实施例涉及聚氨基甲酸酯垫，其例如在车辆中用于减少结构/空气噪音和/或振动噪音。
背景技术：
：需要在现代车辆(如公共汽车、卡车、汽车、农业机器以及工业机器)中进行内部车厢的隔音改良。车辆中噪音和振动的来源可以由内部和/或外部因素产生。示例性因素包括发动机、轮胎、冷却/加热风扇、刹车以及环境条件，如风和雨。已经提出许多在车辆不同部分中减少噪音和振动的解决方案，例如，在车厢内侧使用地垫和地毯是已知的使噪音问题减到最少的方法。举例来说，可以将地垫和/或地毯放置在车辆地板(pan)下方和上方，并且以符合不同车辆布局的形状来生产。不同技术可供用于地垫和地毯，如纤维材料、热塑性塑料/热固性聚合物、橡胶以及丙烯酸树脂。这些材料可以在超过一个层中应用以提供结构/空气噪音和振动两者的衰减隔绝。此外，添加惰性填充剂(如上述材料的再循环废料)和/或常见无机填充剂(如硫酸钡、碳酸钙、玻璃等惰性颗粒)以增加质量，旨在具有更好的声学特性并降低成本。然而，虽然多层解决方案和高质量材料为生产者提供良好性能，但另一方面，此类解决方案可能需要额外处理步骤和/或在最终车辆应用中增加燃料/能量消耗。因此，需要单层垫，其中单层材料可以用于减少结构/空气噪音和/或振动噪音。技术实现要素：例如用于聚氨基甲酸酯垫中的聚氨基甲酸酯弹性体包括异氰酸酯组分与异氰酸酯反应性组分的反应产物，所述异氰酸酯组分包括至少一种异氰酸酯，所述异氰酸酯反应性组分包括(a)第一多元醇组分，所述第一多元醇组分包括40wt％到90wt％的至少一种平均羟基官能度大于2.5并且数目平均分子量为300g/mol到1,500g/mol的聚醚多元醇；(b)第二多元醇组分，所述第二多元醇组分包括2wt％到20wt％的至少一种平均羟基官能度大于1.5并小于4.0，数目平均分子量为4,000g/mol到6,000g/mol并且伯羟基含量为60％到85％的环氧乙烷封端的聚氧化丙烯-聚氧化乙烯多元醇；以及(c)第三多元醇组分，所述第三多元醇组分包括1wt％到20wt％的至少一种平均羟基官能度大于1.5并小于4.0并且数目平均分子量为300g/mol到1,500g/mol的聚氧化丙烯多元醇。附图说明图1说明工作实例1、2和3以及比较实例a中每一个根据动态机械热分析(dtma)的tanδ图。具体实施方式根据实施例，具有单层聚氨基甲酸酯弹性体(在存在或不存在填充剂的情况下)的聚氨基甲酸酯垫(例如隔音内部车厢聚氨基甲酸酯垫)可以展现粘弹特性(例如关于玻璃化转变温度)和硬度特性(例如，大于70的肖氏a级硬度)。聚氨基甲酸酯垫也可以展现高密度材料隔音屏障效应与改良的振动能量耗散的组合，例如，可以在内部车厢的常见温度范围(如-10℃到+35℃的冬季和夏季温度)内展现这些较高衰减特性。聚氨基甲酸酯垫和/或单层聚氨基甲酸酯弹性体的厚度可以是0.5mm到30mm。聚氨基甲酸酯垫可以基本上由单层聚氨基甲酸酯弹性体组成。聚氨基甲酸酯弹性体含有氨基甲酸酯部分，并且由包括异氰酸酯组分和异氰酸酯反应性组分的起始材料制造。异氰酸酯组分包括至少一种异氰酸酯(例如，多异氰酸酯和/或异氰酸酯封端的预聚物)。异氰酸酯反应性组分包括至少一种多元醇组分并且可以包括任选的添加剂组分，所述任选的添加剂组分包括至少一种任选的添加剂(如发泡剂、催化剂、固化剂、增链剂、阻燃剂、填充剂、稳定剂、表面活性剂、塑化剂、沸石和/或调节所得最终聚氨基甲酸酯产物特性的其它添加剂)。根据一个实施例，动态机械热分析(dmta)可以用于测定多用途单层的粘弹特性。举例来说，dmta可以用于随温度变化而测量玻璃化转变温度。也产生tanδ曲线图，其中tanδ是以热量形式耗散的能量与材料中所储存最大能量的比率的度量。因此，在以热量形式耗散的能量接近所储存能量的温度下(例如，在每次达到玻璃-橡胶相变温度时)，tanδ增加到峰值(即，沿tanδ曲线图上升峰的最上方尖端)。异氰酸酯组分包括至少一种异氰酸酯。示例性异氰酸酯包括二苯基甲烷二异氰酸酯(mdi)、甲苯二异氰酸酯(tdi)、间亚苯基二异氰酸酯、对亚苯基二异氰酸酯(ppdi)、萘二异氰酸酯(ndi)、异佛尔酮二异氰酸酯(ipdi)、六亚甲基二异氰酸酯(hdi)以及其各种异构体和/或衍生物。使用其2,4'-异构体、2,2'-异构体和4,4'-异构体中的至少一个，mdi可以具有聚合物、共聚物、混合物或经过改性的聚合物形式。示例性mdi产品可以商品名称isonate、papi以及voranate购自陶氏化学公司(thedowchemicalcompany)。使用其2,4-异构体和2,6-异构体中的至少一个，tdi可以具有聚合物、共聚物、混合物或经过改性的聚合物形式。示例性tdi产品可以商品名称voranate购自陶氏化学公司。异氰酸酯的平均官能度可以是2.8到3.2(例如2.2到2.9等)。异氰酸酯可以是自由异氰酸酯基含量(即，nco含量)为15wt％到35wt％(例如，20wt％到30wt％和/或20wt％到25wt％)的预聚物。异氰酸酯组分包括三种多元醇组分，尤其第一多元醇组分、第二多元醇组分和第三多元醇组分。第一多元醇组分包括40wt％到90wt％(例如，45wt％到80wt％、50wt％到75wt％、55wt％到60wt％等)的至少一种平均羟基官能度大于2.5(例如并且小于4.0)并且数目平均分子量为300g/mol到1,500g/mol的聚醚多元醇。举例来说，第一多元醇组分包括丙三醇-丙氧基化聚醚三醇，并且数目平均分子量是800g/mol到1,200g/mol(例如900g/mol到1,100g/mol、950g/mol到1,050g/mol等)。第二多元醇组分包括2wt％到20wt％(例如2wt％到15wt％、3wt％到10wt％、5wt％到10wt％等)的至少一种平均羟基官能度大于1.5并小于4.0，数目平均分子量为4,000g/mol到6,000g/mol(例如4,250g/mol到5,500g/mol、4,500g/mol到5,000g/mol等)并且伯羟基含量为60％到85％(例如70％到75％)的环氧乙烷封端的聚氧化丙烯-聚氧化乙烯多元醇。举例来说，第二多元醇组分包括丙三醇引发的丙氧基化-乙氧基化聚醚三醇。第三多元醇组分包括1wt％到20wt％(例如1wt％到10wt％、2wt％到5wt％等)的至少一种平均羟基官能度大于1.5并小于4.0并且数目平均分子量为300g/mol到1,500g/mol的聚氧化丙烯多元醇。举例来说，第三多元醇组分包括丙三醇引发的丙氧基化聚醚三醇，并且数目平均分子量是300g/mol到750g/mol(例如350g/mol到600g/mol、400g/mol到500g/mol)。除第一到第三多元醇组分以外，异氰酸酯反应性组分还可以包括其它多元醇，此类聚醚多元醇、聚酯多元醇、聚碳酸酯多元醇和/或天然油源性多元醇。聚醚多元醇可以包括至少2个并且不超过3个羟基。聚醚多元醇可以例如通过环氧化物，如环氧乙烷、环氧丙烷和/或环氧丁烷的聚合来制备。异氰酸酯反应性组分可以与异氰酸酯指数为70到250(例如80到150、80到120、90到120、95到110等)的异氰酸酯组分反应。根据一个示例性实施例，异氰酸酯指数是70到110。异氰酸酯指数测量为用于形成聚氨基甲酸酯弹性体的反应混合物中的异氰酸酯的当量数除以反应混合物中的含异氰酸酯反应性氢的材料的总当量数乘以100。以另一方式考虑，异氰酸酯指数是以百分比形式给出的存在于反应混合物中的异氰酸酯基与异氰酸酯反应性氢原子的比率。任选的添加剂组分可以包括有包括至少一种催化剂的任选的催化剂组分。举例来说，添加剂组分可以包括胶凝催化剂、发泡催化剂以及锡和/或胺类催化剂中的每一个。举例来说，催化剂组分可以占异氰酸酯反应性组分总重量的小于5wt％。示例性催化剂包括叔胺、由仲胺形成的曼尼希碱(mannichbase)、含氮碱、碱金属氢氧化物、碱金属酚盐、碱金属醇化物、六氢噻嗪和有机金属化合物。包括的固化剂可以是双官能有机二胺化合物(如甲苯类二胺、苯基类二胺、烷基类二苯胺、聚醚类二胺或异佛尔酮类二胺)或三官能有机二胺化合物(如苯基类三胺、烷基类三胺或丙烯类三胺)。任选的增链剂组分可以包括以下增链剂，例如其具有每分子两个异氰酸酯反应性基团并且每异氰酸酯反应性基团的当量可以小于400。示例性增链剂包括1,4-丁二醇(“丁二醇”或“bdo”)、乙二醇和二乙二醇。如果包括在内，那么增链剂组分可以按异氰酸酯反应性组分的总重量计0.1wt％到5wt％的量存在。任选的交联剂组分可以包括至少一种以下交联剂，其具有每分子三个或超过三个异氰酸酯反应性基团并且每异氰酸酯反应性基团的当量小于400。举例来说，交联剂可以包括每分子3到8个(例如3或4个)伯羟基、伯胺基或仲胺基，并且其平均当量可以为30到约300。如果包括在内，那么交联剂组分可以按异氰酸酯反应性组分的总重量计0.1wt％到5wt％的量存在。各种其它添加剂，例如所属领域的技术人员已知的那些添加剂可以包括于任选的添加剂组分中。举例来说，可以使用填充剂，如无机和/或有机填充剂；着色剂；水结合剂；表面活性物质；增量剂和/或塑化剂。染料和/或颜料(如二氧化钛和/或碳黑)可以包括于任选的添加剂组分中以赋予聚氨基甲酸酯弹性体颜色特性。颜料可以呈固体形式或固体可以预分散于多元醇载体中。强化剂(例如片状或磨碎的玻璃和/或烟雾状二氧化硅)可以用于赋予某些特性。其它添加剂包括例如uv稳定剂、抗氧化剂、脱气剂和粘着促进剂，其可以取决于聚氨基甲酸酯弹性体的所需特征而独立地使用。一旦混合异氰酸酯组分和异氰酸酯反应性组分，所得反应混合物经过固化以形成聚氨基甲酸酯弹性体。浇注弹性体通过浇注工艺来制造，其中在打开或闭合的模具中使起始材料至少部分地固化。基于热塑性塑料聚氨基甲酸酯(tpu)的弹性体包括由硬和软链段组成的多嵌段共聚物。tpu弹性体可以由软链段与硬链段的相分离而获得其强度。硬链段可以包括异氰酸酯和增链剂组分的组合，并且tpu的其余部分是“软链段”。聚氨基甲酸酯弹性体可以充当有效的噪音和振动吸收剂，例如在不使用额外的重聚氨基甲酸酯层的情况下。聚氨基甲酸酯弹性体可以在噪音和振动从其来源朝向聚氨基甲酸酯弹性体移动时用以吸收其所暴露于其中的噪音和振动的一部分两者。举例来说，聚氨基甲酸酯弹性体可以通过喷涂和/或倾倒应用来形成，其中在表面上(例如，在加热的模具的表面上或可以避免使用模具)组合异氰酸酯组分和异氰酸酯反应性组分。如果使用模具，那么可以形成具有指定形状的聚氨基甲酸酯，包括呈单层形式的聚氨基甲酸酯弹性体(例如，并且排除任何其它聚氨基甲酸酯层)。如果在喷涂或倾倒应用期间不使用模具，那么有可能将所得聚氨基甲酸酯弹性体切割和/或成形为特定形状(例如，在冷却之后)。喷涂和/或倾倒应用可以在传送机装置上，例如以连续方式进行。根据示例性实施例，聚氨基甲酸酯弹性体和/或垫展现高肖氏a级硬度(例如，大于70的肖氏a级硬度，70到100、70到85和/或75到80的肖氏a级硬度)。如由大于10℃的玻璃化转变温度(tg)和大于0.90的tanδ所展示，聚氨基甲酸酯弹性体还展现粘弹性行为。举例来说，聚氨基甲酸酯弹性体的tg为13℃到35℃，并且tanδ为0.95到1.20。除非另外指明，否则所有份数和百分比都是按重量计。实例主要使用以下材料：多元醇多元醇a丙三醇引发的丙氧基化聚醚三醇，其羟值为大致156mgkoh/g并且数目平均分子量为大致1,000g/mol(可以voranoltmcp1055购自陶氏化学公司)。多元醇b丙三醇引发的丙氧基化-乙氧基化聚醚三醇，其具有环氧乙烷封端，数目平均分子量为大致4,800g/mol，羟值为32.0到37.0mgkoh/g(可以voranoltmcp4711购自陶氏化学公司)。多元醇c丙三醇引发的丙氧基化聚醚三醇，其羟值为大致380mgkoh/g并且数目平均分子量为大致450g/mol(可以voranoltmcp450购自陶氏化学公司)。比较性多元醇d具有环氧乙烷封端聚醚二醇的环氧丙烷，其羟值为大致28mgkoh/g(可以voranoltmep1900购自陶氏化学公司)。比较性多元醇e丙三醇丙氧基化-乙氧基化聚醚三醇，其羟值为26.0到29.0mgkoh/g(可以voranoltmcp6001购自陶氏化学公司)异氰酸酯封端的预聚物预聚物1亚甲基二苯基二异氰酸酯(mdi)类预聚物，其自由nco(异氰酸酯部分)含量为23wt％到24wt％，并且根据下文表1中的以下大致配方来制备：表1预聚物wt％voralasttmge12850isonatetmop505isonatetmm38025voranatetmm294018voranoltmip0102voralasttmge128mdi类预聚物(可购自陶氏化学公司)。isonatetmop50单体mdi异氰酸酯(可购自陶氏化学公司)。isonatetmm380异氰酸酯(可购自陶氏化学公司)。voranatetmm2940聚合mdi异氰酸酯(可购自陶氏化学公司)。voranoltmip010多元醇(可购自陶氏化学公司)。添加剂磨损减少剂可以充当磨损减少剂的添加剂(可以b2114购自赢创工业(evonikindustries))。催化剂1可以充当胶凝催化剂的催化剂(可以33-lv购自空气产品公司(airproducts))。催化剂2可以充当发泡催化剂的催化剂(可以niaxtma-1购自迈图公司(momentive))。催化剂3锡类催化剂(可以fomrezultm38购自迈图公司)。增链剂1可以充当增链剂的单乙二醇(meg)(可购自西格玛-奥德里奇公司(sigma-aldrich))。增链剂2可以充当增链剂的1,4-丁二醇(可购自西格玛-奥德里奇公司)。交联剂可以充当交联剂的二乙醇胺(deoa)(可购自西格玛-奥德里奇公司)。分散剂可以充当润湿和分散添加剂，例如充当抗沉淀添加剂的添加剂(可以byk-w969购自阿塔卡公司(actega))。填充剂1硫酸钡类填充剂(可购自西格玛-奥德里奇公司)。塑化剂可以充当塑化剂的碳酸亚丙酯(可购自西格玛-奥德里奇公司)。沸石cas编号为1318-02-1的沸石粉末(可购自西格玛-奥德里奇公司)根据下文表2中的以下大致配方来制备工作实例1、2和3以及比较实例a。表2随后使工作实例1、2和3以及比较实例a与预聚物反应以使用可以名称实验室型cannona-40机器商购自cannonitaly的倾倒聚氨基甲酸酯机器来以实验室规模放大制备样品。室温下的多元醇组分与室温下的预聚物在未加热的铝模具中反应以形成尺寸测量为1000mm×1000mm×10mm的垫。确切地说，使100重量份表2中工作实例1的调配物与55重量份预聚物反应以形成用于评估的样品。使100重量份表2中工作实例2的调配物与44重量份预聚物反应以形成用于评估的样品。使100重量份表2中工作实例3的调配物与33重量份预聚物反应以形成用于评估的样品。使100重量份表2中比较实例a的调配物与20重量份预聚物反应以形成用于评估的样品。参考下文表3，评估如上文所制备的样品的肖氏a级硬度、密度(g/l)、玻璃化转变温度(tg)以及tanδ峰值。表3参考图1，配方1描绘工作实例1的tanδ图形，配方2描绘工作实例2的tanδ图形，配方3描绘工作实例3的tanδ图形，并且比较性配方描绘比较实例a的tanδ图形。显示在具有/不具有填充剂的情况下，单层pu解决方案提供比比较实例a更好的性能。举例来说，工作实例1、2和3在不同密度和填充剂水平下通过保持高tanδ值和将玻璃化转变温度保持在车厢内侧常见工作温度范围内来展现高衰减特性。举例来说，工作实例1、2和3在内部车厢的常见温度范围(如-10℃到35℃的冬季和夏季温度)内展现高衰减特性。当前第1页12