CN117242126A - 防振减振构件及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
提供高温耐久性等机械物性优异、并且再生产性优异、进一步地还实现制造成本的降低的防振减振构件及其制造方法。一种防振减振构件,其为由聚氨基甲酸酯构成的防振减振构件,其中,所述防振减振构件由如下热塑性氨基甲酸酯组合物的发泡体形成:所述聚氨基甲酸酯的多元醇成分除了短链多元醇以外,由聚酯系多元醇构成,所述聚氨基甲酸酯的异氰酸酯成分以1,5‑萘二异氰酸酯为主成分,且所述热塑性氨基甲酸酯组合物的NCO指数为0.9~1.04。
Description
技术领域
本发明涉及作为防振构件、减振构件使用的防振减振构件及其制造方法,详细而言,涉及由发泡聚氨基甲酸酯构成的防振减振构件及其制造方法。
背景技术
作为由发泡聚氨基甲酸酯构成的防振减振构件,例如可列举为车辆用的保险杠弹簧。如图1所示,保险杠弹簧2是外套于构成车辆的悬架的减震器30的活塞杆31的大致筒状(波纹形状)的构造物,配置于所述减震器30的缸(减震器板)32与车身侧的安装部(上支架33)之间来使用(参照专利文献1)。
对于所述保险杠弹簧,为了兼顾车辆行驶时、高输入时的振动吸收和乘坐舒适性,在高输入时要求高能量吸收能力,在低输入时要求低能量吸收能力。
而且,为了实现低输入时的高效的低能量吸收能力,一般而言,使用以二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)等为异氰酸酯成分的、由发泡聚氨基甲酸酯构成的保险杠弹簧。
另外,对于所述保险杠弹簧那样的在要求高温耐久性(耐热老化性)、柔软性等机械物性的部位使用的构件,一般而言,使用热交联型发泡聚氨基甲酸酯(参照专利文献2)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:
专利文献1:日本专利第3758343号公报
专利文献2:日本特开2004-293697号公报
发明内容
发明所要解决的问题
然而,为了利用热交联型发泡聚氨基甲酸酯制造防振减振构件,需要将该材料浇铸到模具中并进行加热的设备,因此存在设备投资变大这样的问题。
另外,热交联型发泡聚氨基甲酸酯难以降低浇铸时的材料粘度,因此还存在难以制造复杂形状的防振减振构件这样的问题。
进一步地,鉴于要求不对地球环境造成负荷的材料的近来的状况,开发再循环性(再生产性)高、而且能够成立高机械物性的防振减振构件的材料的需求提高。
然而,热交联型发泡聚氨基甲酸酯不会因热而熔融,因此缺乏再生产性,在环境负荷方面成为问题。
本发明是鉴于这样的情况而完成的,提供高温耐久性等机械物性优异、并且再生产性优异、进一步地还实现制造成本的降低的防振减振构件及其制造方法。
用于解决问题的手段
本发明的发明人为了解决所述问题而反复进行了深入研究。在该研究的过程中,本发明的发明人对制造由热塑性聚氨基甲酸酯的发泡体构成的防振减振构件进行了研究。以往的使用了热固性聚氨基甲酸酯的防振减振构件虽然因热而软化,但大多含有过量的异氰酸酯,实际上多少进行了交联,因此难以将旧的防振减振构件热熔融而再生产显示出原来的机械物性的防振减振构件。另外,如保险杠弹簧那样的防振减振构件由于高载荷所引起的高变形而发热,因此以往认为上述那样的防振减振构件的材料无法使用热塑性氨基甲酸酯。
然而,基于这样的技术常识,本发明的发明人进一步反复进行了研究的结果是,研究了采用由非交联型的热塑性氨基甲酸酯组合物的发泡体形成的防振减振构件,所述非交联型的热塑性氨基甲酸酯组合物是将多元醇成分设为聚酯系多元醇、将异氰酸酯成分设为1,5-萘二异氰酸酯(NDI)、且以NCO指数[异氰酸酯中的NCO基与多元醇中的羟基的当量比(NCO基/OH基)]为0.9~1.04的范围的方式制备的。
这样操作后发现,由于聚酯系多元醇的晶体性和NDI的强韧性,该发泡体即使如上述那样将NCO指数设定得较低(在0.9~1.04的范围),高温耐久性等机械物性也很优异,另外,通过制成由NCO指数低的非交联型的热塑性氨基甲酸酯组合物形成的防振减振构件,防振减振构件的再循环性(再生产性)变得优异。
然而,本发明的主旨在于以下的[1]~[8]。
[1]一种防振减振构件,其为由聚氨基甲酸酯构成的防振减振构件,其中,所述防振减振构件由如下热塑性氨基甲酸酯组合物的发泡体形成:所述聚氨基甲酸酯的多元醇成分除了短链多元醇以外,由聚酯系多元醇构成,所述聚氨基甲酸酯的异氰酸酯成分以1,5-萘二异氰酸酯为主成分,且所述热塑性氨基甲酸酯组合物的NCO指数为0.9~1.04。
[2]根据[1]所述的防振减振构件,其中,所述热塑性氨基甲酸酯组合物中的异氰酸酯成分的比例为10~30质量%。
[3]根据[1]或[2]所述的防振减振构件,其中,所述聚氨基甲酸酯的重均分子量为50000~500000。
[4]根据[1]~[3]中任一项所述的防振减振构件,其中,所述聚酯系多元醇为选自由聚己二酸乙二醇酯、聚己内酰胺以及聚碳酸酯二醇组成的群组中的至少一种。
[5]根据[1]~[4]中任一项所述的防振减振构件,其中,所述发泡体的密度为0.3~0.8g/cm3。
[6]根据[1]~[5]中任一项所述的防振减振构件,其中,所述发泡体中的发泡泡孔的数均直径为50~500μm。
[7][1]~[6]中任一项所述的防振减振构件的制造方法,其中,
所述防振减振构件的制造方法具备:
由聚酯系多元醇和以1,5-萘二异氰酸酯为主成分的异氰酸酯成分制备氨基甲酸酯预聚物的工序;
将所述氨基甲酸酯预聚物与剩余的多元醇成分混合,制备NCO指数为0.9~1.04的热塑性氨基甲酸酯组合物的工序;
成形由所述热塑性氨基甲酸酯组合物形成的聚氨基甲酸酯发泡体的工序;以及
将所述聚氨基甲酸酯发泡体从成形模具中脱模的工序。
[8]根据[7]所述的防振减振构件的制造方法,其中,
将成形由所述热塑性氨基甲酸酯组合物形成的聚氨基甲酸酯发泡体的工序设为如下工序:将所述热塑性氨基甲酸酯组合物暂时粒料化,通过注塑成形机将该粒料熔融,以发泡状态浇铸到成形模具中,成形聚氨基甲酸酯发泡体。
发明效果
根据以上内容,本发明的防振减振构件的高温耐久性等机械物性优异,并且再生产性优异,进一步地还能够实现制造成本的降低。
附图说明
图1是表示氨基甲酸酯制的保险杠弹簧的实施方式的说明图。
具体实施方式
接着,对本发明的实施方式进行详细说明。但是,本发明并不限于该实施方式。
此外,在本发明中表述为“X~Y”(X、Y为任意的数字)的情况下,只要没有特别说明,则包含“X以上且Y以下”的含义,并且也包含“优选大于X”或“优选小于Y”的含义。
另外,在表述为“X以上”(X为任意的数字)或“Y以下”(Y为任意的数字)的情况下,也包含“优选大于X”或“优选小于Y”的意思。
本发明的防振减振构件(以下,表示为“本防振减振构件”)由聚氨基甲酸酯构成,本发明的防振减振构件由如下热塑性氨基甲酸酯组合物的发泡体形成:所述聚氨基甲酸酯的多元醇成分除了短链多元醇以外,由聚酯系多元醇构成,所述聚氨基甲酸酯的异氰酸酯成分以1,5-萘二异氰酸酯为主成分,且所述热塑性氨基甲酸酯组合物的NCO指数为0.9~1.04。
所述“主成分”表示异氰酸酯成分的70质量%以上、优选为80质量%以上、更优选为95~100质量%为1,5-萘二异氰酸酯。
另外,所述的“所述聚氨基甲酸酯的多元醇成分除了短链多元醇以外,由聚酯系多元醇构成”并不是指不使用短链多元醇作为所述聚氨基甲酸酯的多元醇成分,而是指作为所述聚氨基甲酸酯中使用的多元醇成分,除了短链多元醇以外,仅使用聚酯系多元醇。在此,短链多元醇是指其数均分子量(Mn)为500以下的多元醇。
以下,对所述热塑性氨基甲酸酯组合物的构成成分进行详细说明。
[多元醇成分]
在所述热塑性氨基甲酸酯组合物中,作为其多元醇成分,除了短链多元醇以外,仅使用聚酯系多元醇。
作为所述聚酯系多元醇,可列举为聚己二酸乙二醇酯、聚己二酸丙二醇酯、聚己二酸丁二醇酯、聚己二酸戊二醇酯、聚己二酸己二醇酯、聚己二酸庚二醇酯、聚己二酸辛二醇酯、聚己二酸壬二醇酯、聚己二酸癸二醇酯、聚己二酸十二烷二醇酯、聚己内酰胺、聚十二烷基内酰胺、聚十二内酰胺、聚碳酸酯二醇等。它们可以单独使用或组合使用两种以上。其中,从耐热性优异的方面出发,优选为聚己二酸乙二醇酯、聚己内酰胺、聚碳酸酯二醇。
所述聚酯系多元醇的数均分子量(Mn)优选为1000~4000,更优选为1250~3000,进一步优选为1500~2500。
即,通过使用这样的分子量的聚酯系多元醇,能够制作目标分子量且目标分子结构的热塑性氨基甲酸酯。此外,所述数均分子量(Mn)可以通过凝胶渗透色谱(GPC)法等求出。
所述热塑性氨基甲酸酯组合物中的聚酯系多元醇的比例优选为50~90质量%,更优选为55~88质量%,进一步优选为60~85质量%。
另外,在所述热塑性氨基甲酸酯组合物中,短链多元醇可以根据需要使用。作为这样的短链多元醇,例如可列举为1,4-丁二醇、乙二醇、1,3-丙二醇、1,5-戊二醇、1,6-己二醇、1,7-庚二醇、1,8-辛二醇、1,9-壬二醇、1,10-癸二醇、1,12-十二烷二醇等。它们可以单独使用或组合使用两种以上。其中,从流动性优异的方面出发,优选为1,4-丁二醇。
所述热塑性氨基甲酸酯组合物中的短链多元醇的比例优选为0.1~20质量%,更优选为0.3~15质量%,进一步优选为0.5~12质量%。
[异氰酸酯成分]
在所述热塑性氨基甲酸酯组合物中,作为其异氰酸酯成分,使用以1,5-萘二异氰酸酯(NDI)为主成分的异氰酸酯成分,优选为仅使用NDI。
在与NDI一起并用其他异氰酸酯成分的情况下,例如可以单独使用或组合使用两种以上的4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、苯二异氰酸酯等芳香族二异氰酸酯;1,2-亚乙基二异氰酸酯、1,3-亚丙基二异氰酸酯、1,4-丁烷二异氰酸酯、1,6-六亚甲基二异氰酸酯、1,4-环己烷二异氰酸酯、1,3-环己烷二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、氢化的4,4’-苯基甲烷二异氰酸酯等脂肪族二异氰酸酯等。
所述热塑性氨基甲酸酯组合物中的异氰酸酯成分的比例优选为10~30质量%,更优选为12~28质量%,进一步优选为14~22质量%。而且,所述热塑性氨基甲酸酯组合物中的NCO指数[异氰酸酯中的NCO基与多元醇中的羟基的当量比(NCO基/OH基)]为0.9~1.04的范围,优选为0.9~1.0的范围,更优选为0.95~1.0的范围。
即,通过这样规定,能够实现良好的发泡状态,良好地兼顾高温耐久性和再生产性。
[其他成分]
在所述热塑性氨基甲酸酯组合物中,除了多元醇成分、异氰酸酯成分以外,还可以根据需要配合发泡剂、扩链剂、催化剂、整泡剂、抗水解剂、阻燃剂、减粘剂、稳定剂、填充剂、着色剂等。
作为所述发泡剂,可列举为碳酸氢钠、偶氮二甲酰胺这样的偶氮化合物、对甲苯磺酰叠氮这样的叠氮化合物、N,N'-二亚硝基五亚甲基四胺这样的亚硝基化合物等。
此外,在本发明中,由于所述热塑性氨基甲酸酯组合物为非交联型,因此不含有交联剂类(包括有助于交联的物质)。
而且,优选地,在由所述聚酯系多元醇的一部分(或全部)和以1,5-萘二异氰酸酯为主成分的异氰酸酯成分制备氨基甲酸酯预聚物后,将该氨基甲酸酯预聚物和剩余的多元醇成分(所述聚酯系多元醇的剩余或短链多元醇)混合,制备NCO指数为0.9~1.04的热塑性氨基甲酸酯组合物,由此能够实现良好的发泡状态,能够制成良好地兼顾高温耐久性和再生产性的非交联型的热塑性氨基甲酸酯组合物。
上述的制备操作优选在80~120℃的气氛温度下进行。另外,在配合其他成分的情况下,优选在将氨基甲酸酯预聚物和剩余的多元醇成分混合的阶段加入。
此外,作为氨基甲酸酯组合物的制备方法,可以使用使长链多元醇、作为扩链剂的短链二醇以及二异氰酸酯同时聚合的一步法、和使长链多元醇与二异氰酸酯预先反应而合成预聚物后添加短链二醇并使其聚合的预聚物法中的任一种。作为制造方法,可以使用间歇法、带式浇铸法、反应挤出法中的任一种。
所述热塑性氨基甲酸酯组合物中的聚氨基甲酸酯的重均分子量(Mw)优选为50000~500000,更优选为75000~400000,进一步优选为100000~300000。若为这样的重均分子量,则能实现良好的发泡状态,能够制成良好地兼顾高温耐久性和再生产性的非交联型的热塑性氨基甲酸酯组合物。此外,聚氨基甲酸酯的重均分子量可以通过凝胶渗透色谱(GPC)法等求出。
在此,作为GPC法中的测量设备,例如使用高速GPC装置(东曹公司制造,HLC-8320GPC)。然后,预先求出基于标准试样的已知的重均分子量与溶出时间的关系,制作由溶出时间求出重均分子量的标准曲线。接着,在以下的装置以及操作条件下对聚氨基甲酸酯的溶出时间进行测量,参照所述标准曲线,计算出重均分子量(聚苯乙烯换算)。
<装置以及操作条件>
分离柱:东曹公司制造,TSKgelSuperAWM-H(将两根串联连接使用)
检测器:差示折射计
柱温:40℃
流动相:关东化学公司制造,N,N-二甲基甲酰胺(10mmοl/L LiBr)
标准试样:标准聚苯乙烯试剂盒(东曹公司制造,PStQuick B)
试样浓度:0.1质量%
试样注入量:30μL
流速:0.5mL/min
如上所述制备的热塑性氨基甲酸酯组合物根据需要暂时粒料化后,利用注塑成形机将该粒料熔融,以发泡状态注射到成形模具(模具等)中进行浇铸。
此外,也可以不进行粒料化,而将所述热塑性氨基甲酸酯组合物以熔融发泡状态浇铸到成形模具中。
如上所述,为了使热塑性氨基甲酸酯组合物形成为熔融发泡状态,例如,除了在所述热塑性氨基甲酸酯组合物中预先添加发泡剂以外,还可以通过如下方式来实现:在所述热塑性氨基甲酸酯组合物熔融时加入发泡剂,或者在所述粒料中干混发泡剂并使其熔融的方式、在所述热塑性氨基甲酸酯组合物熔融时通过吹入二氧化碳、氮气而使其物理发泡的方式。
所述热塑性氨基甲酸酯组合物的熔融通过注塑成形机等成形机在150~290℃下进行。
如上所述,将热塑性氨基甲酸酯组合物以熔融发泡状态浇铸至成形模具中后,能够成形由所述热塑性氨基甲酸酯组合物形成的聚氨基甲酸酯发泡体。
而且,通过将所述聚氨基甲酸酯发泡体从成形模具中脱模,能够得到作为目的的本防振减振构件。
在这样得到的本防振减振构件中,其密度优选为0.3~0.8g/cm3,更优选为0.4~0.8g/cm3,进一步优选为0.5~0.6g/cm3。通过设为这样的密度,高温耐久性(耐热老化性)、柔软性等机械物性变得优异。
此外,所述密度例如可以通过东洋精机公司制造的自动比重计DSG-1进行测定。
另外,本防振减振构件中的发泡泡孔的数均直径优选为50~500μm,更优选为100~300μm。通过设为这样的发泡泡孔的数均直径,高温耐久性(耐热老化性)、柔软性等机械物性变得优异。
此外,所述发泡泡孔的数均直径如下求出:由本防振减振构件制作2mm见方的测定样品,使用扫描型电子显微镜(SEM),在1mm见方的视野中测定50个发泡泡孔直径,并求出其平均。
由于本防振减振构件的再生产性高,因此,例如能够对旧的防振减振构件进行热熔融而再生产表现出原来的机械物性的防振减振构件、能够在其他材料中进行再循环。
而且,本防振减振构件适于要求高温耐久性(耐热老化性)的用途,例如,除了装配于减震器的活塞杆的保险杠弹簧之外,还能够良好地应用于作为机动车的车辆等的发动机支架、变速器支架、车身支架、驾驶室支架、构件支架、连杆、扭力杆、支撑杆缓冲件(strutbar cushion)、中心轴承支架(center bearing support)、扭转减振器(torsionaldamper)、转向橡胶联轴器(steering rubber coupling)、拉杆衬套、衬套、弹跳止动器(bound stopper)、FF发动机侧倾止动器(roll stopper)、消音器吊架(muffler hanger)等各种防振减振构件。
实施例
接着,与比较例一起对实施例进行说明。但是,本发明只要不超出其主旨,则并不限定于这些实施例。
首先,在实施例以及比较例之前,准备下述所示的材料。
[PEA]
数均分子量为2000的聚己二酸乙二醇酯(POLYLITE OD-X-2610,DIC公司制造)
[PCL]
数均分子量为2000的聚己内酰胺(POLYLITE OD-X-640,DIC公司制造)
[NDI]
1,5-萘二异氰酸酯(东京化成工业公司制造)
[短链多元醇]
1,4-丁二醇(东京化成工业公司制造)
[整泡剂]
NIAX silicone L-5388(Momentive Performance Materials公司制造)
[催化剂]
N,N-二甲基环己胺(东京化成工业公司制造)
[抗水解剂]
Stabaxol I(RheinChemie公司制造)
[实施例1]
将56质量%的作为多元醇成分的PEA与14质量%的作为异氰酸酯成分的NDI在液温130℃下混合,制备氨基甲酸酯预聚物。接着,将所述氨基甲酸酯预聚物、新的与所述PEA相同的物质26质量%、短链多元醇2.5质量%、整泡剂0.03质量%、催化剂0.03质量%和抗水解剂1.44质量%在液温100℃下混合,制备NCO指数为1.00的氨基甲酸酯组合物。
使用高速GPC装置(东曹公司制造的HLC-8320GPC),依据上述的条件,对所述氨基甲酸酯组合物中的聚氨基甲酸酯的重均分子量(Mw)进行测定,结果为200000。
接着,利用单轴高速粉碎机(PSF-40,Tani工业公司制造)对所述氨基甲酸酯组合物进行粒料化,接着,利用注塑成形机(J110AD-180H,日本制钢所制造),将该粒料在200℃下熔融,在气体注入量为0.26g的条件下加入氮气而形成为发泡状态,在成形模具中注塑成形。然后,从所述成形模具中脱模,由此得到聚氨基甲酸酯成形体(样品)。
由所述样品制作2mm见方的测定样品,使用扫描型电子显微镜(SEM),在1mm见方的视野中测定50个发泡泡孔直径,求出其平均值,结果为发泡泡孔直径(发泡泡孔的数均直径)为100μm。
另外,对于所述测定样品,利用东洋精机公司制造的自动比重计DSG-1进行密度测定,结果为该密度为0.5g/cm3。
[实施例2]
将54质量%的作为多元醇成分的PEA与13质量%的作为异氰酸酯成分的NDI在液温130℃下混合,制备氨基甲酸酯预聚物。接着,将所述氨基甲酸酯预聚物、新的与所述PEA相同的物质29质量%、短链多元醇2.5质量%、整泡剂0.03质量%、催化剂0.03质量%和抗水解剂1.44质量%在液温100℃下混合,制备NCO指数为0.90的氨基甲酸酯组合物。
使用高速GPC装置(东曹公司制造的HLC-8320GPC),依据上述的条件,对所述氨基甲酸酯组合物中的聚氨基甲酸酯的重均分子量(Mw)进行测定,结果为180000。
接着,利用单轴高速粉碎机(PSF-40,Tani工业公司制造)对所述氨基甲酸酯组合物进行粒料化,接着,利用注塑成形机(J110AD-180H,日本制钢所公司制造),将该粒料在200℃下熔融,在气体注入量为0.26g的条件下加入氮气而形成为发泡状态,在成形模具中注塑成形。然后,从所述成形模具中脱模,由此得到聚氨基甲酸酯成形体(样品)。
由所述样品制作2mm见方的测定样品,使用扫描型电子显微镜(SEM),在1mm见方的视野中测定50个发泡泡孔直径,求出其平均值,结果为发泡泡孔直径(发泡泡孔的数均直径)为110μm。
另外,对于所述测定样品,利用东洋精机公司制造的自动比重计DSG-1进行密度测定,结果为该密度为0.5g/cm3。
[实施例3]
将57质量%的作为多元醇成分的PEA与15质量%的作为异氰酸酯成分的NDI在液温130℃下混合,制备氨基甲酸酯预聚物。接着,将所述氨基甲酸酯预聚物、新的与所述PEA相同的物质24质量%、短链多元醇2.5质量%、整泡剂0.03质量%、催化剂0.03质量%和抗水解剂1.44质量%在液温100℃下混合,制备NCO指数为1.04的氨基甲酸酯组合物。
使用高速GPC装置(东曹公司制造的HLC-8320GPC),依据上述的条件,对所述氨基甲酸酯组合物中的聚氨基甲酸酯的重均分子量(Mw)进行测定,结果为180000。
接着,利用单轴高速粉碎机(PSF-40,Tani工业公司制造)对所述氨基甲酸酯组合物进行粒料化,接着,利用注塑成形机(J110AD-180H,日本制钢所公司制造),将该粒料在200℃下熔融,在气体注入量为0.26g的条件下加入氮气而形成为发泡状态,在成形模具中注塑成形。然后,从所述成形模具中脱模,由此得到聚氨基甲酸酯成形体(样品)。
由所述样品制作2mm见方的测定样品,使用扫描型电子显微镜(SEM),在1mm见方的视野中测定50个发泡泡孔直径,求出其平均值,结果为发泡泡孔直径(发泡泡孔的数均直径)为90μm。
另外,对于所述测定样品,利用东洋精机公司制造的自动比重计DSG-1进行密度测定,结果为该密度为0.5g/cm3。
[实施例4]
将40质量%的作为多元醇成分的PEA与10质量%的作为异氰酸酯成分的NDI在液温130℃下混合,制备氨基甲酸酯预聚物。接着,将所述氨基甲酸酯预聚物、新的与所述PEA相同的物质47质量%、短链多元醇0.5质量%、整泡剂0.03质量%、催化剂0.03质量%和抗水解剂2.44质量%在液温100℃下混合,制备NCO指数为1.00的氨基甲酸酯组合物。
使用高速GPC装置(东曹公司制造的HLC-8320GPC),依据上述的条件,对所述氨基甲酸酯组合物中的聚氨基甲酸酯的重均分子量(Mw)进行测定,结果为300000。
接着,利用单轴高速粉碎机(PSF-40,Tani工业公司制造)对所述氨基甲酸酯组合物进行粒料化,接着,利用注塑成形机(J110AD-180H,日本制钢所公司制造),将该粒料在200℃下熔融,在气体注入量为0.26g的条件下加入氮气而形成为发泡状态,在成形模具中注塑成形。然后,从所述成形模具中脱模,由此得到聚氨基甲酸酯成形体(样品)。
由所述样品制作2mm见方的测定样品,使用扫描型电子显微镜(SEM),在1mm见方的视野中测定50个发泡泡孔直径,求出其平均值,结果为发泡泡孔直径(发泡泡孔的数均直径)为100μm。
另外,对于所述测定样品,利用东洋精机公司制造的自动比重计DSG-1进行密度测定,结果为该密度为0.5g/cm3。
[实施例5]
将59质量%的作为多元醇成分的PEA与30质量%的作为异氰酸酯成分的NDI在液温130℃下混合,制备氨基甲酸酯预聚物。接着,将短链多元醇10.5质量%、整泡剂0.03质量%、催化剂0.03质量%和抗水解剂0.44质量%在液温100℃下混合,制备NCO指数为1.00的氨基甲酸酯组合物。
使用高速GPC装置(东曹公司制造的HLC-8320GPC),依据上述的条件,对所述氨基甲酸酯组合物中的聚氨基甲酸酯的重均分子量(Mw)进行测定,结果为300000。
接着,利用单轴高速粉碎机(PSF-40,Tani工业公司制造)对所述氨基甲酸酯组合物进行粒料化,接着,利用注塑成形机(J110AD-180H,日本制钢所公司制造),将该粒料在200℃下熔融,在气体注入量为0.26g的条件下加入氮气而形成为发泡状态,在成形模具中注塑成形。然后,从所述成形模具中脱模,由此得到聚氨基甲酸酯成形体(样品)。
由所述样品制作2mm见方的测定样品,使用扫描型电子显微镜(SEM),在1mm见方的视野中测定50个发泡泡孔直径,求出其平均值,结果为发泡泡孔直径(发泡泡孔的数均直径)为110μm。
另外,对于所述测定样品,利用东洋精机公司制造的自动比重计DSG-1进行密度测定,结果为该密度为0.5g/cm3。
[实施例6]
将56质量%的作为多元醇成分的PEA与14质量%的作为异氰酸酯成分的NDI在液温130℃下混合,制备氨基甲酸酯预聚物。接着,将所述氨基甲酸酯预聚物、新的与所述PEA相同的物质26质量%、短链多元醇2.5质量%、整泡剂0.03质量%、催化剂0.03质量%和抗水解剂1.44质量%在液温100℃下混合,制备NCO指数为1.00的氨基甲酸酯组合物。
使用高速GPC装置(东曹公司制造的HLC-8320GPC),依据上述的条件,对所述氨基甲酸酯组合物中的聚氨基甲酸酯的重均分子量(Mw)进行测定,结果为50000。
接着,利用单轴高速粉碎机(PSF-40,Tani工业公司制造)对所述氨基甲酸酯组合物进行粒料化,接着,利用注塑成形机(J110AD-180H,日本制钢所公司制造),将该粒料在200℃下熔融,在气体注入量为0.26g的条件下加入氮气而形成为发泡状态,在成形模具中注塑成形。然后,从所述成形模具中脱模,由此得到聚氨基甲酸酯成形体(样品)。
由所述样品制作2mm见方的测定样品,使用扫描型电子显微镜(SEM),在1mm见方的视野中测定50个发泡泡孔直径,求出其平均值,结果为发泡泡孔直径(发泡泡孔的数均直径)为90μm。
另外,对于所述测定样品,利用东洋精机公司制造的自动比重计DSG-1进行密度测定,结果为该密度为0.5g/cm3。
[实施例7]
将56质量%的作为多元醇成分的PEA与14质量%的作为异氰酸酯成分的NDI在液温130℃下混合,制备氨基甲酸酯预聚物。接着,将所述氨基甲酸酯预聚物、新的与所述PEA相同的物质26质量%、短链多元醇2.5质量%、整泡剂0.03质量%、催化剂0.03质量%和抗水解剂1.44质量%在液温100℃下混合,制备NCO指数为1.00的氨基甲酸酯组合物。
使用高速GPC装置(东曹公司制造的HLC-8320GPC),依据上述的条件,对所述氨基甲酸酯组合物中的聚氨基甲酸酯的重均分子量(Mw)进行测定,结果为500000。
接着,利用单轴高速粉碎机(PSF-40,Tani工业公司制造)对所述氨基甲酸酯组合物进行粒料化,接着,利用注塑成形机(J110AD-180H,日本制钢所公司制造),将该粒料在200℃下熔融,在气体注入量为0.26g的条件下加入氮气而形成为发泡状态,在成形模具中注塑成形。然后,从所述成形模具中脱模,由此得到聚氨基甲酸酯成形体(样品)。
由所述样品制作2mm见方的测定样品,使用扫描型电子显微镜(SEM),在1mm见方的视野中测定50个发泡泡孔直径,求出其平均值,结果为发泡泡孔直径(发泡泡孔的数均直径)为100μm。
另外,对于所述测定样品,利用东洋精机公司制造的自动比重计DSG-1进行密度测定,结果为该密度为0.5g/cm3。
[实施例8]
将56质量%的作为多元醇成分的PCL与14质量%的作为异氰酸酯成分的NDI在液温130℃下混合,制备氨基甲酸酯预聚物。接着,将所述氨基甲酸酯预聚物、新的与所述PCL相同的物质26质量%、短链多元醇2.5质量%、整泡剂0.03质量%、催化剂0.03质量%和抗水解剂1.44质量%在液温100℃下混合,制备NCO指数为1.00的氨基甲酸酯组合物。
使用高速GPC装置(东曹公司制造的HLC-8320GPC),依据上述的条件,对所述氨基甲酸酯组合物中的聚氨基甲酸酯的重均分子量(Mw)进行测定,结果为100000。
接着,利用单轴高速粉碎机(PSF-40,Tani工业公司制造)对所述氨基甲酸酯组合物进行粒料化,接着,利用注塑成形机(J110AD-180H,日本制钢所公司制造),将该粒料在200℃下熔融,在气体注入量为0.26g的条件下加入氮气而形成为发泡状态,在成形模具中注塑成形。然后,从所述成形模具中脱模,由此得到聚氨基甲酸酯成形体(样品)。
由所述样品制作2mm见方的测定样品,使用扫描型电子显微镜(SEM),在1mm见方的视野中测定50个发泡泡孔直径,求出其平均值,结果为发泡泡孔直径(发泡泡孔的数均直径)为110μm。
另外,对于所述测定样品,利用东洋精机公司制造的自动比重计DSG-1进行密度测定,结果为该密度为0.5g/cm3。
[实施例9]
将56质量%的作为多元醇成分的PEA与14质量%的作为异氰酸酯成分的NDI在液温130℃下混合,制备氨基甲酸酯预聚物。接着,将所述氨基甲酸酯预聚物、新的与所述PEA相同的物质26质量%、短链多元醇2.5质量%、整泡剂0.03质量%、催化剂0.03质量%和抗水解剂1.44质量%在液温100℃下混合,制备NCO指数为1.00的氨基甲酸酯组合物。
使用高速GPC装置(东曹公司制造的HLC-8320GPC),依据上述的条件,对所述氨基甲酸酯组合物中的聚氨基甲酸酯的重均分子量(Mw)进行测定,结果为200000。
接着,利用单轴高速粉碎机(PSF-40,Tani工业公司制造)对所述氨基甲酸酯组合物进行粒料化,接着,利用注塑成形机(J110AD-180H,日本制钢所公司制造),将该粒料在200℃下熔融,在气体注入量为0.32g的条件下加入氮气而形成为发泡状态,在成形模具中注塑成形。然后,从所述成形模具中脱模,由此得到聚氨基甲酸酯成形体(样品)。
由所述样品制作2mm见方的测定样品,使用扫描型电子显微镜(SEM),在1mm见方的视野中测定50个发泡泡孔直径,求出其平均值,结果为发泡泡孔直径(发泡泡孔的数均直径)为50μm。
另外,对于所述测定样品,利用东洋精机公司制造的自动比重计DSG-1进行密度测定,结果为该密度为0.5g/cm3。
[实施例10]
将56质量%的作为多元醇成分的PEA与14质量%的作为异氰酸酯成分的NDI在127℃的气氛温度下混合,制备氨基甲酸酯预聚物。接着,将所述氨基甲酸酯预聚物、新的与所述PEA相同的物质26质量%、短链多元醇2.5质量%、整泡剂0.03质量%、催化剂0.03质量%和抗水解剂1.44质量%在液温100℃下混合,制备NCO指数为1.00的氨基甲酸酯组合物。
使用高速GPC装置(东曹公司制造的HLC-8320GPC),依据上述的条件,对所述氨基甲酸酯组合物中的聚氨基甲酸酯的重均分子量(Mw)进行测定,结果为200000。
接着,利用单轴高速粉碎机(PSF-40,Tani工业公司制造)对所述氨基甲酸酯组合物进行粒料化,接着,利用注塑成形机(J110AD-180H,日本制钢所公司制造),将该粒料在200℃下熔融,在气体注入量为0.2g的条件下加入氮气而形成为发泡状态,在成形模具中注塑成形。然后,从所述成形模具中脱模,由此得到聚氨基甲酸酯成形体(样品)。
由所述样品制作2mm见方的测定样品,使用扫描型电子显微镜(SEM),在1mm见方的视野中测定50个发泡泡孔直径,求出其平均值,结果为发泡泡孔直径(发泡泡孔的数均直径)为500μm。
另外,对于所述测定样品,利用东洋精机公司制造的自动比重计DSG-1进行密度测定,结果为该密度为0.5g/cm3。
[实施例11]
将56质量%的作为多元醇成分的PEA与14质量%的作为异氰酸酯成分的NDI在液温130℃下混合,制备氨基甲酸酯预聚物。接着,将所述氨基甲酸酯预聚物、新的与所述PEA相同的物质26质量%、短链多元醇2.5质量%、整泡剂0.03质量%、催化剂0.03质量%和抗水解剂1.44质量%在液温100℃下混合,制备NCO指数为1.00的氨基甲酸酯组合物。
使用高速GPC装置(东曹公司制造的HLC-8320GPC),依据上述的条件,对所述氨基甲酸酯组合物中的聚氨基甲酸酯的重均分子量(Mw)进行测定,结果为200000。
接着,利用单轴高速粉碎机(PSF-40,Tani工业公司制造)对所述氨基甲酸酯组合物进行粒料化,接着,利用注塑成形机(J110AD-180H,日本制钢所公司制造),将该粒料在200℃下熔融,在气体注入量为0.32g的条件下加入氮气而形成为发泡状态,在成形模具中注塑成形。然后,从所述成形模具中脱模,由此得到聚氨基甲酸酯成形体(样品)。
由所述样品制作2mm见方的测定样品,使用扫描型电子显微镜(SEM),在1mm见方的视野中测定50个发泡泡孔直径,求出其平均值,结果为发泡泡孔直径(发泡泡孔的数均直径)为90μm。
另外,对于所述测定样品,利用东洋精机公司制造的自动比重计DSG-1进行密度测定,结果为该密度为0.3g/cm3。
[实施例12]
将56质量%的作为多元醇成分的PEA与14质量%的作为异氰酸酯成分的NDI在液温130℃下混合,制备氨基甲酸酯预聚物。接着,将所述氨基甲酸酯预聚物、新的与所述PEA相同的物质26质量%、短链多元醇2.5质量%、整泡剂0.03质量%、催化剂0.03质量%和抗水解剂1.44质量%在液温100℃下混合,制备NCO指数为1.00的氨基甲酸酯组合物。
使用高速GPC装置(东曹公司制造的HLC-8320GPC),依据上述的条件,对所述氨基甲酸酯组合物中的聚氨基甲酸酯的重均分子量(Mw)进行测定,结果为200000。
接着,利用单轴高速粉碎机(PSF-40,Tani工业公司制造)对所述氨基甲酸酯组合物进行粒料化,接着,利用注塑成形机(J110AD-180H,日本制钢所公司制造),将该粒料在200℃下熔融,在气体注入量为0.2g的条件下加入氮气而形成为发泡状态,在成形模具中注塑成形。然后,从所述成形模具中脱模,由此得到聚氨基甲酸酯成形体(样品)。
由所述样品制作2mm见方的测定样品,使用扫描型电子显微镜(SEM),在1mm见方的视野中测定50个发泡泡孔直径,求出其平均值,结果为发泡泡孔直径(发泡泡孔的数均直径)为110μm。
另外,对于所述测定样品,利用东洋精机公司制造的自动比重计DSG-1进行密度测定,结果为该密度为0.8g/cm3。
[比较例1]
将54质量%的作为多元醇成分的PEA与13质量%的作为异氰酸酯成分的NDI在液温130℃下混合,制备氨基甲酸酯预聚物。接着,将所述氨基甲酸酯预聚物、新的与所述PEA相同的物质29质量%、短链多元醇2.5质量%、整泡剂0.03质量%、催化剂0.03质量%和抗水解剂1.44质量%在液温100℃下混合,制备NCO指数为0.87的氨基甲酸酯组合物。
使用高速GPC装置(东曹公司制造的HLC-8320GPC),依据上述的条件,对所述氨基甲酸酯组合物中的聚氨基甲酸酯的重均分子量(Mw)进行测定,结果为100000。
接着,利用单轴高速粉碎机(PSF-40,Tani工业公司制造)对所述氨基甲酸酯组合物进行粒料化,接着,利用注塑成形机(J110AD-180H,日本制钢所公司制造),将该粒料在200℃下熔融,在气体注入量为0.26g的条件下加入氮气而形成为发泡状态,在成形模具中注塑成形。然后,从所述成形模具中脱模,由此得到聚氨基甲酸酯成形体(样品)。
由所述样品制作2mm见方的测定样品,使用扫描型电子显微镜(SEM),在1mm见方的视野中测定50个发泡泡孔直径,求出其平均值,结果为发泡泡孔直径(发泡泡孔的数均直径)为90μm。
另外,对于所述测定样品,利用东洋精机公司制造的自动比重计DSG-1进行密度测定,结果为该密度为0.5g/cm3。
[比较例2]
将60质量%的作为多元醇成分的PEA与15质量%的作为异氰酸酯成分的NDI在液温130℃下混合,制备氨基甲酸酯预聚物。接着,将所述氨基甲酸酯预聚物、新的与所述PEA相同的物质21质量%、短链多元醇2.6质量%、整泡剂0.03质量%、催化剂0.03质量%和抗水解剂1.34质量%在液温100℃下混合,制备NCO指数为1.05的氨基甲酸酯组合物。
使用高速GPC装置(东曹公司制造的HLC-8320GPC),依据上述的条件,对所述氨基甲酸酯组合物中的聚氨基甲酸酯的重均分子量(Mw)进行测定,结果为100000。
接着,利用单轴高速粉碎机(PSF-40,Tani工业公司制造)对所述氨基甲酸酯组合物进行粒料化,接着,利用注塑成形机(J110AD-180H,日本制钢所公司制造),将该粒料在200℃下熔融,在气体注入量为0.26g的条件下加入氮气而形成为发泡状态,在成形模具中注塑成形。然后,从所述成形模具中脱模,由此得到聚氨基甲酸酯成形体(样品)。
由所述样品制作2mm见方的测定样品,使用扫描型电子显微镜(SEM),在1mm见方的视野中测定50个发泡泡孔直径,求出其平均值,结果为发泡泡孔直径(发泡泡孔的数均直径)为110μm。
另外,对于所述测定样品,利用东洋精机公司制造的自动比重计DSG-1进行密度测定,结果为该密度为0.5g/cm3。
[比较例3]
将56质量%的作为多元醇成分的PEA与14质量%的作为异氰酸酯成分的NDI在液温130℃下混合,制备氨基甲酸酯预聚物。接着,将所述氨基甲酸酯预聚物、新的与所述PEA相同的物质26质量%、短链多元醇2.5质量%、整泡剂0.03质量%、催化剂0.03质量%和抗水解剂1.44质量%在液温100℃下混合,制备NCO指数为1.00的氨基甲酸酯组合物。
使用高速GPC装置(东曹公司制造的HLC-8320GPC),依据上述的条件,对所述氨基甲酸酯组合物中的聚氨基甲酸酯的重均分子量(Mw)进行测定,结果为300000。
接着,利用单轴高速粉碎机(PSF-40,Tani工业公司制造)对所述氨基甲酸酯组合物进行粒料化,接着,利用注塑成形机(J110AD-180H,日本制钢所公司制造),将该粒料在200℃下熔融,以非发泡状态在成形模具中注塑成形。然后,从所述成形模具中脱模,由此得到聚氨基甲酸酯成形体(样品)。
由所述样品制作2mm见方的测定样品,使用扫描型电子显微镜(SEM)进行观察,但未发现发泡泡孔。
另外,对于所述测定样品,利用东洋精机公司制造的自动比重计DSG-1进行密度测定,结果为该密度为1g/cm3。
接着,对于如上述那样得到的实施例以及比较例的聚氨基甲酸酯成形体(防振减振构件的样品),按照下述基准进行各特性的测定以及评价。将这些结果一并示于后述的表1。
<再生产性>
将对所述聚氨基甲酸酯成形体进行切割而得到的粒料2g在200℃的烘箱中加热15分钟,按照下述基准目视评价此时的状态,作为再生产性的评价。
◎(优异):粒料熔融,流动至载置有粒料的面积的1.5倍以上。
〇(非常好):粒料熔融,流动至小于载置有粒料的面积的1.5倍。
×(差):粒料未熔融。
<高温耐久性>
由所述聚氨基甲酸酯成形体制作φ29mm×高12mm的圆柱状的样品,在80℃气氛下,以7000N反复压缩100次后,对样品的高度的减少比例(老化)进行测定,按照下述的基准,进行高温耐久性的评价。
◎(优异):样品的高度的减少比例(老化)小于20%。
〇(非常好):样品的高度的减少比例(老化)为20%以上且小于40%。
×(差):样品的高度的减少比例(老化)为40%以上。
<柔软性>
由所述聚氨基甲酸酯成形体制作φ29mm×高12mm的圆柱状的样品,在23℃气氛下,使用A型硬度计对硬度进行测定,按照下述的基准,作为柔软性的评价。
〇(非常好):样品的HA硬度小于95。
×(差):样品的HA硬度为95以上。
表1
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由上述表1的结果可知,实施例的聚氨基甲酸酯成形体兼顾了再生产性以及高温耐久性,进一步地显示出高柔软性。
与此相对,比较例1的聚氨基甲酸酯成形体的发泡状态良好,但其形成材料的NCO指数低于本发明的规定(0.9~1.04),成为高温耐久性较差的结果。比较例2的聚氨基甲酸酯成形体的发泡状态也很良好,但其形成材料的NCO指数高于本发明的规定(0.9~1.04),成为再生产性较差的结果。比较例3的聚氨基甲酸酯成形体的形成材料的NCO指数在本发明的规定(0.9~1.04)的范围内,但未发泡,成为柔软性较差的结果。
在上述实施例中,示出了本发明中的具体的方式,但上述实施例只不过是示例,并非限定性地解释。意图将对于本领域技术人员而言显而易见的各种变形包含在本发明的范围内。
工业实用性
本防振减振构件适于要求高温耐久性(耐热老化性)的用途,例如,除了装配于减震器的活塞杆的保险杠弹簧之外,还能够良好地应用于作为机动车的车辆等的发动机支架、变速器支架、车身支架、驾驶室支架、构件支架、连杆、扭力杆、支撑杆缓冲件、中心轴承支架、扭转减振器、转向橡胶联轴器、拉杆衬套、衬套、弹跳止动器、FF发动机侧倾止动器、消音器吊架等各种防振减振构件。
另外,由于本防振减振构件的再生产性高,因此,例如能够对旧的防振减振构件进行热熔融而再生产表现出原来的机械物性的防振减振构件、能够在其他材料中进行再循环。
Claims (8)
1.一种防振减振构件,其为由聚氨基甲酸酯构成的防振减振构件,其中,所述防振减振构件由如下热塑性氨基甲酸酯组合物的发泡体形成:所述聚氨基甲酸酯的多元醇成分除了短链多元醇以外,由聚酯系多元醇构成,所述聚氨基甲酸酯的异氰酸酯成分以1,5-萘二异氰酸酯为主成分,且所述热塑性氨基甲酸酯组合物的NCO指数为0.9~1.04。
2.根据权利要求1所述的防振减振构件,其中,所述热塑性氨基甲酸酯组合物中的异氰酸酯成分的比例为10~30质量%。
3.根据权利要求1或2所述的防振减振构件,其中,所述聚氨基甲酸酯的重均分子量为50000~500000。
4.根据权利要求1~3中任一项所述的防振减振构件,其中,所述聚酯系多元醇为选自由聚己二酸乙二醇酯、聚己内酰胺以及聚碳酸酯二醇组成的群组中的至少一种。
5.根据权利要求1~4中任一项所述的防振减振构件,其中,所述发泡体的密度为0.3~0.8g/cm3。
6.根据权利要求1~5中任一项所述的防振减振构件,其中,所述发泡体中的发泡泡孔的数均直径为50~500μm。
7.一种防振减振构件的制造方法,其为权利要求1~6中任一项所述的防振减振构件的制造方法,其中,
所述防振减振构件的制造方法具备:
由聚酯系多元醇和以1,5-萘二异氰酸酯为主成分的异氰酸酯成分制备氨基甲酸酯预聚物的工序;
将所述氨基甲酸酯预聚物与剩余的多元醇成分混合,制备NCO指数为0.9~1.04的热塑性氨基甲酸酯组合物的工序;
成形由所述热塑性氨基甲酸酯组合物形成的聚氨基甲酸酯发泡体的工序;以及
将所述聚氨基甲酸酯发泡体从成形模具中脱模的工序。
8.根据权利要求7所述的防振减振构件的制造方法,其中,
将成形由所述热塑性氨基甲酸酯组合物形成的聚氨基甲酸酯发泡体的工序设为如下工序:将所述热塑性氨基甲酸酯组合物暂时粒料化,通过注塑成形机将该粒料熔融,以发泡状态浇铸到成形模具中,成形聚氨基甲酸酯发泡体。
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