CN113153944B - 一种聚氨酯减震器及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种聚氨酯减震器及其制备方法，其包含两层以上的聚氨酯弹性体材料层，相邻的聚氨酯弹性体材料层的硬度不同，在所有聚氨酯弹性体材料层的硬度值集合中至少包含两种不同的硬度值。相邻的两层聚氨酯弹性体材料层先后浇注成型，在先成型的聚氨酯弹性体材料层上刷涂或喷涂粘接剂，然后在其表面浇注成型另一聚氨酯弹性体材料层。本发明通过使用不同硬度的多层聚氨酯结构，可兼顾不同震动频率区间的减震效果，大大改善减震性能，并且可以有效避免金属与高分子材料的开胶问题。

Description

一种聚氨酯减震器及其制备方法
技术领域
本发明属于轨道交通领域，尤其涉及一种聚氨酯减震器及其制备方法。
背景技术
车辆在运行时会有不同频率的震动，为提升乘坐舒适感或保护车体中的元器件，需要采用高分子材料制成的减震器进行减震。
现有的减震器采用单一配方的单层高分子材料，由于车辆运行时的不同震动频率区间(车辆运行时的震动频率区间为10～2000Hz)内对应的材料性能参数要求有差异，震动区间内不同频段隔震效率差异大及共振放大而导致整体隔震效果不佳，不能达到最佳的使用目的。
此外，球铰类产品起到承载、传递作用力，并起到减震缓冲的作用，现有的球铰类产品为橡胶或聚氨酯与金属复合结构，例如外层为金属外套，内层为金属内套，外套与内套之间为聚氨酯或橡胶，这种结构的产品在车辆上装配时为过盈配合时，需要将上述结构的产品压装至套筒中后，上述制品在车辆运行时受到偏转力时，由于外套与套筒的相对位移极小导致金属与聚氨酯/橡胶的粘接面受到的剪切力较大，导致易出现开胶失效的现象。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，克服以上背景技术中提到的不足和缺陷，提供一种聚氨酯减震器及其制备方法，以提高减震性能并且避免金属与高分子材料的开胶问题。
为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：
一种聚氨酯减震器，其包含两层以上的聚氨酯弹性体材料层，相邻的聚氨酯弹性体材料层的硬度不同，在所有聚氨酯弹性体材料层的硬度值集合中至少包含两种不同的硬度值。
在一些实施例中，所述聚氨酯弹性体材料层之间通过粘接的方式连接。
在一些实施例中，所述聚氨酯弹性体材料层的硬度值在30Shore A～90Shore A中进行选择。
在一些实施例中，所述聚氨酯减震器为三层套筒型或板层状结构，相对而言，中间层为低硬度，两侧层为高硬度，或者中间层为高硬度，两侧层为低硬度。
在一些实施例中，所述高硬度和低硬度差值在20～50shoreA，低硬度在<70shoreA范围内选择，高硬度在≥70ShoreA范围内选择。
在一些实施例中，所述聚氨酯减震器为不同硬度的聚氨酯弹性体材料交替叠加形成的多层结构。
本发明提供的一种所述聚氨酯减震器的制备方法，相邻的两层聚氨酯弹性体材料层先后浇注成型，在先成型的聚氨酯弹性体材料层上刷涂或喷涂粘接剂，然后在其表面浇注成型另一聚氨酯弹性体材料层。
在一些实施例中，所述聚氨酯弹性体材料层由多元醇和异氰酸酯制成预聚体，然后加入官能度2～3的扩链剂或交联剂进行反应，最后浇注、硫化成型得到。
在一些实施例中，所述多元醇包括聚醚多元醇和/或聚酯多元醇，所述预聚体NCO值为2wt％～8wt％，所述扩链剂或交联剂包括MOCA、BDO或TMP中的一种或几种，扩链系数为0.8～0.95，预聚体与扩链剂或交联剂质量比为100:(3.5～12)，通过选择不同的多元醇及扩链剂或交联剂，并控制预聚体NCO值和扩链剂或交联剂加入比例，得到不同硬度的聚氨酯弹性体。
在一些实施例中，某一层聚氨酯弹性体材料层成型后，将其表面打磨干净，用清洗剂清洗并干燥，再刷涂或喷涂粘接剂并干燥后，再将其置于模具中，浇注成型另一相邻的聚氨酯弹性体材料层。
本发明通过使用不同硬度的多层聚氨酯结构，可兼顾不同震动频率区间的减震效果，大大改善减震性能，并且可以有效避免金属与高分子材料的开胶问题。与现有技术相比，本发明的有益效果为：
(1)在使用单层聚氨酯减震结构时，在低频段共振放大8～10倍，隔震效率均方根值低于50％。在使用本发明不同硬度的多层结构聚氨酯减震器之后，低频段共振放大2～3倍，隔震效率均方根值达到80％以上，整体隔震效率大幅提升。
(2)使用单层聚氨酯的结构，材料硬度高时，装配预紧力高可以保证装配紧密，但减震效果一般；材料硬度低时，装配预紧力低导致转配不紧密，从而影响使用。本发明使用不同硬度的多层结构可以兼顾装配紧密及减震效果。
(3)在球铰类产品中，将本发明的减震器压装至套筒即可，通过聚氨酯直接与套筒相结合，由于聚氨酯的刚性远小于金属件的刚性，其可以进行较大幅度的偏转，不易导致粘接面失效的问题。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明一个具体实施例的减震器结构示意图；
图2是本发明另一个具体实施例的减震器结构示意图；
其中：1、内层；2、中间层；3、外层。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下文将结合说明书附图和较佳的实施例对本发明做更全面、细致地描述，但本发明的保护范围并不限于以下具体实施例。
除非另有定义，下文中所使用的所有专业术语与本领域技术人员通常理解含义相同。本文中所使用的专业术语只是为了描述具体实施例的目的，并不是旨在限制本发明的保护范围。
除非另有特别说明，本发明中用到的各种原材料、试剂、仪器和设备等均可通过市场购买得到或者可通过现有方法制备得到。
本发明所用术语定义如下：
聚氨酯：本发明中所述的聚氨酯是指聚氨酯弹性体，其性能范围很宽，是介于从橡胶到塑料的一类高分子材料。具备优异的耐候性、耐磨性、耐油性及动态性能等；
多元醇：合成聚氨酯的一种原材料，分子量从几百至几千不等，分子链含有端羟基，分子链中含有的端羟基数量为该多元醇的官能度；
异氰酸酯：合成聚氨酯的一种原材料，分子中含有异氰酸根；
预聚体：多元醇与异氰酸酯在一定条件下发生化学反应的产物，为合成聚氨酯的原料；
扩链剂/交联剂：小分子化合物，有醇类及胺类，与预聚体在一定条件下发生化学反应形成聚氨酯材料或制品；
粘接剂：用于粘接聚氨酯等高分子材料进行的物质。
本发明中所用化合物英文缩写与中文对照如下：
TDI：甲苯二异氰酸酯；
MDI：二苯基甲烷二异氰酸酯；
NDI：1,5-萘二异氰酸酯；
MOCA：3,3’-二甲基-4,4’-二氨基二苯甲烷；
BDO：1,4-丁二醇；
TMP：三羟甲基丙烷。
本发明一个具体实施方式的聚氨酯减震器，包含多层聚氨酯结构，是由不同硬度的聚氨酯弹性体层通过粘接的方式连接在一起的复合结构。聚氨酯弹性体材料粘接面积大，粘接强度高。所述不同硬度为30Shore A～90Shore A中任意几种硬度进行搭配。
本发明可以是高、低不同硬度组合的双层结构。也可以是中间层为低硬度，两侧为高硬度的三层结构。所述高硬度、低硬度为相对值，例如，高、低硬度差值可以在20～50shoreA范围内不等，再例如，低硬度可在<70shoreA范围内选择，高硬度可在≥70ShoreA范围内选择。具体的，可以是如图1的套筒型，由三层酯弹性体层(内层1高硬度、中间层2低硬度、外层3高硬度)通过粘接的方式依次嵌套连接在一起。也可以是如图2的板层状，由三层不同硬度的酯弹性体层(中间层为低硬度，上层和底层为高硬度)通过粘接的方式依次叠合连接在一起。
本发明还可以是不同硬度材料的交替叠加形成的多层结构。对于不同硬度的材料的叠加次序无特定规定，不同硬度材料叠加可以如下所示：30A-75A-80A-40A，或者30A-80A-30A，或80A-30A-80A等。至于具体需要几种硬度的材料层组合，则需根据不同产品尺寸及应用工况要求进行设计。
上述几种结构形式需根据实际成型工艺或产品运用工况，决定用何种结构形式：在减震要求较低时，优先采用成型工艺容易的方法，例如两层结构；对于减震要求较高的产品，需依据工况设定对应的多层交替结构。例如，产品应用时需要降低的低频震动较多，那么低硬度材料组成则增加；产品应用时需要降低的高频震动较多，同时需兼顾刚度相对较大，那么此时需要高硬度材料组成较多。
本发明人前期针对不同震动频率区间通过有限元分析方法，计算出不同频段所需的材料性能，再通过对产品进行试验，检测产品的减震效果。不同震动频率对材料性能要求有所差异，这时需要匹配一种在该频段分子结构吸能效果较好的聚氨酯层以达到减震效果。本发明通过使用不同硬度的多层聚氨酯结构可解决这个问题。不同硬度的聚氨酯对应的分子结构有所区别，其模量、回弹率、阻尼等性能有所差异。对于车辆运行时的不同震动频率区间，低硬度材料作用于低频区间，如硬度为30A的材料对于10～800Hz震动频率减震效果明显优于高硬度80A的材料；高硬度材料一般作用于高频区间，例如80A的材料在800～2000Hz范围内减震效果较好。
减震器产品安装方式为过盈配合，如果使用单层聚氨酯的结构，材料硬度低时，由于比较软，过盈配合的预紧力不够，在车辆运行时容易出现缝隙而形成冲击。本发明将高硬度的材料与低硬度的结合起来可以减轻低硬度产品预紧力不够的问题。
在一个具体实施方式中，本发明的聚氨酯弹性体的原材料组成以质量分计如下：
多元醇 5～15份
异氰酸酯 70～90份
官能度2～3的扩链剂或交联剂 5～15份
作为优选，多元醇为聚醚多元醇或聚酯多元醇，优选分子量1000～3000，更优选2000。作为优选，异氰酸酯为TDI、MDI或NDI。作为优选，扩链剂或交联剂包含但不限于MOCA、BDO、TMP。
本发明通过采用预聚体不同的NCO(异氰酸基)值，以及采用不同的多元醇及扩链剂的种类及配比，可制得不同硬度的材料。一般采用相同的多元醇和扩链剂时，NCO值增大、扩链剂用量增大，有助于硬度提高。
针对同种体系的聚氨酯材料体系(如MDI体系、NDI体系)，在合成预聚体时，添加的异氰酸酯份数增多时，预聚体NCO值会增大，根据预聚体的NCO值，添加对应份数的扩链剂(如BDO)与预聚体中的NCO基团进行聚合反应后，由于此时聚氨酯分子结构中的硬段含量上升，导致硬度的提高。同样的，合成预聚体时，添加的异氰酸酯份数减少时，预聚体NCO值减小，根据预聚体的NCO值，添加对应份数的扩链剂(如BDO)与预聚体中的NCO基团进行聚合反应后，由于此时聚氨酯分子结构中的硬段含量减小，导致硬度的降低。
在一些实施例中，如表1所示。
表1
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在一个具体实施方式中，制备预聚体可采用下述方法：将多元醇或多元醇混合物在100～120℃下，真空度不高于-0.08kPa的条件下脱水1～2h，再加入异氰酸酯按照常规方法进行合成，所合成的预聚体异氰酸酯基含量(NCO值)为2wt％～8wt％，扩链系数为0.8～0.95。
将制备的预聚体与扩链剂或交联剂进行混合反应，然后浇注、硫化成型，预先成型某层聚氨酯，再将其表面打磨干净，并刷涂或喷涂粘接剂，再将其置于模具中，浇注另一种硬度的聚氨酯进行硫化成型。按照此工艺方法可成型不同层数的多层聚氨酯减震器。优先成型熟化后与模具接触较紧密的一层(即聚氨酯熟化收缩后与模具贴合紧密的一层聚氨酯)，再依次进行多层结构的成型。优选的，硫化成型模具温度(60～120)℃，硫化温度(80～120)℃，硫化时间(20～60)min，硫化压力(15～30)MPa，后熟化时间(10～24h)。
本发明将成型的聚氨酯进行打磨、刷涂粘接剂，再硫化成型另一层聚氨酯。如不涂抹粘接剂，已反应成型的聚氨酯不会与新浇注的聚氨酯重新反应，固化之后两种不同材料的聚氨酯之间无粘接力，在使用过程中可能由于轴向力的存在导致产品结构被破坏，达不到使用要求。涂有粘接剂的聚氨酯材料置于模具中于110℃～130℃加热1～2h，再浇注另一种硬度的聚氨酯，将干燥后的粘接剂进行预热后，使得粘接剂活性升高，保证粘接强度，如果没有进行一定时间的高温预热，则粘接强度差，容易开胶。
所述打磨方法是用砂纸将其粘接用手工或打磨机面进行打磨，并用清洗剂将其表面清理并干燥后，涂上粘接剂以保证粘接效果。优选的，清洗剂包括但不限于二氯甲烷、乙酸乙酯、异丙醇。所述干燥具体是将所述清洗后的样件置于无尘环境下在23～110℃下进行干燥。
所述涂粘接剂具体是将粘接剂与稀释剂按照一定比例(优选体积比为1:0～1:4)稀释后，用刷涂或喷涂的方式均匀涂抹一定厚度(优选15～30μm，不得有露白或堆积)的粘接剂，并在一定温度下干燥一定时间下于无尘环境下保存备用。优选的，所述粘接剂，其包括但不限于开姆洛克218、开姆洛克219、西邦224。优选的，所述稀释剂，其包括但不限于2-丁酮、甲苯/异丙醇混合溶剂、乙二醇醚类溶剂。所述一定温度具体是指，涂胶后备用的情形可在室温下进行干燥，涂胶后立即使用的情形下干燥温度为40～90℃。所述一定时间是指，涂胶后备用的情形可自然干燥不超过7天，涂胶后立即使用的情形下干燥时间以1～2h为宜。
优选的，所述模具配用成型不同厚度聚氨酯层的工装，使得通过不同工装的搭配使用，实现多层结构的成型。
实施例1：
如附图1所示多层聚氨酯减震器的制造，不同硬度聚氨酯材料通过粘接剂直接粘合，具体包括下述步骤和工艺条件：
步骤一：聚氨酯预聚体体系的制备
称取融化的平均分子量为2000的聚己二酸乙二醇酯100重量份，投入三口烧瓶中，加热至(110±5)℃，抽真空至压力≤-0.08kPa，脱除水分(1.5～2)h，降温至(60±5)℃，再加入二苯基甲烷二异氰酸酯37份，将温度控制于(80±2)℃后，反应2h，测得异氰酸基含量为5.9％。将聚氨酯预聚体在真空压力≤-0.08kPa条件下脱除气泡(20±5)min，即制得内层聚氨酯、外层聚氨酯用聚氨酯预聚体A；
称取融化的平均分子量为2000的聚己二酸乙二醇酯100重量份，投入三口烧瓶中，加热至(110±5)℃，抽真空至压力≤-0.08kPa，脱除水分(1.5～2)h，降温至(60±5)℃，再加入二苯基甲烷二异氰酸酯27份，将温度控制于(80±2)℃后，反应2h，测得异氰酸基含量为3.8％。将聚氨酯预聚体在真空压力≤-0.08kPa条件下脱除气泡(20±5)min，密封保存，即制得中间层聚氨酯用聚氨酯预聚体B；
步骤二：制品成型
制品成型工序如下：首先成型内层聚氨酯，再于内层聚氨酯外侧面上刷涂或喷涂粘接剂，再成型中间层聚氨酯与内层聚氨酯进行粘接成型，同理再成型外层聚氨酯。具体实施步骤如下：
(1)内层聚氨酯成型
将融化的扩链剂/交联剂组分1,4-丁二醇、三羟甲基丙烷按照摩尔比4:1进行混合，投入三口烧瓶中，加热至(105±5)℃，抽真空至压力≤-0.08kPa，脱除水分(1.5～2)h，降温至(60±5)℃备用。按常规计算扩链剂用量计算聚氨酯预聚体A与扩链剂/交联剂用量的比例，其计算过程如下：
每100重量份聚氨酯预聚体A所需扩链剂份数为：100×5.9％×1.07×0.90＝5.68
即每100份聚氨酯预聚体需5.68份扩链剂/交联剂组分，式中100为100重量份预聚体A，5.9％为异氰酸基含量，1.07为采用扩链剂1,4-丁二醇、三羟甲基丙烷时的常数，0.90为本实施例选用的扩链系数。
将聚氨酯预聚体A、扩链剂/交联剂组分于(70±5)℃下融化后，按照上述用量比例先后加入敞口塑料瓶中，搅拌(0.4～0.8)min，搅拌速度(800～1500)rpm，立即放入真空箱中，真空压力≤-0.08kPa，脱气(1～5)min，脱除因搅拌产生的气泡，防止制品的气泡缺陷。将脱除气泡的聚氨酯预聚体A与扩链剂/交联剂混合物浇注于(110±5)℃模具中，模压成型，硫化时间(0.3～1)h，硫化温度(110±5)℃。即制得内层聚氨酯。
(2)内层聚氨酯表面处理：
将50重量份的2-丁酮缓慢加入至50重量份的开姆洛克218中，搅拌均匀，密封备用。
将上述制得的内层聚氨酯与中间层聚氨酯接触的一面用砂纸进行打磨，将沾有二氯甲烷的绒布将打磨面擦拭后，用高压气枪吹扫干净，均匀刷涂或喷涂上述配制的粘接剂，厚度(20～30)μm，室温无尘环境中干燥1h，包装备用。
(3)中间层聚氨酯成型：
将融化的扩链剂/交联剂组分1,4-丁二醇、三羟甲基丙烷按照摩尔比2:1进行混合，投入三口烧瓶中，加热至(105±5)℃，抽真空至压力≤-0.08kPa，脱除水分(1.5～2)h，降温至(60±5)℃备用。按常规计算扩链剂用量计算聚氨酯预聚体B与扩链剂/交联剂用量的比例，其计算过程如下：
每100重量份聚氨酯预聚体B所需扩链剂份数为：100×3.8％×1.07×0.90＝3.66
即每100份聚氨酯预聚体需3.66份扩链剂/交联剂组分，式中100为100重量份预聚体B，3.66％为异氰酸基含量，1.07为采用扩链剂1,4-丁二醇、三羟甲基丙烷时的常数，0.90为本实施例选用的扩链系数。
将聚氨酯预聚体B、扩链剂/交联剂组分于(70±5)℃下融化后，按照上述用量比例先后加入敞口塑料瓶中，搅拌(0.4～0.8)min，搅拌速度(800～1500)rpm，立即放入真空箱中，真空压力≤-0.08kPa，脱气(1～5)min，脱除因搅拌产生的气泡，防止制品的气泡缺陷。将经过涂胶干燥后的内层聚氨酯置于模具中120℃加热2h，再将上述脱除气泡的聚氨酯预聚体B与扩链剂/交联剂混合物浇注于(110±5)℃模具中，模压成型，硫化时间(0.3～1)h，硫化温度(110±5)℃。即制得中间层聚氨酯与内层聚氨酯粘接后的半成品。
(4)中间层聚氨酯表面处理:
处理方法与(2)步骤中内层聚氨酯表面处理方法一致，此处不再赘述。
(5)外层聚氨酯成型：
所用配方组成及成型方法与(1)步骤一致，此处不再赘述。
通过上述(1)～(5)步骤即制得附图1所示的环状三层聚氨酯减震器，本实施例中环状三层聚氨酯径向厚度为35mm，内环内径为40mm。按照本实施例制作的多层聚氨酯减震器的性能如下：内层聚氨酯、外层聚氨酯硬度为70Shore A、中间层聚氨酯硬度为45ShoreA，其低频段共振放大倍数为2.1倍，隔震效率均方根值为85％。性能测试方法参考GB/T15168-1994，检测设备及工装依据产品工况制定。
实施例2：
如附图2所示多层聚氨酯减震器的制造，不同硬度聚氨酯材料通过粘接剂直接粘合，具体包括下述步骤和工艺条件：
步骤一：聚氨酯预聚体体系的制备
称取融化的平均分子量为2000的聚己内酯100重量份，投入反应釜中，加热至(110±5)℃，抽真空至压力≤-0.08kPa，脱除水分(1.5～2)h，加热至(127～135)℃，再加入1,5-萘二异氰酸酯23份，待其融化后，于(115±5)℃反应(0.3～0.5)h，测得异氰酸基含量为3.98％。将聚氨酯预聚体在真空压力≤-0.08kPa条件下脱除气泡，即制得上层聚氨酯、下层聚氨酯用聚氨酯预聚体A；
称取融化的平均分子量为2000的聚己二酸乙二醇酯100重量份，投入三口烧瓶中，加热至(110±5)℃，抽真空至压力≤-0.08kPa，脱除水分(1.5～2)h，降温至(60±5)℃，再加入二苯基甲烷二异氰酸酯33份，将温度控制于(80±2)℃后，反应2h，测得异氰酸基含量为5.01％。将聚氨酯预聚体在真空压力≤-0.08kPa条件下脱除气泡(20±5)min，密封保存，即制得中间层聚氨酯用聚氨酯预聚体B；
步骤二：制品成型
(1)下层聚氨酯成型
将融化的扩链剂/交联剂组分1,4-丁二醇、三羟甲基丙烷按照摩尔比4:1进行混合，投入至反应釜中，加热至(105±5)℃，抽真空至压力≤-0.08kPa，脱除水分(1.5～2)h，降温至(70±5)℃备用。按常规计算扩链剂用量计算聚氨酯预聚体A与扩链剂/交联剂用量的比例，其计算过程如下：
每100重量份聚氨酯预聚体A所需扩链剂份数为：100×3.98％×1.07×0.95＝4.05
即每100份聚氨酯预聚体需4.05份扩链剂/交联剂组分，式中100为100重量份预聚体A，3.98％为异氰酸基含量，1.07为采用扩链剂1,4-丁二醇、三羟甲基丙烷时的常数，0.95为本实施例选用的扩链系数。
将步骤一制备的上层聚氨酯预聚体A加入至弹性体浇注机A料罐中，油温、料温设置为(100±5)℃，将扩链剂组分加入至浇注机B料罐中，油温、料温设置为(80±10)℃，按照设计的预聚体和扩链剂组分进行计量，调节好A、B两料罐的计量泵转速；流量设置为(3～8)kg/min，转速(4500～5000)rpm，将物料浇注至(115±5)℃模具中，于(115±5)℃烘箱或烘道中硫化(0.3～1)h后出模，再于(115±5)℃烘箱中后熟化(12～24)h，即制得下层聚氨酯。
(2)中层聚氨酯成型
将甲苯与异丙醇按照1:1质量比进行混合，再将上诉50重量份的甲苯/异丙醇混合溶液缓慢加入至50重量份的开姆洛克218中，搅拌均匀，密封备用。
将上述制得的下层聚氨酯与中间层聚氨酯接触的一面用砂纸进行打磨，将沾有二氯甲烷的绒布将打磨面擦拭后，用高压气枪吹扫干净，均匀刷涂或喷涂上述配制的粘接剂，厚度(20～30)μm，于室温无尘环境中干燥1h，包装备用。
将融化的扩链剂/交联剂组分3,3’-二甲基-4,4’-二氨基二苯甲烷、三羟甲基丙烷按照摩尔比4:1进行混合，投入三口烧瓶中，加热至(105±5)℃，抽真空至压力≤-0.08kPa，脱除水分(1.5～2)h，降温至(60±5)℃备用。按常规计算扩链剂用量计算聚氨酯预聚体B与扩链剂/交联剂用量的比例，其计算过程如下：
每100重量份聚氨酯预聚体B所需扩链剂份数为：100×5.01％×2.76×0.85＝11.74
即每100份聚氨酯预聚体需11.74份扩链剂/交联剂组分，式中100为100重量份预聚体B，5.01％为异氰酸基含量，2.76为采用扩链剂3,3’-二甲基-4,4’-二氨基二苯甲烷、三羟甲基丙烷时的常数，0.85为本实施例选用的扩链系数。
将聚氨酯预聚体B、扩链剂/交联剂组分于(70±5)℃下融化后，按照上述用量比例先后加入敞口塑料瓶中，搅拌(0.4～0.8)min，搅拌速度(800～1500)rpm，立即放入真空箱中，真空压力≤-0.08kPa，脱气(1～5)min，脱除因搅拌产生的气泡，防止制品的气泡缺陷。将经过涂胶干燥后的下层聚氨酯置于模具中120℃加热2h，再将上述脱除气泡的聚氨酯预聚体B与扩链剂/交联剂混合物浇注于(110±5)℃模具中，模压成型，硫化时间(0.3～1)h，硫化温度(110±5)℃。即制得中间层聚氨酯与内层聚氨酯粘接后的半成品。
(3)上层聚氨酯成型
中间层聚氨酯与上层聚氨酯接触面处理方式与(2)步骤中一致，其浇注成型方式与步骤(1)一致，此处不再赘述。
通过上述(1)～(3)步骤即制得附图2所示的块状三层聚氨酯减震器，三层聚氨酯尺寸均为210mm×150mm×30mm。按照本实施例制作的多层聚氨酯减震器的性能如下：上层聚氨酯、底层聚氨酯硬度为86Shore A、中间层聚氨酯硬度为60Shore A，其低频段共振放大倍数为2.5倍，隔震效率均方根值为79％。
上述只是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何形式上的限制。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应落在本发明技术方案保护的范围内。

Claims (8)

1.一种聚氨酯减震器，其特征在于，所述聚氨酯减震器包含两层以上的聚氨酯弹性体材料层，相邻的聚氨酯弹性体材料层的硬度不同，在所有聚氨酯弹性体材料层的硬度值集合中至少包含两种不同的硬度值：所述聚氨酯弹性体材料层的硬度值在30ShoreA~90ShoreA中进行选择，高硬度和低硬度差值在20~50 ShoreA，低硬度在< 70ShoreA范围内选择，高硬度在≥70ShoreA范围内选择；
所述聚氨酯减震器应用于球铰类产品中，直接与套筒相结合，聚氨酯减震器的安装方式为过盈配合。
2.根据权利要求1所述的聚氨酯减震器，其特征在于，所述聚氨酯弹性体材料层之间通过粘接的方式连接。
3.根据权利要求1或2所述的聚氨酯减震器，其特征在于，所述聚氨酯减震器为三层套筒型或板层状结构，中间层为低硬度，两侧为高硬度，或者中间层为高硬度，两侧为低硬度。
4.根据权利要求1或2所述的聚氨酯减震器，其特征在于，所述聚氨酯减震器为不同硬度的聚氨酯弹性体材料叠加形成的多层结构。
5.一种权利要求1~4任一项所述聚氨酯减震器的制备方法，其特征在于，相邻的两层聚氨酯弹性体材料层先后浇注成型，在先成型的聚氨酯弹性体材料层上刷涂或喷涂粘接剂，然后在其表面浇注成型另一聚氨酯弹性体材料层。
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述聚氨酯弹性体材料层由多元醇和异氰酸酯制成预聚体，然后加入官能度2~3的扩链剂或交联剂进行反应，最后浇注、硫化成型得到。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述多元醇包括聚醚多元醇和/或聚酯多元醇，所述预聚体NCO值为2wt%~8wt%，所述扩链剂或交联剂包括MOCA、BDO或TMP中的一种或几种，扩链系数为0.8~0.95，预聚体与扩链剂或交联剂质量比为100:(3.5~12)，通过选择不同的多元醇及扩链剂或交联剂，并控制预聚体NCO值和扩链剂或交联剂加入比例，得到不同硬度的聚氨酯弹性体。
8.根据权利要求5～7任一项所述的制备方法，其特征在于，某一层聚氨酯弹性体材料层成型后，将其表面打磨干净，用清洗剂清洗并干燥，再刷涂或喷涂粘接剂并干燥后，再将其置于模具中，浇注成型另一相邻的聚氨酯弹性体材料层。
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