[发明专利]一种玻璃鳞片聚氨酯材料及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种功能材料领域技术，特别是一种玻璃鳞片聚氨酯材料及其制备方法和应用。 

背景技术

水声吸声材料是在水声工程中能吸收或耗散声能的材料，声波能被该材料无反射地吸人，并有大的衰减，使入射的声能绝大部分被吸收。水声吸声材料的种类很多，聚氨酯水声材料是近年发展起来的聚合物类新型水声吸声材料。 

聚氨酯材料特殊的软硬段结构使其可以通过改变聚氨酯硬段和软段分子结构及它们的相对比例就可合成具有不同物理和声学性能的聚合物，从而得到满足不同性能要求的聚氨酯材料，这为从微观结构的角度控制聚合物的声学性能提供了一种良好的途径。此外，聚氨酯具有优良的强度、附着力、耐磨性、耐介质性，其优良的力学性能和耐腐蚀性也使其相比合成橡胶具有更长的使用寿命，是一种具有良好应用前景的水声材料。浇注型聚氨酯是聚氨酯材料的一种，又称液体聚氨酯橡胶，是通过聚加成反应由聚醚/聚酯二醇（柔性链段）与二异氰酸酯（硬性链段）交联而成的一种聚合物。浇注型聚氨酯通常以两组分液态供应。把这两种组分混合并浇注或喷射到模型中经过反应形成固体聚合物，因此可以用简单的工具浇注成尺寸复杂的三维型材。 

目前，开展了较多浇注型聚氨酯材料在阻尼应用方面的研究，通过聚氨酯内部软硬链段的结构设计，已有许多阻尼性能优良的浇注聚氨酯材料见诸报道，如专利CN86108949A报道了一种聚氨酯/聚氯乙烯互穿网络的宽温域阻尼材料。但浇注型聚氨酯水声材料的相关研究报道较少。海军工程大学等科研单位做过相关的工作，其吸声性能主要通过添加金属粉末、空心玻璃微珠、云母等填料来实现。 

固化体系不适用于室温条件下的固化。专利CN101418185A报道了一种聚氨酯吸声涂层的制备方法，专利CN2869014Y报道了一种聚氨酯泡沫吸声材料，但上述专利均针对空气声，并不能满足水声材料的应用要求。 

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种玻璃鳞片聚氨酯材料及其制备方法和应用，制备高性能浇注型聚氨酯水声吸声材料。 

为了实现解决上述技术问题的目的，本发明采用了如下技术方案： 

本发明的一种玻璃鳞片聚氨酯材料，特征在于：玻璃鳞片聚氨酯材料是按照摩尔比1：1.8~1：2.4将PPG-2000聚醚多元醇和甲苯二异氰酸酯制成预聚体，加入占预聚体15%~30%重量的玻璃鳞片，使用占预聚体重量比的7%~11.2%的二甲硫基甲苯二胺固化剂，搅拌均匀后进行浇注反应后的固化成型材料。

本发明的一种玻璃鳞片聚氨酯材料制备方法，包括：将TDI即甲苯二异氰酸酯和PPG-2000聚醚多元醇按照摩尔比1：1.8~1：2.4的比例制备的端异氰酸酯基预聚体中加入占预聚体15%~30%的玻璃鳞片，充分混合真空除泡后构成A组分；按照预聚体和DMTDA即二甲硫基甲苯二胺固化剂重量比100：7~11.2的比例将DMTDA加入到A组分中，搅拌均匀后进行浇注，浇注完成后室温固化成型即可得到玻璃鳞片聚氨酯材料。 

进一步具体的，所述的玻璃鳞片是在1200℃以上由熔融状态下的玻璃熔体经离心或充气破碎制备成的片状材料，平均厚度为3.5~6um，平均粒径大小为20目~200目。 

本发明的一种玻璃鳞片聚氨酯材料作为水声吸声材料的应用。材料在2-20kHz频段具有优异的水声吸声性能。 

发明的特点在于： 

本发明采用TDI为硬链段、聚醚多元醇为软链段，合成了适用于水声材料用的聚氨酯预聚体，预聚体粘度适中，便于进行声学材料的配方设计。聚醚链段赋予材料良好的耐海水性能，适用于制备水声材料。本发明通过在预聚体中添加玻璃鳞片功能填料，材料在2-20kHz频段具有优异的水声吸声性能。

本发明采用DMTDA固化体系，该固化体系常温下为液态，较传统的固体固化体系，无需加热工艺，可直接混合浇注。该固化体系具有良好的室温固化特性，可实现大型构件及复杂曲面的现场浇注施工。 

通过采用上述技术方案，本发明具有以下的有益效果： 

本发明通过在预聚体中添加玻璃鳞片功能填料，材料在2-20kHz频段具有优异的水声吸声性能。本发明的固化体系常温下为液态，无需加热工艺，可直接混合浇注，具有良好的室温固化特性，可实现大型构件及复杂曲面的现场浇注施工。

具体实施方式

下面结合实施例对本专利进一步解释说明。但本专利的保护范围不限于具体的实施方式。 

实施例1 

本发明所提出的玻璃鳞片聚氨酯材料制备方法的具体步骤如下：