[发明专利]一种用于减振器内芯的聚氨酯弹性体材料及其制备方法

说明书

本发明提供了一种用于减振器内芯的聚氨酯弹性体材料及其制备方法。所述聚氨酯弹性体材料包括如下原料组分：二异氰酸酯、低聚物多元醇，以及占所述低聚物多元醇质量10‑20％的增粘树脂、3‑8％的扩链剂、2‑5％的酚醛树脂空心微球和0.5‑1.5％的催化剂；所述二异氰酸酯和低聚物多元醇中异氰酸酯基与羟基的摩尔比为1.15‑1.28:1。所述聚氨酯弹性体材料是通过先将低聚物多元醇、酚醛树脂空心微球和二异氰酸酯进行预聚反应，然后添加增粘树脂和扩链剂进行扩链反应，最后熟化的方法制备得到。本发明提供的聚氨酯弹性体材料具有较高的拉伸强度和疲劳强度，压缩永久变形小，可作为减振器的内芯材料。

技术领域

本发明属于聚氨酯弹性体材料技术领域，具体涉及一种用于减振器内芯的聚氨酯弹性体材料及其制备方法。

背景技术

有机弹性体材料中，聚氨酯弹性体拥有最好的机械性能，包括拉伸强度、撕裂强度和耐磨性能。作为高承载弹性体减震器材料，聚氨酯弹性体在高硬度(邵尔80A～80D)范围内仍能具有良好的橡胶弹性和伸长率，普通橡胶需添加填料，大幅度牺牲弹性及伸长率作为代价才能达到高承载所需模量的硬度。聚氨酯弹性体在保持橡胶弹性和伸长率的前提下，可达到同体积普通橡胶的数倍的承载力。用于弹性体缓冲减震应用，可以大幅度减少设备减震系统部件的体积和重量，降低设备的设计制作成本。同时聚氨酯弹性体材料对交变应力的滞后反应特点，体现出对交变应力的良好能量吸收性，非常适合用于弹性体减震材料。

聚氨酯弹性体用作弹性体减震器材料，已经被行业充分认知并较为广泛的应用。但是普通的聚氨酯弹性体材料刚度不足，回弹性差，压缩后永久变形大，疲劳耐久性差，当其应用于承载能力要求较高的场合(如大型风电设备的弹性体减震、汽车减震器)时，对高载荷、高形变的耐久性则难以满足实际使用的需要。

因此，在本领域期望提高聚氨酯弹性体的抗压、回弹、耐疲劳性能，使其能够满足汽车等大载荷的减震要求。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种用于减振器内芯的聚氨酯弹性体材料及其制备方法。该聚氨酯弹性体材料具有较高的拉伸强度和疲劳强度，且压缩永久变形小，可作为减振器的内芯材料。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一方面，本发明提供一种用于减振器内芯的聚氨酯弹性体材料，包括如下原料组分：

二异氰酸酯、低聚物多元醇，以及占所述低聚物多元醇质量10-20％(例如10％、11％、12％、13％、14％、15％、16％、17％、18％、19％或20％等)的增粘树脂、3-8％(例如3％、3.5％、4％、4.5％、5％、5.5％、6％、6.5％、7％、7.5％或8％等)的扩链剂、2-5％(例如2％、2.2％、2.5％、2.8％、3％、3.2％、3.5％、3.8％、4％、4.2％、4.5％、4.8％或5％等)的酚醛树脂空心微球和0.5-1.5％(例如0.5％、0.6％、0.7％、0.8％、0.9％、1％、1.1％、1.2％、1.3％、1.4％或1.5％等)的催化剂；

所述二异氰酸酯和低聚物多元醇中异氰酸酯基与羟基的摩尔比为1.15-1.28:1；例如可以是1.15:1、1.16:1、1.17:1、1.18:1、1.19:1、1.20:1、1.21:1、1.22:1、1.23:1、1.24:1、1.25:1、1.26:1、1.27:1或1.28:1等。

本发明通过合理搭配各原料的比例，并添加酚醛树脂空心微球和增粘树脂，使得到的聚氨酯弹性体具有良好的耐压缩、耐拉伸和回弹性能，符合减振器内芯的需要。酚醛树脂空心微球为闭孔材料，在聚氨酯弹性体压缩和拉伸时能提供较大的阻尼，但其用量过多容易导致材料整体密度过低，强度不足；增粘树脂一方面增强酚醛树脂空心微球与聚氨酯基体的结合力，另一方面形成交联结构，增加材料的强度，但其添加量过多容易破坏聚氨酯基体的连续性，导致弹性下降。