CN1033635A - 宽温域高阻尼聚氨酯材料 - Google Patents

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朱金华
王源升
姚树人
张宝真
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Abstract

本发明公开了一类宽温域、高阻尼聚氨酯材料及 合成方法。该类材料是由端羟基聚氧化丙烯、二异氰 酸酯和特殊的扩链剂反应制得的。该材料在大于 120℃的温域内阻尼因子(tanδ)大于0.3；在80℃的 温域内tanδ大于0.4；在50℃的温域内tanδ大于 0.5。

Description

本发明涉及一类宽温域（宽频带）、高阻尼聚氨酯材料及其合成方法。该类材料是用本体法合成制得的。该类材料用作为降噪、减振材料。
聚氨酯作为一种粘弹性阻尼材料是六十年代出现的。英国专利1，119，067号所涉及的是由混合的二元醇和三元醇扩链交联的聚氨酯材料，其特点是在特定的条件（温度和频率）下具有好的阻尼性能。由于这种材料只适用于特定条件下的阻尼，不能完全满足实际应用的需要。采用聚合物共混的方法（如接枝、嵌段、形成互穿聚合物网络）可以得到阻尼性能优良的材料。但这些合成方法一般比较复杂，工艺要求比较严格，且在共混组分的选择上受到的限制也较大。
聚氨酯一般是两相体系，在此体系中存在着硬相区和软相区，在这两个相区之间存在着一个过渡区。聚氨酯的阻尼性能取决于两相间过渡区的性质。相分离严重的或两相间相容性太好的聚氨酯材料的玻璃化转变温度范围都比较窄，因而阻尼峰也窄，不能满足实际应用的需要。
本发明涉及的半相容的聚氨酯体系具有宽的相间过渡区，即有宽的tanδ峰，阻尼温域宽，可以满足实用需要。本发明的特点在于通过选用特殊的扩链剂以改变聚氨酯两相的相容性，加宽相间过渡区，从而获得了具有宽温域高阻尼性能的聚氨酯材料。
本发明的任务是提供一种简便可行的聚氨酯阻尼材料的合成方法，由本方法所合成的阻尼材料性能优良。迄今为止，像本发明所公布的具有如此宽的温域和高阻尼性能的聚氨酯材料在国内外均未见报导。
本发明的任务是以下述方法完成的：将真空干燥处理的端羟基聚氧化丙烯（ Mn＝300～3000）和重蒸的二异氰酸酯以一定的比例（端基摩尔比：NCO/OH＝2.0～6.0）合成聚氨酯预聚物，以含5～25个碳原子的脂肪族二元醇或取代脂肪族二元醇、脂环二醇或取代脂环二醇等为扩链剂将预聚物扩链制得聚氨酯阻尼材料。该类材料的粘结性能优良，可以满足本发明任务提出的要求。下面给出几个典型的实施例。
例1
在装有电动搅拌、干燥氮气导管、滴液漏斗及干燥管的250ml三颈烧瓶中加入50克预热至70℃的新蒸的MDI，置于70℃的油浴中。在不断搅拌及通干燥氮气的情况下，将预热至70℃的经真空干燥处理过的端羟基聚氧化丙烯（ Mn＝2000）120克以每分钟5～7克的速度滴加入其中（端基摩尔比NCO/OH＝3.3）。待加完后，将油温升至80℃，在搅拌及通干燥氮气的条件下反应2.5小时。然后开始取样测定所合成的预聚物的-NCO端基含量（二正丁胺法），到达理论值后，停止反应。
称取以上合成的预聚物30克于洁净的150ml小烧杯中，按计量加入丙二醇，搅拌均匀后，倒入模具中，在100℃固化12小时，即得了阻尼性能优良的聚氨酯阻尼材料。此试样的编号为1。
例2
与例1相同的方法合成预聚物，不同点是扩链剂为乙酸甘油酯，此试样编号为2。
例3
与例1相同的方法进行合成，不同点为端羟基聚氧化丙烯分子量为 Mn＝1000，扩链剂为环己二醇，此试样编号为3。
例4
与例3相同的方法进行合成，不同点为扩链剂是癸二醇。此试样编号为4
本发明的优点是：通过改变扩链剂的结构以增加聚氨酯两相的相容性，加宽两相间的过渡区，从而使其具有宽而高的阻尼峰。
本发明的最佳实施方案是：以分子量（ Mn）为2000的端羟基聚氧化丙烯和MDI按NCO/OH＝3.3的比例合成聚氨酯预聚物，以乙酸甘油酯为扩链剂固化。
图1所示为以例1的方法分别以丙二醇、乙酸甘油酯为扩链剂所合成的聚氨酯弹性体的动态力学谱。
图2所示为试样3，试样4的动态力学谱。

Claims (3)

1、一类具有宽温域高阻尼性能的聚氨酯阻尼材料体系及其合成方法，该类材料是由端羟基聚氧化丙烯、二异氰酸酯、特殊结构的多元醇(作为扩链剂)及填料经分步合成法制得的。其特征是：该类材料在宽的温域及宽的频带范围内具有优良的阻尼性能。
2、按权利要求1规定的体系，其特征是：以分子量（ Mn）为300～3000的端羟基聚氧化丙烯与MDI、TDI等二异氰酸酯反应形成聚氨酯预聚物，其端基摩尔比（NCO/OH）在2.0～6.0范围内。
3、按权利要求1规定的体系，其特征是：聚氨酯扩链剂为取代乙二醇、含5～20个碳原子的脂肪族二元醇或取代脂肪族二元醇、脂环二醇或取代脂环二醇以及分子量为50～400的多聚乙二醇。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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PB01 Publication
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C01 Deemed withdrawal of patent application (patent law 1993)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication