[发明专利]一种聚酯型聚氨酯阻尼材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种改进的聚酯型聚氨酯阻尼材料的制备方法，属有机高分子材料合成技术领域。

背景技术

近年来，地震、海啸等自然灾害频频发生，位于环太平洋火山地震带西部的我国，是世界上遭受严重震害的国家之一。这些自然灾害造成的房屋倒塌，桥梁中断和次生灾害给人们的生命和财产造成了重大损失，利用粘弹性阻尼材料提高工程结构物抗震防灾能力是减轻自然灾害的有效途径之一。

随着现代工业的发展，各种高速交通工具以及大型机械应运而生，这给人们的生产生活带来了极大的便利。但这些高速车辆和大型器械所产生的振动和噪音却给人们的生产、生活环境带来很大的破坏。

如何降低自然灾害以及人为危害给人们带来的影响成为迫切需要解决的问题。聚氨酯通过分子设计可获得宽温域、高性能的阻尼材料，且可室温硫化，节约大量的能源，因此成为国内外研究较多且具有很高实用价值和发展前途的高分子阻尼材料。

中国专利2009年8月19日公开的CN101508762A、名称为‘一种聚酯型聚氨酯阻尼材料及制备方法’中公开了以聚己二酸新戊二醇酯和聚丁二酸新戊二醇酯为软段合成的聚酯型聚氨酯阻尼材料及制备方法，其特点是聚酯型聚氨酯阻尼材料的分子主链具有同碳二甲基结构。此技术方案的不足之处在于合成的聚氨酯的阻尼因子tan δ max＞1.0， tan δ≥0.4的阻尼温度范围实施例6为-4℃～34℃（阻尼温域△t=38℃），实施例9为8℃～40℃（阻尼温域△t=48℃），阻尼温域较窄，从而限制了材料的应用范围。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术之缺陷、提供一种聚酯型聚氨酯阻尼材料，该阻尼材料具有较高的阻尼因子与较宽的阻尼温域，此外，本发明还要提供该阻尼材料的制备方法。

本发明所述技术问题是由以下技术方案实现的。

一种聚酯型聚氨酯阻尼材料，所述阻尼材料的分子主链具有同碳二甲基结构，所述同碳二甲基之间以一个酯基和一个亚甲基相连接，其结构式为：

。

一种制备所述聚酯型聚氨酯阻尼材料的方法，它包括如下步骤：

a. 合成聚酯二醇：将有机二元酸在催化剂作用下与羟基特戊酸新戊二醇单酯反应合成聚酯二醇，其中有机二元酸、羟基特戊酸新戊二醇单酯的摩尔比为1：1.15-1.2；

b. 合成预聚体：聚酯二醇与二异氰酸酯反应合成预聚体，其中聚酯二醇中-OH总量与二异氰酸酯中-NCO总量摩尔比为1：2；

c. 扩链反应：将预聚体与扩链剂进行扩链反应，室温放置7天或于100℃硫化4h，制备得聚氨酯阻尼材料，其中预聚体中-NCO总量与扩链剂中-NH2或-OH总量摩尔比为1：1。

上述制备聚酯型聚氨酯阻尼材料的方法，所述步骤a中，有机二元酸选自丁二酸、己二酸、3.3'-二甲基戊二酸、辛二酸或癸二酸中的一种。

上述制备聚酯型聚氨酯阻尼材料的方法，所述步骤a中，催化剂选自钛酸四异丙酯或钛酸四丁酯；所述催化剂的加入量为有机二元酸和羟基特戊酸新戊二醇单酯总质量的0.01%～0.05% 。

上述制备聚酯型聚氨酯阻尼材料的方法，所述步骤a中，合成的聚酯二醇数均分子量(n)在1000～5000之间。 

上述制备聚酯型聚氨酯阻尼材料的方法，所述步骤b中，二异氰酸酯选自2.4-甲苯二异氰酸酯（TDI-100）、2.4-甲苯二异氰酸酯与2.6-甲苯二异氰酸酯质量比为80：20的混合物（TDI-80）、4.4'-二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI-100)、4.4'-二苯基甲烷二异氰酸酯与2.4'-二苯基甲烷二异氰酸酯质量比为50：50的混合物(MDI-50)、异氟尔酮二异氰酸酯（IPDI）、1,5-萘二异氰酸酯（NDI）、三甲基-1,6-六亚甲基二异氰酸酯（TMHDI）或四甲基间苯二亚甲基二异氰酸酯（m-TMXDI）中的一种。

上述制备聚酯型聚氨酯阻尼材料的方法，所述步骤c中，扩链剂选自3,3’-二氯-4,4’-二氨基二苯甲烷(MOCA)、新戊二醇(NPG)、羟基特戊酸新戊二醇单酯(HPHP)。

上述制备聚酯型聚氨酯阻尼材料的方法，所述步骤a中，羟基特戊酸新戊二醇单酯的纯度大于等于98%；催化剂的加入量为有机二元酸和羟基特戊酸新戊二醇单酯总重量的0.02%～0.04% ；聚酯二醇数均分子量为1500～4500。

上述制备聚酯型聚氨酯阻尼材料的方法， 所述步骤a合成聚酯二醇，采用三次加料法，具体为: