一种聚氨酯改性有机硅阻尼材料及其制备方法转让专利
申请号 : CN202210007328.0
文献号 : CN114015241B
文献日 : 2022-03-11
发明人 : 米志安 , 米洪亮 , 王艳娜 , 张振 , 邹华敏 , 张兴雷
申请人 : 北京智天新航科技有限公司
摘要 :
权利要求 :
1.一种聚氨酯改性有机硅阻尼材料的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:(1)将端羟烃基硅氧烷、二异氰酸酯和催化剂进行混合加热反应,得异氰酸酯封端的预聚体;
(2)将所述异氰酸酯封端的预聚体与含乙烯基的醇类化合物进行加热反应,得端基为乙烯基的聚氨酯改性有机硅聚合物;
(3)将所述端基为乙烯基的聚氨酯改性有机硅聚合物与甲基苯基乙烯基生胶、填料、硫化剂、结构控制剂共同硫化,完成后即得聚氨酯改性有机硅阻尼材料。
2.根据权利要求1所述聚氨酯改性有机硅阻尼材料的制备方法,其特征在于,所述端羟烃基硅氧烷、二异氰酸酯、催化剂和含乙烯基的醇类化合物的重量比为55 75:15 35:0.02~ ~ ~
0.05:8 15。
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3.根据权利要求1所述聚氨酯改性有机硅阻尼材料的制备方法,其特征在于,所述二异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯、二苯甲烷二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、1,6‑己二异氰酸酯、1,5‑萘二异氰酸酯、1,4‑二环己基甲烷二异氰酸酯中的一种,或两种以上的组合。
4.根据权利要求1所述聚氨酯改性有机硅阻尼材料的制备方法,其特征在于,所述端羟烃基硅氧烷的结构式如式(I)所示,式I
其中,二甲基硅氧烷单元数m=1~20,m为整数;R2为含有1~16个碳原子的脂肪族烃基,或含7 15个碳原子的脂环族烃基,再或含7 15个碳原子的非脂肪族/脂环族烃基。
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5.根据权利要求1所述聚氨酯改性有机硅阻尼材料的制备方法,其特征在于,所述催化剂为二月桂酸二丁基锡、辛酸亚锡、有机铋催化剂中的一种,或两种以上的组合。
6.根据权利要求1所述聚氨酯改性有机硅阻尼材料的制备方法,其特征在于,所述含乙烯基的醇类化合物为丙烯醇、3‑丁烯‑1‑醇、4‑戊烯‑1‑醇、1‑戊烯‑3‑醇或5‑己烯‑1醇、甲基丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟丙酯或丙烯酸羟丙酯中的一种。
7.根据权利要求1所述聚氨酯改性有机硅阻尼材料的制备方法,其特征在于,所述端基为乙烯基的聚氨酯改性有机硅聚合物、甲基苯基乙烯基生胶、填料、硫化剂、结构控制剂的重量比为10 50:100:20 70:0.3 1:3 10。
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8.根据权利要求1所述聚氨酯改性有机硅阻尼材料的制备方法,其特征在于,所述甲基苯基乙烯基生胶的生胶分子量40 80万,乙烯基摩尔含量0.06 0.3%,苯基摩尔含量6 30%;
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所述填料为气相白炭黑、纳米碳酸钙、硅微粉、石英石、云母、片状石墨中的一种,或两种以上的组合。
9.根据权利要求1所述聚氨酯改性有机硅阻尼材料的制备方法,其特征在于,所述硫化剂为2,4‑过氧化二氯苯甲酰、过氧化苯甲酰、过氧化二异丙苯、过氧化二叔丁基、2,5‑二甲基‑2,5‑二叔丁基过氧化己烷中的一种,或两种以上的组合;所述结构控制剂为聚合度是5~
8的α,ω‑二羟基聚二甲基硅氧烷、二苯基硅二醇、六甲基二硅氮烷、甲基苯基二甲氧基硅烷中的一种,或两种以上的组合。
10.权利要求1 9任一所述制备方法得到的聚氨酯改性有机硅阻尼材料。
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说明书 :
一种聚氨酯改性有机硅阻尼材料及其制备方法
技术领域
背景技术
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等领域得到了广泛的应用。普通的硅橡胶结构对称,空间位阻较小,因此其损耗因子很小,
阻尼性能相对较差,难以满足工程应用要求。
够形成可逆相互作用的氢键,当受到外力时,氢键的断裂会使链段运动受到的阻力变大,进
而使内耗变大,从而改善材料的阻尼性能。但是此共混材料存在两个问题,一是聚合物与有
机硅的极性相差较大,容易导致共混不均匀,产生分相;二是聚合物没有与有机硅共硫化的
单元,不能形成良好的交联网络,对最终材料的性能产生不好的影响。
发明内容
得到的聚氨酯改性有机硅阻尼材料颜色为透明至半透明,具有非常好的相容性;在较宽的
o
温域范围(‑40 80 C)内具有非常好的阻尼性能,阻尼系数大于0.25;又由于分子链之间存
~
在强的氢键作用,硫化后的硅橡胶力学性能优异。
酸酯单元提供高阻尼性能,有机硅单元提供了与聚有机硅氧烷良好的相容性;
而形成紧密的交联网络;
阻尼性能和力学性能。
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或两种以上的组合。
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的非脂肪族/脂环族烃基。
酯中的一种。
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0.3%,苯基摩尔含量6 30%。
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硅二醇、六甲基二硅氮烷、甲基苯基二甲氧基硅烷中的一种,或两种以上的组合。
o
宽的温域范围(‑40 80C)内具有非常好的阻尼性能,阻尼系数大于0.25;又由于分子链之
~
间存在强的氢键作用,硫化后的硅橡胶力学性能优异。
附图说明
发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以
根据这些附图获得其他的附图。
具体实施方式
于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有
其它实施方式,都属于本发明所保护的范围。
加入到四口反应器中,在机械搅拌下升温至110C,同时抽真空至50mbar除水2h;再通N2至体
o
系为常压,并降温至50C;然后加入245g甲苯二异氰酸酯和0.1g二月桂酸二丁基锡,再于
o
80C条件下反应2h,得异氰酸酯封端的预聚体;
覆到辊筒上后,加入500g气相白炭黑A380和50g二苯基硅二醇,在辊上反复混炼至均匀,然
后加入5g硫化剂2,4‑过氧化二氯苯甲酰,混炼均匀后再薄通10次,下料出片。混炼好的硅橡
o
胶进行硫化,硫化条件为170Cx20min。
入到四口反应器中,在机械搅拌下升温至110C,同时抽真空至50mbar除水2h;再通N2至体系
o o
为常压,并降温至60C;然后加入230g二苯甲烷二异氰酸酯和0.1g辛酸亚锡,再于80C条件
下反应3h,得异氰酸酯封端的预聚体;
覆到辊筒上后,加入500g气相白炭黑R812S和30g六甲基二硅氮烷,在辊上反复混炼至均匀,
然后加入5g硫化剂过氧化二异丙苯,混炼均匀后再薄通10次,下料出片。混炼好的硅橡胶进
o
行硫化,硫化条件为170Cx20min。
加入到四口反应器中,在机械搅拌下升温至110C,同时抽真空至50mbar除水2h;再通N2至体
o
系为常压,并降温至60 C;然后加入323g异佛尔酮二异氰酸酯和0.3g有机铋催化剂(DY‑
o
20),再于80C条件下反应3h,得异氰酸酯封端的预聚体;
覆到辊筒上后,加入250g气相白炭黑A380、250g硅微粉和80g二苯基二甲氧基硅烷,在辊上
反复混炼至均匀,然后加入5g硫化剂过氧化苯甲酰,混炼均匀后再薄通10次,下料出片。混
o
炼好的硅橡胶进行硫化,硫化条件为170Cx20min。
二醇,在辊上反复混炼至均匀,然后加入5g硫化剂2,4‑过氧化二氯苯甲酰,混炼均匀后再薄
o
通10次,下料出片。混炼好的硅橡胶进行硫化,硫化条件为170Cx20min。
系数很低,当加入聚氨酯改性有机硅聚合物后,阻尼系数有了明显的提升,‑40 80C的温域
~
范围内,阻尼系数均大于0.25,效果显著。此外,由于聚氨酯改性有机硅聚合物之间的强氢
键作用和它参与到有机硅共硫化体系的效应,硫化硅橡胶的力学性能如硬度、拉伸强度和
断裂伸长率并没有显著的下降。
盖在本发明的保护范围之内。因此,本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。