一種聚酯型聚氨酯阻尼材料及其製備方法
2023-10-30 02:52:52 1
專利名稱：一種聚酯型聚氨酯阻尼材料及其製備方法
技術領域：
本發明涉及一種改進的聚酯型聚氨酯阻尼材料的製備方法，屬有機高分子材料合 成技術領域。
背景技術：
近年來，地震、海嘯等自然災害頻頻發生，位於環太平洋火山地震帶西部的我國， 是世界上遭受嚴重震害的國家之一。這些自然災害造成的房屋倒塌，橋梁中斷和次生災害 給人們的生命和財產造成了重大損失，利用粘彈性阻尼材料提高工程結構物抗震防災能力 是減輕自然災害的有效途徑之一。隨著現代工業的發展，各種高速交通工具以及大型機械應運而生，這給人們的生 產生活帶來了極大的便利。但這些高速車輛和大型器械所產生的振動和噪音卻給人們的生 產、生活環境帶來很大的破壞。如何降低自然災害以及人為危害給人們帶來的影響成為迫切需要解決的問題。聚 氨酯通過分子設計可獲得寬溫域、高性能的阻尼材料，且可室溫硫化，節約大量的能源，因 此成為國內外研究較多且具有很高實用價值和發展前途的高分子阻尼材料。中國專利2009年8月19日公開的CN101508762A、名稱為『一種聚酯型聚氨酯阻尼 材料及製備方法』中公開了以聚己二酸新戊二醇酯和聚丁二酸新戊二醇酯為軟段合成的聚 酯型聚氨酯阻尼材料及製備方法，其特點是聚酯型聚氨酯阻尼材料的分子主鏈具有同碳二 甲基結構。此技術方案的不足之處在於合成的聚氨酯的阻尼因子tan δ max > 1.0, tan δ彡0. 4的阻尼溫度範圍實施例6為-4°C ;34°C(阻尼溫域Δ t=38°C )，實施例9為8°C 400C (阻尼溫域Δ t=48°C)，阻尼溫域較窄，從而限制了材料的應用範圍。
發明內容
本發明所要解決的技術問題是克服現有技術之缺陷、提供一種聚酯型聚氨酯阻尼 材料，該阻尼材料具有較高的阻尼因子與較寬的阻尼溫域，此外，本發明還要提供該阻尼材 料的製備方法。本發明所述技術問題是由以下技術方案實現的。一種聚酯型聚氨酯阻尼材料，所述阻尼材料的分子主鏈具有同碳二甲基結構，所 述同碳二甲基之間以一個酯基和一個亞甲基相連接，其結構式為
權利要求
1. 一種聚酯型聚氨酯阻尼材料，其分子主鏈具有同碳二甲基結構，其特徵在於，所述同 碳二甲基之間以一個酯基和一個亞甲基相連接；其結構如下圖
2.2. 一種製備如權利要求1所述的聚酯型聚氨酯阻尼材料的方法，其特徵在於，它包 括如下步驟a.合成聚酯二醇將有機二元酸在催化劑作用下與羥基特戊酸新戊二醇單酯反應合 成聚酯二醇，其中有機二元酸、羥基特戊酸新戊二醇單酯的摩爾比為1 :1. 15-1. 2 ；b.合成預聚體將聚酯二醇與二異氰酸酯反應合成預聚體，備用，其中聚酯二醇 中-OH總量與二異氰酸酯中-NCO總量摩爾比為1 :2 ；c.擴鏈反應將預聚體與擴鏈劑進行擴鏈反應，室溫放置7天或於100°C硫化4h，製備 得聚氨酯阻尼材料，其中預聚體中-NCO總量與擴鏈劑中-NH2或-OH總量摩爾比為1:1。
3.根據權利要求2所述的製備聚酯型聚氨酯阻尼材料的方法，其特徵在於，所述步驟a 中，有機二元酸選自丁二酸、己二酸、3. 3』 - 二甲基戊二酸、辛二酸或癸二酸中的一種。
4.根據權利要求3所述的製備聚酯型聚氨酯阻尼材料的方法，其特徵在於，所述步驟a 中，催化劑選自鈦酸四異丙酯或鈦酸四丁酯；催化劑的加入量為有機二元酸和羥基特戊酸 新戊二醇單酯總質量的0.01% 0.05%。
5.根據權利要求4所述的製備聚酯型聚氨酯阻尼材料的方法，其特徵在於，所述步驟a 中，合成的聚酯二醇數均分子量在1000 5000之間。
6.根據權利要求5所述的製備聚酯型聚氨酯阻尼材料的方法，其特徵在於，所述步驟 b中，二異氰酸酯選自2. 4-甲苯二異氰酸酯、2. 4-甲苯二異氰酸酯與2. 6-甲苯二異氰酸酯 質量比為80 20的混合物、4. 4』 - 二苯基甲烷二異氰酸酯、4. 4』 - 二苯基甲烷二異氰酸酯與 2. 4』 -二苯基甲烷二異氰酸酯質量比為50 50的混合物、異氟爾酮二異氰酸酯、1，5-萘二異 氰酸酯、三甲基-1，6-六亞甲基二異氰酸酯或四甲基間苯二亞甲基二異氰酸酯中的一種。
7.根據權利要求6所述的製備聚酯型聚氨酯阻尼材料的方法，其特徵在於，所述步驟c 中，擴鏈劑選自3，3』 - 二氯-4，4』 - 二氨基二苯甲烷、新戊二醇或羥基特戊酸新戊二醇單酯 中的一種。
8.根據權利要求7所述的製備聚酯型聚氨酯阻尼材料的方法，其特徵在於，所述步 驟a中，所述催化劑的加入量為有機二元酸和羥基特戊酸新戊二醇單酯總質量的0. 02% 0. 04% ；聚酯二醇數均分子量為1500 4500。
9.根據權利要求8所述的製備聚酯型聚氨酯阻尼材料的方法，其特徵在於，所述步驟 a中，合成聚酯二醇採用三次加料法，具體步驟為(1)取Imol有機二元酸、0.6-0. 7mol羥基特戊酸新戊二醇單酯，通氮氣升溫，180°C左 右分餾出水後，於200士5°C下反應4h ；(2)降溫至170°C以下，加羥基特戊酸新戊二醇單酯0.25-0. 35mol，氮氣保護下於 200士5°C反應 6h ；(3)降溫至170°C以下，加入含有0.025g催化劑的羥基特戊酸新戊二醇單酯，使最終酸 /醇摩爾比為1 :1. 15-1. 2，於200士5°C反應他後，每隔池取樣一次測定酸值，待酸值降到 0. 7mgK0H/g 以下，降溫到 1400C ；(4)於140°C、真空0.095 MPa -0. 098MPa下，保持lh，脫水後再測酸值和羥值，得到聚
10.根據權利要求9所述的製備聚酯型聚氨酯阻尼材料的方法，其特徵在於，所述步 驟b中，合成聚氨酯預聚體的具體步驟為(1)在裝有攪拌器、溫度計的三口瓶中加入Imol聚酯二醇，於120士10°C、真空0. 095 MPa -0. 098MPa 下，脫水 2 h ；(2)降溫至50°C，加入二異氰酸酯，緩慢升溫至8(T90°C，反應2h ；(3)在85°C-90°C、真空0. 095 MPa -0. 098MPa下，脫氣，直到氣泡消失，製得預聚體密 封待用。
全文摘要
一種聚酯型聚氨酯阻尼材料及其製備方法，用於解決現有聚氨酯損耗因子低、阻尼溫域窄的問題。該阻尼材料的分子主鏈具有同碳二甲基結構，所述同碳二甲基之間以一個酯基和一個亞甲基相連接，其結構為。本發明材料的最大損耗因子tanδmax最高可達1.79，tanδ≥0.4的阻尼溫域大於60℃。
文檔編號C08G63/16GK102070765SQ20101060483
公開日2011年5月25日 申請日期2010年12月24日 優先權日2010年12月24日
發明者劉德居, 周海軍, 張曉蕾, 李彥濤, 楊淑蘭, 許利莎 申請人:河北省科學院能源研究所