CN108610921A - 一种半聚脲阻尼涂料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于高分子材料及其制备技术领域，尤其涉及一种半聚脲阻尼涂料，由体积比为1:（0.9~1.1）的A组分和B组分混合喷涂组成，A组分由以下重量百分含量的各个组分组成：45～55%的两官能度聚醚多元醇 0.02～0.03%的浓磷酸，45～55%的MDI‑50，0.3～0.5%的脱水剂Ti；B组分由以下重量百分含量的各个组分组成：55～65%的两官能度聚醚，8～10%的三官能度聚醚，15～20%的扩链剂，10～15% 轻质碳酸钙，0.1～0.2%的色浆，0.5～1.0%消泡剂、流平剂。本发明的半聚脲阻尼涂料可紧贴着车身的钢板壁，形成粘弹性层，替代沥青阻尼片起到阻尼减振，隔音降噪的作用，具有环保无毒、耐高低温、耐老化、使用寿命长等特性，广泛应用于乘用车、客车以及卡车驾驶室等部位。

Description

一种半聚脲阻尼涂料及其制备方法
技术领域
本发明属于高分子材料及其制备技术领域，尤其涉及一种半聚脲阻尼涂料及其制备方法。
背景技术
阻尼减振技术是通过将高阻尼材料附着在金属结构件表面，通过耗散结构件的能量达到减振的目的，其不改变原结构件的声辐射特征，却能有效控制其振动水平，进而达到降噪的目的。目前各汽车主机厂广泛使用的沥青类阻尼垫，其以沥青为主要材料，加入橡胶、纤维等形成的混合物，应用在车身地板和前围板等部位，通过涂装烘房溶化、冷却后粘接在车身钣金结构上。
沥青类材料冬季易发硬、易老化，夏季发粘、易脱落，而且会带来污染。有研究表明沥青阻尼片是车内主要污染源之一，约占车内污染贡献的6%。若使用煤焦油沥青作为阻尼垫片原材料，其含有的蒽、菲、芘、等物质毒性更大，长期与人体接触，危害很大。因此亟需寻找新的材料替代沥青垫片，起到阻尼减振、隔音降噪的作用。
聚脲是一种高分子材料，属于异氰酸酯组份与氨基化合物组份反应生成的一种弹性体物质，在混凝土、各类金属、木材等各类材料的表面具有优良的附着力。普通聚脲化学键主要由脲键组成，内聚能大强度高，柔韧性不足，直接作为阻尼涂料替代沥青垫片，耗散振动能量的效果不明显，降噪效果也受到影响。
发明内容
为解决现有技术的不足，本发明提供了一种半聚脲阻尼涂料及其制备方法。
一种半聚脲阻尼涂料，由体积比为1:（0.9~1.1）的A组分和B组分混合喷涂组成，A组分由以下重量百分含量的各个组分组成：45～55%的两官能度聚醚多元醇，0.02～0.03%的浓磷酸，45～55%的MDI-50，0.3～0.5%的脱水剂Ti；B组分由以下重量百分含量的各个组分组成：55～65%两官能度聚醚，8～10%的三官能度聚醚，15～20%扩链剂，10～15% 轻质碳酸钙，0.1～0.2%的色浆，0.5～1.0%消泡流平剂。
优选的，所述半聚脲阻尼涂料，其由体积比为1:1的A组分和B组分混合喷涂组成；所述A组分由以下重量百分含量的各个组分组成：50.2%的两官能度聚醚多元醇，0.02%的浓磷酸，49.4%的MDI-50，0.4%的脱水剂Ti；所述B组分由以下重量百分含量的各个组分组成：60.8%两官能度聚醚多元醇，8.7%的三官能度聚醚多元醇，17.4%扩链剂，11.5% 轻质碳酸钙，0.1%的色浆，9%消泡流平剂。
其中，扩链剂为二乙基甲苯二胺与二甲硫基甲苯二胺按比例混合的混合扩链剂，二乙基甲苯二胺简称DETDA，室温下为浅黄至红棕色透明液体，微溶于水，可溶于醇、醚、酮等有机溶剂，与聚醚、聚酯多元醇相容性好，二甲硫基甲苯二胺简称DMTDA，黄色清亮液体，是一种新型的弹性体固化交联剂。混合使用除了保证一个合适的扩链速度，且可以引入更多的官能基团以保证交联反应后聚合物吸收振动频率的范围更广。
聚醚多元醇是由起始剂（含活性氢基团的化合物）与环氧乙烷、环氧丙烷、环氧丁烷等在催化剂存在下经加聚反应制得。一般以甘油（丙三醇）或者乙二醇作起始剂和环氧化物，通过改变环氧乙烷和环氧丙烷的加料方式、加量比、加料次序等条件，生产分子量不同、官能度不同的的聚醚多元醇。
上述半聚脲阻尼涂料的制备方法为，以待制备的A、B组分的总重量的百分含量计，步骤如下：
A组分制备方法：
1、将聚醚二元醇加入釜内，110℃真空脱水2小时;
2、加入规定量的浓磷酸，降温至50℃;
3、加入MDI-50,75℃-80℃反应4小时，降温至40℃，搅拌加入规定量的Ti脱水剂；
B组分制备方法：
1、将规定量的聚醚、扩链剂加入釜内，110℃脱水2小时；
2、将事先脱水处理的轻质碳酸钙、色浆、消泡剂、流平剂加入釜内搅拌均匀 ；
A、B组分按照比例在特定喷枪内混合喷涂，即得半聚脲阻尼涂料。
本发明的优点和有益效果在于：
1、本发明使用了氨基端扩链剂，使用了羟基端聚醚多元醇作为固化剂，并控制配比与用量，使交联产物中即含有氨酯基官能团又含有脲基官能团，氨酯基官能团-O-CONH-与脲基官能团-NH-CONH-的比例为1：（3～4），既保证了半聚脲交联弹性体的强度，同时具有较好的柔韧性；
2、本发明在A组分预聚体中加入浓磷酸，能够控制酸碱度保持中性，有利于半聚脲阻尼涂料的广泛应用；
3、本发明在A组分预聚体中加入脱水剂Ti成分，并控制其用量，能够延长A组分预聚体存储期限，并提高半聚脲阻尼涂料的固化效果；
4、本发明在B组分使用混合扩链剂，除了保证一个合适的扩链速度，且可以引入更多的官能基团以保证交联反应后聚合物吸收振动频率的范围更广；
5、本发明在A、B组分中配合使用了两官能度和三官能度且分子量不同的聚醚多元醇，调整喷涂过程A、B组分粘度的均衡，有利于更均匀的混合固化，同时聚合物强度适中；
6、本发明所制备的半聚脲阻尼涂料是双组分、无溶剂、固化速度可控、环保节约型阻尼材料，具有高抗冲击性，高伸长率，高撕裂，耐候性好，耐高低温，耐湿热，耐磨，耐老化、耐化学介质等特性，可完全替代沥青阻尼垫，广泛应用于乘用车、客车、卡车驾驶室等部位，起到阻尼减振、隔音降噪的作用。
具体实施方式
以下对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
实施例1
一种半聚脲阻尼涂料，其由体积比为1:1的A组分和B组分混合喷涂组成；所述A组分由以下重量百分含量的各个组分组成：50.2%的两官能度聚醚多元醇 ，0.02%的浓磷酸，49.4%的MDI-50，0.38%的脱水剂Ti；所述B组分由以下重量百分含量的各个组分组成：60.8%两官能度聚醚多元醇，8.7%的三官能度聚醚多元醇，17.4%扩链剂，12.1% 轻质碳酸钙，0.1%的色浆，9%消泡剂、流平剂。
其制备方法为，以待制备A、B组分总重量的百分含量计，
A组分制备方法：
1、将50.2%的两官能度聚醚多元醇加入釜内，110℃真空脱水2小时；
2、加入0.02%的浓磷酸，降温至50℃；
3、加入49.4%的MDI-50,75℃-80℃反应4小时，降温至40℃，搅拌加入
0.38%的脱水剂 Ti脱水剂；
B组分制备方法：
1、将60.8%两官能度聚醚多元醇、8.7%的三官能度聚醚多元醇，17.4%的混合扩链剂加入釜内，110℃脱水2小时；
2、将事先脱水处理的12.1% 轻质碳酸钙、0.1%的色浆、0.9%消泡剂、流平剂加入釜内搅拌均匀；
A、B组分按照体积比1:1的比例在特定喷枪内混合喷涂，即得半聚脲阻尼涂料。
本实施例制得的半聚脲阻尼涂料性能指标见表1
由表1可以看出,按照本发明配方生产的半聚脲阻尼涂料，除聚脲本身所具有的优异的力学性能以外，做为阻尼涂料使用其附着力、耐候性、耐介质性能佳。且能够测得比较理想的复合损耗因数，材料环保无污染。
实施例2
一种半聚脲阻尼涂料，其由体积比为1:1的A组分和B组分混合喷涂组成；所述A组分由以下重量百分含量的各个组分组成：48%的两官能度聚醚多元醇 ，0.03%的浓磷酸，51.7%的MDI-50，0.27%的脱水剂Ti；所述B组分由以下重量百分含量的各个组分组成：64.9%两官能度聚醚多元醇，10%的三官能度聚醚多元醇，14.4%扩链剂，10% 轻质碳酸钙，0.1%的色浆，0.6%消泡剂、流平剂。
其制备方法为，以待制备A、B组分总重量的百分含量计，步骤如下：
A组分制备方法：
1、将48%的两官能度聚醚多元醇加入釜内，110℃真空脱水2小时；
2、加入0.03%的浓磷酸，降温至50℃；
3、加入51.7%的MDI-50,75℃-80℃反应4小时，降温至40℃，搅拌加入
0.27%的脱水剂 Ti脱水剂；
B组分制备方法：
1、将64.9%两官能度聚醚多元醇、10%的三官能度聚醚多元醇，14.4%的混合扩链剂加入釜内，110℃脱水2小时；
2、将事先脱水处理的10% 轻质碳酸钙、0.1%的色浆、0.6%消泡剂、流平剂加入釜内搅拌均匀。
A、B组分按照体积比1:1的比例在特定喷枪内混合喷涂，即得半聚脲阻尼涂料。
以上所述仅为本发明的较佳实施方式，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种半聚脲阻尼涂料，其特征在于，其由体积比为1:（0.9~1.1）的A组分和B组分组成；其中所述A组分由以下重量百分含量的各个组分组成：45～55%的两官能度聚醚多元醇，0.02～0.03%的浓磷酸，45～55%的MDI-50，0.3～0.5%的脱水剂Ti；所述B组分由以下重量百分含量的各个组分组成：55～65%两官能度聚醚，8～10%的三官能度聚醚，15～20%扩链剂，10～15% 轻质碳酸钙，0.1～0.2%的色浆，5～10%消泡流平剂。
2.根据权利要求1所述的半聚脲阻尼涂料，其特征在于，其由体积比为1:1的A组分和B组分混合喷涂组成；所述A组分由以下重量百分含量的各个组分组成：50.2%的两官能度聚醚多元醇 ，0.02%的浓磷酸，49.4%的MDI-50，0.38%的脱水剂Ti；所述A组分由以下重量百分含量的各个组分组成：60.8%两官能度聚醚，8.7%的三官能度聚醚，17.4%扩链剂，12.1% 轻质碳酸钙，0.1%的色浆，9%消泡流平剂。
3.根据权利要求1或2所述的半聚脲阻尼涂料，其特征在于，B组分中所使用的两官能度聚醚分子量为2000，三官能度聚醚分子量为5000，扩链剂为二乙基甲苯二胺与二甲硫基甲苯二胺按比例混合的混合扩链剂。
4.根据权利要求求1或2所述的半聚脲阻尼涂料，其特征在于，A、B组分发生交联固化反应后，氨酯基官能团-O-CONH-与脲基官能团-NH-CONH-的比例为1：（3～4）。
5.根据权利要求求1或2所述的半聚脲阻尼涂料，其特征在于，A、B组分混合后在常温条件交联固化速度趋缓，在高温条件下迅速固化完全。
6.根据权利要求1-5所述的半聚脲阻尼涂料，其特征在于，以待制备的总重量的百分含量计，所述制备方法为：
A组分
1、将聚醚二元醇加入釜内，110℃真空脱水2小时；
2、加入规定量的浓磷酸，降温至50℃；
3、加入MDI-50,75℃-80℃反应4小时，降温至40℃，搅拌加入规定量的Ti；
B组分
1、将规定量的两种聚醚、扩链剂加入釜内110℃脱水2小时；
2、将事先脱水处理的轻质碳酸钙、色浆、消泡剂、流平剂加入釜内搅拌均匀；
A、B组分按照比例在特定喷枪内混合喷涂，即得半聚脲阻尼涂料。
7.权利要求1-6任一权利要求所述的半聚脲阻尼涂料主要用于乘用车、客车、卡车驾驶室等部位，紧贴着车身的钢板壁，替代沥青阻尼片起到阻尼减振，隔音降噪的作用。
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