一种高阻尼的聚氨酯泡沫及其制备方法和应用与流程

本发明涉及聚氨酯弹性体领域，具体涉及一种高阻尼的聚氨酯泡沫及其制备方法和应用。

背景技术：

1、聚氨酯泡沫，是由异氰酸酯和羟基化合物经聚合发泡制成，按其硬度可分为软质和硬质两类，其中软质为主要品种。聚氨酯泡沫具有较好的弹性、柔软性、伸长率和压缩强度；化学稳定性好，耐许多溶剂和油类；耐磨性优良，较天然海绵大20倍；还有优良的加工性、绝热性、粘合性等性能，是一种性能优良的缓冲材料。据调查，我国聚氨酯泡沫行业发展迅速，特别是在市场开发方面取得了长足进展。国内冷藏保温、建筑节能、太阳能行业、汽车、家具等产业的快速发展，极大拉动了聚氨酯泡沫塑料的需求，全球范围内聚氨酯泡沫的发展重心也逐渐向中国转移，聚氨酯泡沫已成为我国化工产业发展最快的行业之一。

2、聚氨酯泡沫的研究和应用已相当普遍，除了其是优良的绝热和结构材料，而且其还具有阻尼减震效果，是一种阻尼材料。阻尼材料是一种典型的功能材料，当产生振、冲击动力时，它可以将机械能转化成为热能，以达到降低震动、冲击的作用，因此可以广泛应用于军工生产、交通运输、民用建筑、家具制造、体育器械等领域。高阻尼聚氨酯泡沫，作为聚氨酯软泡的一种，越来越多的进入了人们的视野，但现有技术中，提高聚氨酯泡沫的阻尼效果的同时，往往导致其力学强度降低，无法满足实际使用需求。

技术实现思路

1、针对现有技术中存在的问题，本发明的目的是提供一种高阻尼的聚氨酯泡沫及其制备方法和应用。

2、本发明的目的采用以下技术方案来实现：

3、第一方面，本发明提供一种高阻尼的聚氨酯泡沫，其成分按照重量份数计算，包括：

4、78-112份聚酯二元醇、52-62份异氰酸酯、0.5-1.5份聚醚改性硅油、0.6-1份催化剂、1.5-2.8份扩链剂、3.1-4.6份发泡剂、0.2-0.6份光稳定剂和0.3-0.8份抗氧剂。

5、优选地，所述聚酯二元醇为聚己内酯二醇(pcl2000)和聚碳酸酯二醇(pcdl2000)的混合物；聚己内酯二醇和聚碳酸酯二醇的质量比为2-4:3-5。

6、优选地，所述异氰酸酯为二苯基甲烷二异氰酸酯(mdi)和1,5-萘二异氰酸酯(ndi)的混合物；二苯基甲烷二异氰酸酯和1,5-萘二异氰酸酯的质量比为2-4:3-5。

7、优选地，所述聚醚改性硅油为聚醚改性聚二甲基硅氧烷，牌号为h-204、si-x221、ofx-0400、jf-9565中的一种或多种。

8、优选地，所述催化剂为胺催化剂dabco 33lv，由33wt％的三乙烯二胺与67wt％的二丙烯甘醇组成的溶液。

9、优选地，所述扩链剂为间苯二酚二缩水甘油醚和对氨基苯甲醇的反应产物。

10、优选地，所述扩链剂的制备方法包括：

11、称取间苯二酚二缩水甘油醚和n,n-二甲基甲酰胺中，充分溶解后，加入对氨基苯甲醇，升温至60-80℃，保温搅拌反应5-10h后，减压除去溶剂，即得到扩链剂。

12、更优选地，间苯二酚二缩水甘油醚、对氨基苯甲醇和n,n-二甲基甲酰胺的质量比例是2:2.4-3.2:30-50。

13、优选地，所述发泡剂为蒸馏水。

14、优选地，所述光稳定剂为光稳定剂hs-508或光稳定剂hs-944。

15、优选地，所述抗氧剂为chemnox-1010、chemnox-1076、chemnox-1098中的一种。

16、第二方面，本发明提供一种高阻尼的聚氨酯泡沫的制备方法，包括以下步骤：

17、(1)将聚酯二元醇、聚醚改性硅油、催化剂、蒸馏水、光稳定剂和抗氧剂混合于容器内，以500-600r/min的速度搅拌20-50min，得到成分a；

18、(2)将异氰酸酯升温至85-95℃，真空处理1h，然后降温至40-50℃，得到成分b；

19、(3)成分b混合至成分a中，充分搅匀后，倒入模具内，50-60℃保温处理4-8h后，脱模，即得到聚氨酯泡沫。

20、第三方面，本发明提供一种高阻尼的聚氨酯泡沫在工业用品上的应用，主要是对于力学性能和阻尼均有要求的设备。

21、本发明的有益效果为：

22、1、本发明制备了一种聚氨酯泡沫，通过使用两种聚酯二元醇以及两种异氰酸酯作为主要反应原料，同时使用了自制的扩链剂，制备得到的聚氨酯泡沫不仅具有非常好的阻尼效果，同时还具有较高的力学强度和耐形变性，从而保证其能够满足日常的使用需求，扩大了其应用范围。

23、2、在本发明中，聚酯二元醇采用了pcl2000和pcdl2000的两种混合料，pcl2000具有更好的低温柔韧性，而pcdl2000具有更好的高温稳定性，因此两者结合能够保持泡沫材料的使用具有较宽的温域；异氰酸酯采用了mdi和ndi的混合物，mdi具有较好的强度和柔韧性，而ndi具有较好的弹性和硬度，从而保证泡沫材料的强度表现。

24、3、本发明中所使用的扩链剂区别于常规的低分子醇类或胺类化合物，采用的是间苯二酚二缩水甘油醚和过量的对氨基苯甲醇进行反应的产物。间苯二酚二缩水甘油醚的两个环氧基和对氨基苯甲醇中的氨基能够在高温下结合反应，从而生成还有多羟基的反应产物。本发明使用该反应产物替代传统的扩链剂使用，经过试样的检测，其不仅对于聚氨酯泡沫材料的阻尼效果有较好的提升，还能够使聚氨酯泡沫材料的强度保持在较高的水平。而经过对比检测发现，本发明的效果表现是超出传统的小分子醇类(1，4-丁二醇)、胺类(乙二胺)，或者单独的间苯二酚二缩水甘油醚、对氨基苯甲醇作为扩链剂的表现。

技术特征：

1.一种高阻尼的聚氨酯泡沫，其特征在于，其成分按照重量份数计算，包括：

2.根据权利要求1所述的一种高阻尼的聚氨酯泡沫，其特征在于，所述聚酯二元醇为聚己内酯二醇pcl2000和聚碳酸酯二醇pcdl2000的混合物；聚己内酯二醇和聚碳酸酯二醇的质量比为2-4:3-5。

3.根据权利要求1所述的一种高阻尼的聚氨酯泡沫，其特征在于，所述异氰酸酯为二苯基甲烷二异氰酸酯和1,5-萘二异氰酸酯的混合物；二苯基甲烷二异氰酸酯和1,5-萘二异氰酸酯的质量比为2-4:3-5。

4.根据权利要求1所述的一种高阻尼的聚氨酯泡沫，其特征在于，所述聚醚改性硅油为聚醚改性聚二甲基硅氧烷，牌号为h-204、si-x221、ofx-0400、jf-9565中的一种或多种。

5.根据权利要求1所述的一种高阻尼的聚氨酯泡沫，其特征在于，所述催化剂为胺催化剂dabco 33lv，由33wt％的三乙烯二胺与67wt％的二丙烯甘醇组成的溶液。

6.根据权利要求1所述的一种高阻尼的聚氨酯泡沫，其特征在于，所述扩链剂的制备方法包括：

7.根据权利要求6所述的一种高阻尼的聚氨酯泡沫，其特征在于，，间苯二酚二缩水甘油醚、对氨基苯甲醇和n,n-二甲基甲酰胺的质量比例是2:2.4-3.2:30-50。

8.根据权利要求1所述的一种高阻尼的聚氨酯泡沫，其特征在于，所述发泡剂为蒸馏水；所述光稳定剂为光稳定剂hs-508或光稳定剂hs-944；所述抗氧剂为chemnox-1010、chemnox-1076、chemnox-1098中的一种。

9.一种权利要求1所述的高阻尼的聚氨酯泡沫的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

10.一种权利要求1所述的高阻尼的聚氨酯泡沫在工业用品上的应用。

技术总结本发明涉及聚氨酯弹性体领域，具体涉及一种高阻尼的聚氨酯泡沫及其制备方法和应用，成分包括：78‑112份聚酯二元醇、52‑62份异氰酸酯、0.5‑1.5份聚醚改性硅油、0.6‑1份催化剂、1.5‑2.8份扩链剂、3.1‑4.6份发泡剂、0.2‑0.6份光稳定剂和0.3‑0.8份抗氧剂；其中，所述扩链剂为间苯二酚二缩水甘油醚和对氨基苯甲醇的反应产物。本发明制备了一种聚氨酯泡沫，通过使用两种聚酯二元醇以及两种异氰酸酯作为主要反应原料，同时使用了自制的扩链剂，制备得到的聚氨酯泡沫不仅具有非常好的阻尼效果，同时还具有较高的力学强度和耐形变性，从而保证其能够满足日常的使用需求，扩大了其应用范围。技术研发人员：薛凯泽,傅译萱,傅庆九,葛立红,李响,赵春森受保护的技术使用者：吉林省华裕汽车零部件有限公司技术研发日：技术公布日：2024/8/1