[发明专利]隔震聚氨酯弹性体材料组合物及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于聚氨酯弹性体的制造方法，具体涉及一种用于生产隔震材料的双组分室温固化型聚氨酯弹性体的组合物及其制备方法。

背景技术

聚氨酯材料是以多元醇为软段、异氰酸酯及扩链剂等为硬段组成的含有大量氨基甲酸酯基团且具有软硬段交替排列嵌段结构的线性或交联聚合物，具有较好的力学性能、耐磨耗性能、耐油、耐低温、减震等性能，而且可以在室温下现场混合、浇注施工，常温固化形成低硬度隔震弹性体材料。通过合理配方设计可以得到力学性能、动态性能、电性能等满足隔震要求的弹性体材料。

现有的技术如专利CN200510111548公开了一种NDI基聚氨酯微孔弹性体的制备方法，旨在解决现有技术中聚氨酯微孔弹性体耐候性，尤指水解稳定性差的技术问题。本发明的制备方法包括如下步骤：(1)预聚体的制备：过量的多异氰酸酯与多元醇在120－140℃条件下反应，形成端－NCO基的预聚体；(2)浇注：将预聚体与扩链剂组分按比例混合，反应料液注入温度为80－95℃的模具中，预熟化后脱模；(3)后熟化：脱模后的制品于110℃后熟化13－16小时。通过本发明方法制备的产品用作承受动态疲劳的高强度阻尼元件如汽车等交通工具的缓冲减震元件和桥梁减震块 等。

CN200510111549公开了一种MDI基聚氨酯微孔弹性体的制备方法，旨在解决现有技术中聚氨酯微孔弹性体动态疲劳形变率大的技术缺陷。本发明的制备方法包括如下步骤：(1)预聚体的制备：过量的多异氰酸酯与多羟基化合物在70－90℃条件下反应，形成端－NCO基的预聚体；(2)浇注：将预聚体与扩链剂组分按比例混合，反应料液注入温度为80－95℃的模具内，预熟化后脱模；(3)后熟化：脱模后的制品于110℃后熟化13－16小时。通过本发明方法制备获得的产品用作汽车等交通工具的缓冲减震元件。

CN201010284073公开了一种高速铁路用微孔聚氨酯弹性体减震元件，其特征是由23－40份聚醚多元醇A、5－10份扩链剂、0.1－0.5份水、0.2－0.55份硅油匀泡剂和0.15－0.3份催化剂构成的混合物I和由2.5－8份改性纳米高岭土、24－30份聚醚多元醇B和30－40份多异氰酸酯反应制备的半预聚物II于35－55℃下搅拌混合2－5分钟后浇注于预热至45－70℃并涂覆有脱模剂的模具中成型，成型脱模后于80－100℃下熟化10－20小时得到减震元件。

CN201510409642公开了一种低压缩永久变形的PPDI基聚氨酯弹性体及其制备方法。本发明通过有机多元醇与PPDI反应得到NCO含量为2％－9％的异氰酸酯基封端的预聚物，然后该预聚物与质量分数为10％－60％小分子二醇扩链剂和40％－90％的小分子三醇交联剂混合物反应，生产一种力学性能较好且压缩永久变形较 低的浇注型PPDI基聚氨酯弹性体。

然而上述技术难以满足更高强度的建筑、轨道交通隔震及其它工程隔震要求。

空心微球中的有机空心微球外壳为热塑性丙烯酸聚合物，内核为烷烃气体组成的球状塑料颗粒，粒径一般在10-30微米，壳体有良好的弹性并可承受较压力，加热膨胀之后形成轻质空心微球，同时保持自身的良好性能。将空心微球与其他材料结合形成复合材料以提高材料的隔震性能，如CN201310032320一种轻质复合材料，更具体的是涉及空心微球和纤维体复合材料。由均匀分布的基材、纤维体和空心微球组成。纤维体和空心微球体积总和与基材的比例为1：5～1：1；基材为热塑性或热固性树脂；纤维体为麻纤维、碳纤维、玻璃纤维、丙纶、芳纶、玄武岩纤维的至少一种；空心微球为空心玻璃微球、空心陶瓷微球中的至少一种；纤维体和空心微球的体积比为1：5～1：1；纤维体和空心微球通过基材粘结在一起。解决现有复合材料内部多为实心结构，其在隔热、隔音、减震等方面效果并不理想的问题。

然而现有技术中并未报道将聚氨酯弹性体与空心微球复合在一起提高其隔震性能，且还可以提高聚氨酯弹性体的动态性能，保持较强的机械性能，达到良好的减震效果。

本发明采用MDI体系的二苯基甲烷二异氰酸酯、多苯基甲烷多异氰酸酯的混合物或由聚环氧丙烷醚多元醇与二苯基甲烷二异氰酸酯反应得到的预聚物为一个组分；聚醚多元醇和胺类扩链剂、醇类扩 链剂、催化剂、空心微球及其它助剂组成聚合物多元醇组分。两组分室温下混合、浇注固化得到一种具有隔震功能的复合材料，和常用的聚氨酯弹性体产品相比可以现场、常温施工，隔震效果更好，且还可以提高聚氨酯弹性体的动态性能，保持较强的机械性能。

发明内容