0.5～1份扩链剂和20～35份填料放入捏合机共混30～90min，并控制共混物料温度低于25℃，制成液态阻尼减振膨胀胶粗料；三、用三辊机研磨液态阻尼减振膨胀胶粗料0.5～2h，即得到液态阻尼减振膨胀胶；其中增塑剂为邻苯二甲酸辛酯、壬酯、癸酯或十二醇酯；润滑剂为石蜡、白油、硅油、氯化石蜡或硬脂酸；触变剂为白碳黑、氢化蓖麻油或有机膨润土；发泡剂助剂为三乙醇胺、甘油、硬脂酸铅、硬脂酸锌或硬脂酸镁；扩链剂为二元醇、三元醇、四元醇、二元胺、三元胺或四元胺；填料为硅微粉、碳酸钙、碳黑、锌钡白或硫酸钠；聚氯乙烯热稳定剂为二盐基硬脂酸铅或者三盐基马来酸铅。
本发明液态阻尼减振膨胀胶具有优异的耐油性，可与带有油膜的金属表面粘结。本发明液态阻尼减振膨胀胶涂布均匀后可用油漆烘干设备加热，液态阻尼减振膨胀胶受热后迅速分解产生游离-NCO与扩链剂反应形成互穿网络聚合物(IPN)，并在固化后形成整体。互穿网络聚合物(IPN)具有宽温、宽频的阻尼性能特征，因此本发明液态阻尼减振膨胀胶在工作环境中有优异的阻尼性能。
本发明液态阻尼减振膨胀胶粘结强度大，无须焊点连接，提高了车身外表的美观性，减轻了行车中因振颤而引起的噪声。
本发明液态阻尼减振膨胀胶是机械阻尼与分子阻尼协同作用的高性能阻尼材料，在外力作用下链段分子受阻处于半滞后状态时，所产生的摩擦作用将机械能转化为热能耗散掉，所以减振、减噪效果好。
本发明功能封端聚氨酯和液态阻尼减振膨胀胶为无毒、无污染的绿色环保产品，在使用过程中无溶剂释放。
本发明功能封端聚氨酯和液态阻尼减振膨胀胶的制备方法简单，操作容易，设备投入少。
具体实施方式
具体实施方式一：本实施方式功能封端聚氨酯按重量份数比由20～30份甲苯二异氰酸酯、70～85份多元醇和10～20份封端剂制成。
具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一的不同点是：功能封端聚氨酯按重量份数比由22～28份甲苯二异氰酸酯、72～83份多元醇和12～18份封端剂制成。
具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一的不同点是：功能封端聚氨酯按重量份数比由25份甲苯二异氰酸酯(TDI)、78份多元醇和15份封端剂制成。
具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一、二或三的不同点是：多元醇是分子量为1000～2500道尔顿的聚酯多元醇或聚醚多元醇。其它与实施方式一、二或三相同。
具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式四的不同点是：聚酯多元醇为聚己二酸二甘醇酯多元醇、聚己二酸乙二醇酯多元醇或聚己二酸丙二醇酯多元醇；聚醚多元醇为聚氧化乙烯聚醚多元醇、聚氧化丙烯聚醚多元醇或聚氧化丙烯-氧化乙烯聚醚多元醇。
具体实施方式六：本实施方式与具体实施方式一、二或三的不同点是：封端剂为苯酚、甲基苯酚或叔丁基苯酚。其它与实施方式一、二或三相同。
具体实施方式七：本实施方式液态阻尼减振膨胀胶按重量份数比由15～25份聚氯乙烯、3～5份功能封端聚氨酯、20～30份增塑剂、1～2份AC发泡剂、1.5～2.5份润滑剂、2～4份触变剂、1.5～2.5份聚氯乙烯热稳定剂、1～2份发泡剂助剂、0.5～1份扩链剂和20～35份填料制成；其中增塑剂为邻苯二甲酸辛酯、壬酯、癸酯或十二醇酯；润滑剂为石蜡、白油、硅油、氯化石蜡或硬脂酸；触变剂为白碳黑、氢化蓖麻油或有机膨润土；发泡剂助剂为三乙醇胺、甘油、硬脂酸铅、硬脂酸锌或硬脂酸镁；扩链剂为二元醇、三元醇、四元醇、二元胺、三元胺或四元胺；填料为硅微粉、碳酸钙、碳黑、锌钡白或硫酸钠；聚氯乙烯热稳定剂为二盐基硬脂酸铅或者三盐基马来酸铅。
本实施方式中AC发泡剂的化学名称为偶氮二甲酰胺，锌钡白又名立德粉，硫酸钠又名元明粉。
本实施方式制备出的液态阻尼减振膨胀胶能与带油的金属表面粘结，而且无需对金属表面进行清洗。
具体实施方式八：本实施方式与具体实施方式七的不同点是：液态阻尼减振膨胀胶按重量份数比由17～23份聚氯乙烯(PVC)、3.2～4.8份功能封端聚氨酯(PU)、2-～29份增塑剂、1.1～1.8份AC发泡剂、1.6～2.4份润滑剂、2.1～3.9份触变剂、1.6～2.4份聚氯乙烯热稳定剂、1.1～1.9份发泡剂助剂、0.6～0.9份扩链剂和21～34份填料制成。其它与实施方式七相同。
具体实施方式九：本实施方式与具体实施方式七的不同点是：液态阻尼减振膨胀胶按重量份数比由20份聚氯乙烯、4份功能封端聚氨酯、25份增塑剂、1.5份AC发泡剂、2份润滑剂、3份触变剂、2份聚氯乙烯热稳定剂、1.5份发泡剂助剂、0.7份扩链剂和25份填料制成。其它与实施方式七相同。
具体实施方式十：本实施方式功能封端聚氨酯按以下步骤制备：将20～30份甲苯二异氰酸酯和70～85份多元醇放入反应釜中在80±2℃条件下反应3±0.1h，然后再加入10～20份封端剂在110±2℃条件下继续反应至游离-NCO＜0.1，即得到功能封端聚氨酯；其中多元醇是分子量为1000～2500道尔顿的聚酯多元醇或聚醚多元醇；封端剂为苯酚、甲基苯酚或叔丁基苯酚。
本实施方式中聚酯多元醇为聚酯多元醇为聚己二酸二甘醇酯多元醇、聚己二酸乙二醇酯多元醇或聚己二酸丙二醇酯多元醇；聚醚多元醇为聚氧化乙烯聚醚多元醇、聚氧化丙烯聚醚多元醇或聚氧化丙烯-氧化乙烯聚醚多元醇。
具体实施方式十一：本实施方式本实施方式与具体实施方式十的不同点是：将甲苯二异氰酸酯和多元醇放入反应釜中在80℃条件下反应3h，然后再加入封端剂在110℃条件下继续反应至游离-NCO＜0.1。其它步骤及参数与实施方式十相同。
具体实施方式十二：本实施方式液态阻尼减振膨胀胶按以下步骤制备：一、将15～25份聚氯乙烯、3～5份功能封端聚氨酯、20～30份增塑剂放入分散机中以2000～3500r/min的速度分散60±5min，并控制分散物的温度低于40℃，制成聚氯乙烯增塑糊；二、将38～60份聚氯乙烯增塑糊与1～2份AC发泡剂、1.5～2.5份润滑剂、2～4份触变剂、1.5～2.5份聚氯乙烯热稳定剂、1～2份发泡剂助剂、0.5～1份扩链剂和20～35份填料放入捏合机共混30～90min，并控制共混物料温度低于25℃，制成液态阻尼减振膨胀胶粗料；三、用三辊机研磨液态阻尼减振膨胀胶粗料0.5～2h，即得到液态阻尼减振膨胀胶；其中增塑剂为邻苯二甲酸辛酯、壬酯、癸酯或十二醇酯；润滑剂为石蜡、白油、硅油、氯化石蜡或硬脂酸；触变剂为白碳黑、氢化蓖麻油或有机膨润土；发泡剂助剂为三乙醇胺、甘油、硬脂酸铅、硬脂酸锌或硬脂酸镁；扩链剂为二元醇、三元醇、四元醇、二元胺、三元胺或四元胺；填料为硅微粉、碳酸钙、碳黑、锌钡白或硫酸钠；聚氯乙烯热稳定剂为二盐基硬脂酸铅或者三盐基马来酸铅。
本实施方式中的聚氯乙烯还可以是氯乙烯与醋酸乙烯共聚树脂，醋酸乙烯质量为共聚树脂总质量的3％～20％。本实施方式液态阻尼减振膨胀胶可满足现有各种汽车阻尼减振指标。
本实施方式液态阻尼减振膨胀胶不含溶剂和挥发性物质，对人和环境无污染。
对本实施方式制备出的液态阻尼减振膨胀胶进行性能检测，检测数据如表1所示：
表1
项目 条件 性能指标
外观 - 均匀无杂质，黑色粘稠膏状
密度 20±2℃ 1.3～1.4g/cm3
流动性 室温×10min 流动距离＜1.0mm
180℃×8min 流动距离＜1.0mm
剪切强度 固化后 ＞0.80MPa
储存稳定性 6个月后 仍为黑色膏状，粘度变化＜24％
膨胀率 180℃，15min 60％～65％
固化 室温 6个月后仍为黑色膏状物
150℃～180℃、1.01×105Pa 15min固化
在烘箱内固化 液态阻尼减振膨胀胶未发生流淌
耐热性 300℃ 未自燃(自燃温度＞300℃)
200℃ 未产生黑烟及刺激性气体
耐寒性 固化后，-32℃ 3小时内有弹性，未发生龟裂
贮存期 常温条件下 存放6个月仍为黑色粘稠膏状，无杂质
具体实施方式十三：本实施方式与具体实施方式十二的不同点是：步骤一中分散机以3000r/min的速度分散60min。其它步骤及参数与实施方式十二相同。
具体实施方式十四：本实施方式分四组进行液态阻尼减振膨胀胶性能检测，制备步骤及参数与实施方式十二相同，四组液态阻尼减振膨胀胶组分如表2所示，性能如表3所示。
表2
Figure A20071007265600091
表3
Figure A20071007265600092

Claims (9)

1.功能封端聚氨酯，其特征在于功能封端聚氨酯按重量份数比由20～30份甲苯二异氰酸酯、70～85份多元醇和10～20份封端剂制成。
2.根据权利要求1所述的功能封端聚氨酯，其特征在于功能封端聚氨酯按重量份数比由22～28份甲苯二异氰酸酯、72～83份多元醇和12～18份封端剂制成。
3.根据权利要求1或2所述的功能封端聚氨酯，其特征在于多元醇是分子量为1000～2500道尔顿的聚酯多元醇或聚醚多元醇。
4.根据权利要求1或2所述的功能封端聚氨酯，其特征在于封端剂为苯酚、甲基苯酚或叔丁基苯酚。
5.液态阻尼减振膨胀胶，其特征在于液态阻尼减振膨胀胶按重量份数比由15～25份聚氯乙烯、3～5份功能封端聚氨酯、20～30份增塑剂、1～2份AC发泡剂、1.5～2.5份润滑剂、2～4份触变剂、1.5～2.5份聚氯乙烯热稳定剂、1～2份发泡剂助剂、0.5～1份扩链剂和20～35份填料制成；其中增塑剂为邻苯二甲酸辛酯、壬酯、癸酯或十二醇酯；润滑剂为石蜡、白油、硅油、氯化石蜡或硬脂酸；触变剂为白碳黑、氢化蓖麻油或有机膨润土；发泡剂助剂为三乙醇胺、甘油、硬脂酸铅、硬脂酸锌或硬脂酸镁；扩链剂为二元醇、三元醇、四元醇、二元胺、三元胺或四元胺；填料为硅微粉、碳酸钙、碳黑、锌钡白或硫酸钠；聚氯乙烯热稳定剂为二盐基硬脂酸铅或者三盐基马来酸铅。
6.根据权利要求5所述的液态阻尼减振膨胀胶，其特征在于液态阻尼减振膨胀胶按重量份数比由17～23份聚氯乙烯、3.2～4.8份功能封端聚氨酯、21～29份增塑剂、1.1～1.8份AC发泡剂、1.6～2.4份润滑剂、2.1～3.9份触变剂、1.6～2.4份聚氯乙烯热稳定剂、1.1～1.9份发泡剂助剂、0.6～0.9份扩链剂和21～34份填料制成。
7.根据权利要求5所述的液态阻尼减振膨胀胶，其特征在于液态阻尼减振膨胀胶按重量份数比由20份聚氯乙烯、4份功能封端聚氨酯、25份增塑剂、1.5份AC发泡剂、2份润滑剂、3份触变剂、2份聚氯乙烯热稳定剂、1.5份发泡剂助剂、0.7份扩链剂和25份填料制成。
8.功能封端聚氨酯的制备方法，其特征在于功能封端聚氨酯按以下步骤制备：将20～30份甲苯二异氰酸酯和70～85份多元醇放入反应釜中在80±2℃条件下反应3±0.1h，然后再加入10～20份封端剂在110±2℃条件下继续反应至游离-NCO＜0.1，即得到功能封端聚氨酯。
9.液态阻尼减振膨胀胶的制备方法，其特征在于液态阻尼减振膨胀胶按以下步骤制备：一、将15～25份聚氯乙烯、3～5份功能封端聚氨酯、20～30份增塑剂放入分散机中以2000～3500r/min的速度分散60±5min，并控制分散物的温度低于40℃，制成聚氯乙烯增塑糊；二、将38～60份聚氯乙烯增塑糊与1～2份AC发泡剂、1.5～2.5份润滑剂、2～4份触变剂、1.5～2.5份聚氯乙烯热稳定剂、1～2份发泡剂助剂、0.5～1份扩链剂和20～35份填料放入捏合机共混30～90min，并控制共混物料温度低于25℃，制成液态阻尼减振膨胀胶粗料；三、用三辊机研磨液态阻尼减振膨胀胶粗料0.5～2h，即得到液态阻尼减振膨胀胶；其中增塑剂为邻苯二甲酸辛酯、壬酯、癸酯或十二醇酯；润滑剂为石蜡、白油、硅油、氯化石蜡或硬脂酸；触变剂为白碳黑、氢化蓖麻油或有机膨润土；发泡剂助剂为三乙醇胺、甘油、硬脂酸铅、硬脂酸锌或硬脂酸镁；扩链剂为二元醇、三元醇、四元醇、二元胺、三元胺或四元胺；填料为硅微粉、碳酸钙、碳黑、锌钡白或硫酸钠；聚氯乙烯热稳定剂为二盐基硬脂酸铅或者三盐基马来酸铅。
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