[发明专利]一种基于网络结构设计的宽温域聚氨酯弹性体阻尼材料及方法与应用

说明书

本发明属于阻尼材料的技术领域，公开了一种基于网络结构设计的宽温域聚氨酯弹性体阻尼材料及方法与应用。所述阻尼材料，由以下组分制备而成：聚氨酯预聚物11～37重量份，悬挂链预聚物7～30重量份，端羟基超支化聚酯1～25重量份；所述聚氨酯预聚物是由聚酯二元醇、二异氰酸酯在催化剂的作用下反应得到；所述悬挂链预聚物是由端单羟基化合物、二异氰酸酯在催化剂的作用下反应得到。本发明的阻尼材料有效阻尼温域宽度约170℃，温域范围内阻尼性能优异，其阻尼因子tanδ≥0.3，并且本发明的聚氨酯阻尼材料高低温阻尼性能好，高温有效阻尼可达120℃，具有较好的应用前景。

技术领域

本发明属于阻尼材料的技术领域，涉及一种聚氨酯弹性体，特别是涉及一种基于网络结构设计的宽温域聚氨酯弹性体阻尼材料及其制备方法与应用。

背景技术

随着科技的迅猛发展，军品和民品领域均朝着低能耗、高速、轻量的机械自动化方向发展，与此同时，高度自动化产生的振动及噪音充斥着生活的各个角落，振动噪声对于日常生产生活带来的影响不可小觑。

减轻振动噪声问题成为当务之急，国内外研究学者通过探索新型阻尼材料来应对该问题。宽温域高阻尼材料要求至少在60℃～80℃的温域(使用环境温域)范围内，其阻尼因子tanδ≥0.3，此外，最理想的阻尼材料应该在其使用温度范围内(最低长期使用温度至最高长期使用温度)都具有高阻尼值。中国发明专利申请CN104448289A涉及一种提高聚氨酯阻尼性能的聚醚多元醇、其制备方法及其制备的阻尼材料的制备方法，在聚醚主链引入侧基，增大内摩擦力来提高聚氨酯阻尼，有效阻尼温域约70℃(-10℃～60℃)；专利申请CN103140522A提供了一种阻尼材料组合物含有支链高分子，其有效阻尼温域约40℃(-20℃～20℃)。当下已有学者探究在聚合物材料中引入悬挂链(一端固定于交联网络中，另一端可自由运动的分子链)来提升其阻尼性能，但基于单一分子结构设计制备阻尼聚合物材料，其高温、低温有效阻尼均较窄，若悬挂链含量过高则对聚合物材料力学性能损害过大，满足不了实际使用要求。

聚氨酯弹性体阻尼材料因其结构设计灵活、制备可控性、价格低廉等优点，成为了弹性体阻尼材料的研究重点之一，但聚氨酯阻尼材料，同样具有粘弹性阻尼材料共有的不足之处，即室温以下阻尼性能良好，而室温以上阻尼效果不佳，故需对聚氨酯弹性体阻尼材料进行结构设计，聚氨酯弹性体由软硬段组成，可设计性强，设计合理的自由体积分数(自由体积孔穴占聚合物总体积的百分比)，引入悬挂链等调节聚氨酯弹性体的软硬段相容性，改善微相分离，可制备出在宽温域范围内拥有良好阻尼性能的材料，进一步拓宽聚氨酯阻尼材料的应用领域和范围。

发明内容

为了克服现有技术的缺点和不足，本发明目的在于提供一种基于网络结构设计的宽温域聚氨酯弹性体阻尼材料的制备方法。本发明将聚酯二元醇与二异氰酸酯化合物反应制备聚氨酯预聚物，再以端单羟基化合物与二异氰酸酯化合物制备悬挂链预聚物，端羟基超支化聚酯原料作为交联剂和扩链剂，与各预聚物进行反应，得到阻尼材料。通过本发明的方法所制备的阻尼材料，有效阻尼温域约170℃(-50℃～120℃)，相较于一般的宽温域高阻尼材料(要求至少在60℃～80℃的温域(使用环境温域)范围内，其阻尼因子tanδ≥0.3)，本发明的阻尼材料宽温域、阻尼性能好，效果显著。

本发明的另一目的在于提供由上述制备方法得到的基于网络结构设计的宽温域聚氨酯弹性体阻尼材料。