專利名稱：一種輪輻降噪阻尼聚合物材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于高分子聚合物，尤其是聚合物阻尼材料制造領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
聚合物阻尼材料(互穿聚合物網(wǎng)絡(luò)阻尼材料)是一種關(guān)于減弱振動(dòng)、降低噪音的功能材料。通過(guò)IPN技術(shù)合成的阻尼材料稱為阻尼IPN材料。其阻尼性能主要取決于各組分的玻璃化轉(zhuǎn)變行為及組分之間的相互作用和相互影響，其集中反映于組分間的相容性。正是由于各組分處于半相容狀態(tài)，使得體系的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)范圍得以拓寬。由于IPN中網(wǎng)絡(luò)間的相互貫穿作用，限制了相疇尺寸并能促進(jìn)多相結(jié)構(gòu)的生成，IPN中的相區(qū)尺寸很小，只有l(wèi)O-lOOnm，從而可以更好地控制高聚物的最終形態(tài)及微相穩(wěn)定性，并能將Tg轉(zhuǎn)變區(qū)拓寬至二種高聚物的Tg轉(zhuǎn)變區(qū)之間。目前對(duì)多嵌段聚氨酯已有很多研究，但人們更多的是側(cè)重于它的熱塑性彈性體性能，因此這些聚氨酯不顯示儲(chǔ)熱性能。至今對(duì)阻尼IPN聚合物主要集中在研制階段，著眼實(shí)際應(yīng)用的IPN聚合物并不多，且其阻尼損耗因子tan δ ( Z 0. 5)較小，阻尼溫域較窄(Z 80°C )，研制性能優(yōu)異環(huán)保低毒的阻尼IPN材料，用于解決工業(yè)生產(chǎn)中所出現(xiàn)的問(wèn)題顯得尤為重要。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的提供一種產(chǎn)品阻尼性能好，生產(chǎn)過(guò)程環(huán)保低毒的輪輻降噪阻尼聚合物材料之制備方法。本發(fā)明的目的還在于獲得一種輪輻降噪阻尼聚合物材料，使其廣泛應(yīng)用于國(guó)產(chǎn)高速列車上，實(shí)現(xiàn)車輪低噪聲化。本發(fā)明的目的是通過(guò)如下手段實(shí)現(xiàn)的一種輪輻降噪阻尼聚合物材料制備方法，采用如下步驟完成目的物的制備1)選用混合有15%-20%分子量由600到2Χ IO4軟段乙二醇的高分子量聚乙二醇PEG,將其在100-120°C下真空脫水3- 后加入到二甲基甲酰胺DMF中，攪拌溶解后，加入計(jì)量二苯基甲烷二異氰酸酯| 1，在N2保護(hù)下，于60-70°C反應(yīng)2. 5h，生成NCOPEG預(yù)聚物；2)按1)所得NCOPEG預(yù)聚物的NCO值加入計(jì)量丁二醇BD0，擴(kuò)鏈反應(yīng)2- 后，在高速攪拌下滴加丙烯酸脂類單體(含溶解的0. 9%的引發(fā)劑)，反應(yīng)溫度控制在70-80°C，單體滴加在1. 5h-2.證內(nèi)完成；3)按所加丙烯酸脂類單體總量的0. 05%補(bǔ)加引發(fā)劑，加完后升溫3_5°C，保溫反應(yīng)2.釙；4)倒入模具中，于80°C真空干燥箱中保持48h，即得目標(biāo)PU/PA聚合物；上述過(guò)程中主要物料用量質(zhì)量比為BDO MDI PEG 丙烯酸酯類單體DMF =1:2-3: 2-3.5 4-5.3 6-7 的 PU/PA 聚合物。采用本發(fā)明的工藝方法，由于MDI比TDI的飽和蒸汽壓高，不易揮發(fā)，其毒性只是TDI的1/1500，因此是國(guó)際上公認(rèn)的低毒性物質(zhì)；其甲基丙烯酸酯乳液主要為丙烯酸酯和胺類擴(kuò)鏈劑，均為有機(jī)揮發(fā)物(VOC)含量極低的安全物質(zhì)。采用本發(fā)明方法獲得的輪輻降噪阻尼聚合物材料是一種新型環(huán)保阻尼材料。具有良好的阻尼性能，其tan δ (損耗因子)30°C時(shí)損耗因子最高，最大值tanSmax = 0. 723 ；在50 60°C之間最低，最小值為tan Smin = 0. 537 ；溫域范圍為-4065°C。


如下圖1為本發(fā)明的工藝流程圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。需要說(shuō)明的是，采用混合有15% -20%分子量由600到2X IO4軟段乙二醇的高分子量聚乙二醇PEG，在本發(fā)明中具有良好的效果。不失一般性，在以下的實(shí)施例中的選用混合軟段分子-高分子量聚乙二醇PEG(分子量由600到2X IO4) 18wt%，在所述軟段分子量區(qū)間，采用7個(gè)類別分子量區(qū)間(即分子量分別在 600，1500，3000，7000，12000，15000，20000 的 PEG)，各區(qū)間的用料比為600 1 500 3000 7000 1 2000 1 5000 20000 =3·4·2·3·2· 1.5 · Io實(shí)施例1采用兩步法溶液聚合制備PU/PA(聚氨酯/聚丙烯酸酯類)樣品。將在100°C下真空脫水3. 5h的PEG(高分子量聚乙二醇，25g)加入到適量DMF(二甲基甲酰胺，60ml)中，攪拌溶解后，加入計(jì)量MDI ( 二苯基甲烷二異氰酸酯，23克)，在N2保護(hù)下，于60°C反應(yīng)2. 5h，生成NCOPEG預(yù)聚物。2. 5h時(shí)取樣1 2g于錐形瓶中用二正丁胺法測(cè)NCO值.按所測(cè)得的NCO值加入計(jì)量BDO (丁二醇，8克)，擴(kuò)鏈反應(yīng)池后，高速攪拌滴加丙烯酸脂類單體(含溶解的0. 9 %的引發(fā)劑AIBN，共計(jì)42克)，反應(yīng)溫度控制在70°C，單體滴加在
1.5h內(nèi)完成。補(bǔ)加引發(fā)劑AIBN(丙烯酸脂類單體總量的0. 05% )，加完后升溫3°C，保溫反應(yīng)2. ，制得聚合物配料成分質(zhì)量比為BDO MDI PEG 丙烯酸酯類單體DMF =1 2.86 3.16 5.25 7的PU/PA輪輻降噪阻尼聚合物145克。倒入模具中，于80°C真空干燥箱中保持4 后使用。實(shí)施例2.采用兩步法溶液聚合制備PU/PA(聚氨酯/聚丙烯酸酯類)樣品。將在110°C下真空脫水4h的PEG (高分子量聚乙二醇，32. 5g)加入到適量DMF (二甲基甲酰胺，80ml)中，攪拌溶解后，加入計(jì)量MDI ( 二苯基甲烷二異氰酸酯，四.5克)，在隊(duì)保護(hù)下，于65°C反應(yīng)
2. ，生成NCOPEG預(yù)聚物。2. 時(shí)取樣1 2g于錐形瓶中用二正丁胺法測(cè)NCO值。按所測(cè)得的NCO值加入計(jì)量BDO (丁二醇，11. 5克)，擴(kuò)鏈反應(yīng)2. 5h后，高速攪拌滴加丙烯酸脂類單體(含溶解的0. 9%的引發(fā)劑AIBN，共計(jì)51克)，反應(yīng)溫度控制在75 °C，單體滴加在池內(nèi)完成。補(bǔ)加引發(fā)劑AIBN(丙烯酸脂類單體總量的0. 05% )，加完后升溫4°C，保溫反應(yīng)2. ，制得聚合物配料成分質(zhì)量比為BDO MDI PEG 丙烯酸酯類單體DMF =1 2.56 2.83 4.3 6. 57的PU/PA輪輻降噪阻尼聚合物195克。倒入模具中，于80°C真空干燥箱中保持4 后使用。實(shí)施例3.采用兩步法溶液聚合制備PU/PA(聚氨酯/聚丙烯酸酯類)樣品。將在120°C下真
4空脫水高分子量聚乙二醇，40g)加入到適量DMF(二甲基甲酰胺，100ml)中，攪拌溶解后，加入計(jì)量MDI ( 二苯基甲烷二異氰酸酯，36克)，在N2保護(hù)下，于70°C反應(yīng)2. 5h，生成NCOPEG預(yù)聚物。2. 5h時(shí)取樣1 2g于錐形瓶中用二正丁胺法測(cè)NCO值.按所測(cè)得的NCO值加入計(jì)量BDO (丁二醇，15克)，擴(kuò)鏈反應(yīng)池后，高速攪拌滴加丙烯酸脂類單體(含溶解的0. 9 %的引發(fā)劑AIBN,共計(jì)60克)，反應(yīng)溫度控制在80 °C，單體滴加在2. 5h內(nèi)完成。補(bǔ)加弓|發(fā)劑AIBN(丙烯酸脂類單體總量的0. 05% )，加完后升溫5°C，保溫反應(yīng)2. 5h，制得聚合物配料成分質(zhì)量比為BDO MDI PEG 丙烯酸酯類單體DMF = 1 2. 4 2. 67 4 6. 3的PU/PA輪輻降噪阻尼聚合物240克。倒入模具中，于80°C真空干燥箱中保持4 后使用。在以上實(shí)施例中，除特別說(shuō)明的外，所用各化學(xué)試劑均為化學(xué)純。實(shí)驗(yàn)表明，在本發(fā)明的工藝條件下，聚合物原料成分質(zhì)量比為BDO MDI PEG 丙烯酸酯類單體DMF=I 2.86 3. 16 5.25 7的范圍內(nèi)都能制得性能良好的PU/PA輪輻降噪阻尼聚合物，成為具有網(wǎng)絡(luò)互穿形式的儲(chǔ)熱性能的高聚物阻尼涂料。
權(quán)利要求
1.一種輪輻降噪阻尼聚合物材料制備方法，采用如下步驟完成目的物的制備1)選用混合有15% -20 %分子量由600到2 X IO4軟段乙二醇的高分子量聚乙二醇PEG,將其在100-120°C下真空脫水3- 后加入到二甲基甲酰胺DMF中，攪拌溶解后，加入計(jì)量二苯基甲烷二異氰酸酯| 1，在N2保護(hù)下，于60-70°C反應(yīng)2. 5h，生成NCOPEG預(yù)聚物；2)按1)所得NCOPEG預(yù)聚物的NCO值加入計(jì)量丁二醇BD0，擴(kuò)鏈反應(yīng)2- 后，在高速攪拌下滴加丙烯酸脂類單體(含溶解的0. 9 %的引發(fā)劑)，反應(yīng)溫度控制在70-80 V，單體滴加在1. 5h-2. 5h內(nèi)完成;3)按所加丙烯酸脂類單體總量的0.05%補(bǔ)加引發(fā)劑，加完后升溫3-5°C，保溫反應(yīng)2. 5h ；4)倒入模具中，于80°C真空干燥箱中保持48h，即得目標(biāo)PU/PA聚合物；上述過(guò)程中主要物料用量質(zhì)量比為BDO MDI PEG 丙烯酸酯類單體DMF =1:2-3: 2-3.5 4-5.3 6-7 的 PU/PA 聚合物。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述之一種輪輻降噪阻尼聚合物材料制備方法，其特征在于，所述NCO值采用二正丁胺法測(cè)得。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述之一種輪輻降噪阻尼聚合物材料制備方法，其特征在于，所述引發(fā)劑為偶氮二異丁腈AIBN。
4.一種輪輻降噪阻尼聚合物材料，其特征在于，采用以上權(quán)利要求1或2或3之方法制得。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種輪輻降噪阻尼聚合物材料及其制備方法，采用如下步驟將PEG加入到適量DMF中，攪拌溶解后，加入計(jì)量MDI，在N2保護(hù)下，生成NCOPEG預(yù)聚物。按NCO測(cè)定值加入計(jì)量BDO，擴(kuò)鏈反應(yīng)2h后高速攪拌滴加丙烯酸脂類單體(含溶解的0.9％的引發(fā)劑)。補(bǔ)加引發(fā)劑，加完后升溫3℃，保溫反應(yīng)2.5h，制得聚合物原料成分質(zhì)量比為BDO∶MDI∶PEG∶丙烯酸酯類單體∶DMF＝1∶2.86∶3.16∶5.25∶7的PU/PA輪輻降噪阻尼聚合物，倒入模具中，于80℃真空干燥箱中保持48h后得產(chǎn)物。本發(fā)明方法環(huán)保低毒，無(wú)論是固化前還是固化后，都不含有有害物質(zhì)產(chǎn)品，具有良好的阻尼性能。其tanδ在30℃時(shí)損耗因子最高，最大值tanδmax＝0.723；在50～60℃之間最低，最小值為tanδmin＝0.537；溫域范圍為-40℃～65℃。
文檔編號(hào)C08G18/76GK102558836SQ201110453069
公開日2012年7月11日 申請(qǐng)日期2011年12月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月30日
發(fā)明者劉美菊, 宋國(guó)晶, 易錦, 胥永剛, 陳博, 陳曉剛 申請(qǐng)人:西南交通大學(xué)