[发明专利]一种多元醇杂化橡塑共混物微孔阻尼材料的制备方法

说明书

 

技术领域

本发明涉及材料化学技术领域，特别涉及一种多元醇杂化橡塑共混物微孔阻尼材料的制备方法。

 

背景技术

阻尼材料是近年来发展起来的一种减振降噪材料，是能够把振动能和声能转变为热能耗散掉的新型功能材料，因此，研制和开发综合性能优异的新型、高效阻尼材料己成为国内外关注的热点。

高分子材料的阻尼机理是与其动态力学松弛行为有关的。高分子材料不同于其他材料，其分子量足够大，且分子链段较长，容易相互卷曲缠结，当有外部能量作用于高分子材料的时候，分子链段通过链旋转改变构象，产生运动滑移、缠结以及解缠结从而耗散能量。随着环境温度的升高，聚合物会呈现出多个相转变过程，分别表现为：玻璃态、高弹态和黏流态。在玻璃态，聚合物分子链处于冻结态，只能是分子链上的侧基运动，随着温度的升高，在到达玻璃化转变温度的时候，高分子链段开始运动，聚合物链进入高弹态，当温度进一步升高的时候，整个高分子链开始运动，聚合物进入黏流态，在这些过程中，玻璃化转变过程所引起的力学损耗是最大的，这一般也是高分子阻尼材料所希望使用的温度范围。

单一聚合物的有效阻尼温域（tanδ大于0.3）往往只有20-30℃，而在实际应用中至少需要60-80℃的有效阻尼温域，所以，单一聚合物往往达不到高阻尼性能的要求。因此将玻璃化转变温度相差较大的橡胶与塑料共混来制备阻尼材料成为制备新型阻尼材料的有效途径。

近年来，吴驰飞等研究者发现，为了提高材料的阻尼性能，添加受阻酚或受阻胺等有机小分子（相对分子质量为300-3000）到极性聚合物基体中进行杂化是一种有效手段，通过有机小分子自身特有的动态力学性能以及与基体材料形成的氢键作用而提高材料的阻尼性能。

但总结前人对受阻酚作为有机小分子杂化制备阻尼材料的研究来看，还存在以下缺陷：

（1）受阻酚杂化单一聚合物的阻尼因子对峰值的提高虽然很明显，但对有效阻尼温域无明显拓宽。

（2）受阻酚大部分容易在室温或低于80℃下结晶，热稳定性差，阻尼性能不稳定。

（3）受阻酚杂化的阻尼材料力学性能低且不稳定。

多元醇是一种常见的有机化工原料，相对分子质量为500-6000，且含有大量的羟基，目前用其杂化聚合物制备阻尼材料尚未见报道。 

聚合物阻尼材料的一个主要应用就是用来降低噪声。但目前控制噪声的应用最为广泛的方法是通过材料宏观结构即多孔结构的设计来实现的。材料中有大量的相互贯通的由表及里的微孔，声波进入材料内部的空隙后会引起孔内空气和材料细纤维振动，造成空气和孔壁间的摩擦作用，这种摩擦作用和空气分子间的粘滞力作用使振动的动能转为热能而使声能衰减。相对于各种无机和有机类吸声材料，聚合物基泡沫吸声材料不仅利用了多孔性吸声机理而且还运用了其粘弹性阻尼吸声机理，实现对声音的更有效吸收。但目前存在的聚乙烯泡沫、聚丙烯泡沫、聚氯乙烯泡沫等一方面其玻璃化转变温度过低或过高，另一方面其阻尼因子峰值较低且较窄，很难真正实现多孔吸声与粘弹阻尼吸声的协同作用。

 

发明内容

本发明的目的在于针对上述现有技术的不足，提供一种将超支化多元醇杂化橡塑共混物进行化学发泡来制备具备微孔结构的高阻尼材料的方法，具有生产工艺简单可靠，材料还具备可生物降解性和无卤阻燃性等优点。制得的阻尼材料有效阻尼温域可高达100℃，不仅可以作为宽温域的减震阻尼材料，而且更是理想的宽频吸声隔音材料。

为了实现上述发明目的，本发明提供了一种多元醇杂化橡塑共混物微孔阻尼材料的制备方法，包括如下步骤：

（1）、  一段混炼采用密炼机，起始温度设定为140-170℃，转子转速为40-60r/min，先将聚乳酸与抗水解剂放入密炼室，混炼1-2分钟，加入乙烯-醋酸乙烯酯，混炼1-2分钟，然后将超支化多元醇、石油树脂C9与白炭黑的预混料加入，质量分数比为聚乳酸10-30份：乙烯-醋酸乙烯酯70-90份：超支化多元醇3-20份：石油树脂C9 3-20份：白炭黑20-40份：抗水解剂1-3份，从加入料开始计时混炼10-20分钟后排胶，所述乙烯-醋酸乙烯酯橡胶的醋酸乙烯酯含量为70%；二段混炼采用双辊开炼机；常温下向一段混炼胶中依次加入质量份为4-6份硫化剂、0.5-1.5份助硫化剂、1-3份氧化锌、0.5-2份硬脂酸、4-6份发泡剂，薄通下片，制得混炼胶a； 

（2）、将混炼胶a静置8-16小时后，采用平板硫化机模压硫化发泡，可制得多元醇杂化橡塑共混物微孔阻尼材料。