CN109824845A

CN109824845A - 一种高阻尼聚氨酯减振弹性材料及其制备方法

Info

Publication number: CN109824845A
Application number: CN201711179312.3A
Authority: CN
Inventors: 赖振峰; 王万金; 夏义兵; 王靖; 吴敬朋; 朱宁; 刘俊元; 马强; 査炎鹏; 朱乐
Original assignee: Beijing Building Construction Research Institute Co Ltd
Current assignee: Beijing Building Construction Research Institute Co Ltd
Priority date: 2017-11-23
Filing date: 2017-11-23
Publication date: 2019-05-31

Abstract

本发明提供了一种高阻尼聚氨酯减振弹性材料的制备方法，包含的组份及各组份的重量含量为：A组分：二苯基甲烷二异氰酸酯50～85份、聚醚多元醇A 20～55份；B组分：聚醚多元醇B 65～85份、含侧链位阻胺8～25份、扩链剂2～8份、匀泡剂DC193C 0.5～2份、水发泡剂0.1～3份、A33催化剂0.5～2份。该聚氨酯减振弹性材料由于引入含侧链位阻胺组分，使得聚氨酯分子中含不与相邻分子链有物理交联作用的悬挂链，提高微相分离程度，有利于提高在高于玻璃化温度一定区域的阻尼值。同时，含侧链位阻胺有可反应活性基团，能够与聚氨酯树脂体系产生化学键合作用，防止小分子析出导致弹性变差，具有回弹保持性好的特点，有效解决了减振材料的耐久性问题。

Description

一种高阻尼聚氨酯减振弹性材料及其制备方法

技术领域

本发明涉及轨道交通用减振弹性材料，特别涉及一种高阻尼聚氨酯减振弹性材料的制备方法。

背景技术

随着我国城镇化建设和轨道交通的大力发展，对铁路运输提出了更高的要求，既要速度快和安全舒适是。大部分铁路运输列车在高速通过时，由于机车对地冲击和高分贝的噪音，会引起沿线环境振动和沿线建筑物室内二次辐射噪声超标，成为较严重的问题。

聚氨酯材料作为一种重要的减振弹性体，具有耐腐蚀性、韧性强度高、弹性性能好、减振性能效果及耐久性能好的特性。聚氨酯减振垫依靠自身设计的微孔收缩反弹，将承受的振幅在传递至减振垫表面时给予削弱，从而起到减振降噪的功效。

聚氨酯浮置板整体道床轨道是一种新型低噪声、低振动的轻型中等级减震道床轨道系统。系统主要由道床侧墙、聚氨酯浮置板减振垫、道床轨枕及混凝土道床结构等部分构成。聚氨酯减震浮置板减振道床轨道与普通整体道床轨道相比较，系统减振降噪效果理论上可达15dB，其减振频率在22Hz以上，在70-125Hz频率段减振效果最为显著。

但是随着服役时间的延长，聚氨酯减振材料的永久压缩变形逐渐增大，尤其是在周围环境较为恶劣的条件下，导致材料减振降噪效果大大降低。因此，如何开发一种具有高阻尼、永久压缩变形保持性好、耐久性优异的弹性减振产品是急需解决的问题。

发明内容

基于上述技术所存在的问题，本发明实施例提供一种高阻尼聚氨酯减振弹性材料的制备方法，以解决聚氨酯材料的整体阻尼减振性能和永久压缩变形保持性好等问题。

本发明的目的通过以下技术方案予以实现：

本发明提供的一种高阻尼聚氨酯减振弹性材料，按照质量份数其原料组成为：A组分：二苯基甲烷二异氰酸酯 50～85份、聚醚多元醇A 20～55份；B组分：聚醚多元醇B 65～85份、含侧链位阻胺8～25份、扩链剂2～8份、匀泡剂DC193C 0.5～2份、水发泡剂0.1～3份、A33催化剂0.5～2份。

进一步地，本发明所述的聚醚多元醇A 为数均分子量为1000-5000的聚氧化丙烯二醇；聚醚多元醇B为数均分子量为2000-6000，聚氧化丙烯三醇。A，B组分异氰酸酯指数比为1.05。

本发明所述的含侧链位阻胺为数均分子量为300-2000的聚天门冬氨酸酯。

本发明所述的扩链剂为1，4-丁二醇、二乙二醇、乙二醇、1，3-丙二醇、1，2-丙二醇或戊二醇中的一种或多种。

本发明A，B组分异氰酸酯指数比为1.05。A、B组分加热至25-45℃，按比例混合均匀后，40-70℃条件下固化后，所得高阻尼聚氨酯减振弹性材料的密度为0.25-0.6g/cm3，动静刚度比 ≤1.2。

本发明所制得的产品疲劳性能可达到500万次，满足20年的使用寿命。

该高阻尼减振材料的制备原理为：聚氨酯弹性体材料存在着软段和硬段相区，本身是一种多相体系，通过调整软硬段的比例，可得到不同温域的阻尼减震材料。普通的聚氨酯材料通常不能达到较宽温域和较宽频谱的阻尼要求。为提高吸振性能，本发明通过添加所述的含侧链位阻胺组分，使得聚氨酯分子中含不与相邻分子链有物理交联作用的悬挂链，提高微相分离程度，有利于提高在高于玻璃化温度一定区域的阻尼值。而且，含侧链位阻胺有可反应活性基团，能够与聚氨酯树脂体系产生化学键合作用，防止小分子析出导致弹性变差，具有回弹保持性好的特点。

本发明的优点在于：

本发明产品具有较宽温域的阻尼性能，能够在外界不同温度环境下保持良好的减振回弹，有效解决减振材料的耐久性问题。

具体实施方式

实施例1：

A组分：分别称取二苯基甲烷二异氰酸酯76.0kg，聚醚多元醇A（数均分子量为2000，2官能度）24.0kg，于80℃，氮气保护下混合3h，检测NCO基团含量为24.3％后出料，并密封保存。

B组分：分别称取聚醚多元醇B（数均分子量为6000，3官能度）82.0kg；聚天门冬氨酸酯（数均分子量为600，2官能度）11.0Kg；乙二醇3.0kg；匀泡剂DC193C 1.0kg；水2.5kg；A33催化剂1.5kg。在3000转/分搅拌速率下搅拌0.5h，密封备用；

A、B组分加热至35℃，按照异氰酸酯指数为1.05比例高速混合均匀后，60℃条件下固化后得到高阻尼聚氨酯减振弹性材料。密度0.52g/cm³，压缩永久变形6.7%，动静刚度比1.18。

实施例2：

A组分：分别称取二苯基甲烷二异氰酸酯78.0kg，聚醚多元醇A（数均分子量为1000，2官能度）22.0kg，于80℃，氮气保护下混合3h，检测NCO基团含量为23.5％后出料，并密封保存。

B组分：分别称取聚醚多元醇B（数均分子量为4800，3官能度）79.0kg；聚天门冬氨酸酯（数均分子量为700，2官能度）14.0Kg；乙二醇2.5kg；匀泡剂DC193C 1.0kg；水2.0kg；A33催化剂1.5kg。在3000转/分搅拌速率下搅拌0.5h，密封备用；

A、B组分加热至40℃，按照异氰酸酯指数为1.05比例高速混合均匀后，50℃条件下固化后得到高阻尼聚氨酯减振弹性材料。密度0.45g/cm³，压缩永久变形6.1%，动静刚度比1.16。

实施例3：

A组分：分别称取二苯基甲烷二异氰酸酯70.0kg，聚醚多元醇A（数均分子量为4000，2官能度）30.0kg，于80℃，氮气保护下混合3h，检测NCO基团含量为22.8％后出料，并密封保存。

B组分：分别称取聚醚多元醇B（数均分子量为4000，3官能度）80.0kg；聚天门冬氨酸酯（数均分子量为660，2官能度）12.0Kg；乙二醇3.5kg；匀泡剂DC193C 1.5kg；水1.5kg；A33催化剂1.5kg。在3000转/分搅拌速率下搅拌0.5h，密封备用；

A、B组分加热至45℃，按照异氰酸酯指数为1.05比例高速混合均匀后，70℃条件下固化后得到高阻尼聚氨酯减振弹性材料。密度0.35g/cm³，压缩永久变形7.6%，动静刚度比1.18。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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

1.一种高阻尼聚氨酯减振弹性材料的制备方法，其特征在于，包括以下质量份的原料：

A组分：

二苯基甲烷二异氰酸酯 50～85份

聚醚多元醇A 20～55份

B组分：

聚醚多元醇 B 65～85份

含侧链位阻胺 8～25份

扩链剂 2～8份

匀泡剂DC193C 0.5～2份

水发泡剂 0.1～3份

A33催化剂 0.5～2份

其中：聚醚多元醇A 为数均分子量为1000-5000的聚氧化丙烯二醇；聚醚多元醇B为数均分子量为2000-6000的聚氧化丙烯三醇；含侧链位阻胺为数均分子量为300-2000的聚天门冬氨酸酯；A，B组分异氰酸酯指数比为1.05。

2.根据权利要求1所述的一种高阻尼聚氨酯减振弹性材料的制备方法，其特征在于，所述扩链剂为1，4-丁二醇、二乙二醇、乙二醇、1，3-丙二醇、1，2-丙二醇或戊二醇中的一种或多种。

3.根据权利要求1所述的一种高阻尼聚氨酯减振弹性材料的制备方法，其特征在于，A、B组分加热至25-45℃，按比例高速混合均匀后，40-70℃条件下固化后，所得高阻尼聚氨酯减振弹性材料的密度为0.25-0.6g/cm³，动静刚度比 ≤1.2。

4.根据权利要求1所述的一种高阻尼聚氨酯减振弹性材料的制备方法，其特征在于，所述的高阻尼聚氨酯减振弹性材料在轨道交通弹性减振垫中的应用，所制得的产品疲劳性能可达到500万次，满足20年的使用寿命。