专利名称：梯次化互穿聚合物网络阻尼材料的制备工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种宽温域、高阻尼梯次化互穿聚合物网络阻尼材料的制备工艺。
背景技术：
阻尼材料是指在经受振动变形的过程中能够损耗能量的一类材料。它可以在 不改变设备原有设计和结构的情况下，进行有效减振、降噪，尤其对宽频带随 机振动和噪声的控制具有特殊效果，特别适用于以框架为主的减振降噪处理。高性能阻尼材料要求材料的有效阻尼温域(阻尼因子tan<5>0.3的温域)为 60°C 80°C。为达到有效的减振降噪效果，须同时从两方面入手， 一方面从材料 设计的角度，拓宽材料的有效阻尼温域。目前研究热点也是较为有效的是互穿 聚合物网络基复合阻尼材料及智能型阻尼材料的研制。然而高阻尼性能的互穿 聚合物网络基质是其中的关键环节，目前还没有自身在室温区具14(TC以上的宽 有效阻尼温域的、并且能通过室温固化、同步互穿的一步法制备的互穿聚合物 网络材料，这种材料的研制对聚合物基复合材料及智能型阻尼材料的发展以及 实现工业化意义很大。另一方面从结构设计的角度，在已有材料的基础上进--步增大其耗能效果，即提高阻尼因子值。从结构设计的角度，目前梯度互穿聚 合物网络材料是较为有效的提高阻尼因子值的手段。梯度互穿聚合物网络材料 制备时，先是一种单体对另一种高聚物网络的溶胀，此过程不发生聚合反应， 然后再加热到一定的温度进行聚合。梯度互穿聚合物网络不适于室温固化互穿 聚合物网络体系，因为对于室温固化互穿聚合物网络体系，第二种单体对第一 种高聚物网络的溶胀和自身的聚合是不能分开的，第二单体在渗透过程中也同 时聚合，形成梯度的区域会较小且会受第二组分聚合速度的影响。因此这种制 备梯度互穿聚合物网络的方法很难实现工业化。
发明内容
本发明的目的是提供一种宽温域、高阻尼梯次化互穿聚合物网络阻尼材料 的制备方法。上述的目的通过以下的技术方案实现-一种梯次化互穿聚合物网络阻尼材料的制备工艺，首先，将乙酸酐或乙酰 氯按乙酰基与乙烯基酯树脂中环氧丙烯酸酯羟基的摩尔比为1: 1的比例滴加到环氧丙烯酸酯中，反应温度为室温 50'C，反应时间为0.75 4小时，制 备封羟基环氧丙烯酸酯，并将其与甲基丙烯酸丁酯按质量比为2: l混合制备改 性乙烯基酯树脂；然后，将聚氨酯和改性乙烯基酯树脂通过同步互穿工艺室温 固化制备单层聚氨酯/改性乙烯基酯树脂互穿聚合物网络阻尼材料，在两层时间 间隔为5 7小时时分别注模，制备组成比为5: 5~8: 2的2~4层梯次化聚氨酯/ 改性乙烯基酯树脂互穿聚合物网络阻尼材料。上述的梯次化互穿聚合物网络阻尼材料的制备工艺，所述的乙酸酐按乙酰基 与乙烯基酯树脂中环氧丙烯酸酯羟基的摩尔比为1: 1的比例滴加到环氧丙烯酸 酯中，反应温度为5(TC，反应时间为0.75小时。上述的梯次化互穿聚合物网络阻尼材料的制备工艺，所述的乙酰氯按乙酰基与乙烯基酯树脂中环氧丙烯酸酯羟基的摩尔比为1.1: 1的比例滴加到环氧丙烯酸酯中，反应温度为35'C，反应时间为4小时。 这个技术方案有以下有益效果1. 本发明制备工艺中，聚氨酯和改性乙烯基酯树脂两网络间不存在化学交联 结构，进一步拓宽了互穿聚合物网络材料的有效阻尼温域。2. 本发明的制备工艺可称之为梯次化工艺，其可以进一步拓宽互穿聚合物网 络材料的有效阻尼温域、增大互穿聚合物网络材料的耗能作用。制备的梯次化 互穿聚合物网络阻尼材料阻尼因子大于0.3的有效阻尼温域为-52~>901:，最大 阻尼值可达1.148，符合高性能阻尼材料的要求。3. 利用本发明工艺制备的梯次化互穿聚合物网络阻尼材料在室温区域具有 较高的阻尼因子值，适用于室温范围使用的实际要求。4. 本发明工艺采用室温固化的同步互穿工艺和梯次化涂层工艺，操作方便、成本低、有利于工业生产。 本发明的
具体实施例方式实施例1:一种梯次化互穿聚合物网络阻尼材料的制备工艺，它经过下列步骤完成-首先，将乙酸酐按乙酰基与乙烯基酯树脂中环氧丙烯酸酯羟基的摩尔比为1: 1的比例滴加到环氧丙烯酸酯中，反应温度为5(TC,反应时间为0.75小时，制备 封羟基环氧丙烯酸酯，并将其与甲基丙烯酸丁酯按质量比为2: l混合制备改性 乙烯基酯树脂；然后，将聚氨酯和改性乙烯基酯树脂通过同步互穿工艺室温固 化制备单层聚氨酯/改性乙烯基酯树脂互穿聚合物网络阻尼材料，在两层时间间 隔为5小时时分别注模，制备成层数为3层，各层的组成比为6: 4、 7: 3、 8: 2的梯次化聚氨酯/改性乙烯基酯树脂互穿聚合物网络阻尼材料。 实施例2:一种梯次化互穿聚合物网络阻尼材料的制备工艺，它经过下列步骤完成 首先，将乙酰氯按乙酰基与乙烯基酯树脂中环氧丙烯酸酯羟基的摩尔比为1.1-1的比例滴加到环氧丙烯酸酯中，反应温度为35'C，反应时间为4小时，制备 封羟基，并将其与甲基丙烯酸丁酯按质量比为2: 1混合制备改性乙烯基酯树脂;然后，将聚氨酯和改性乙烯基酯树脂通过同步互穿工艺室温固化制备单层聚氨酯/改性乙烯基酯树脂互穿聚合物网络阻尼材料，在两层时间间隔为5小时时分别注模，制备成层数为3层，各层的组成比为6: 4、 7: 3、 8: 2的梯次化聚氨酯/改性乙烯基酯树脂互穿聚合物网络阻尼材料。实施例3:一种梯次化互穿聚合物网络阻尼材料的制备工艺，它经过下列步骤完成 首先，将乙酸酑或乙酰氯按乙酰基与乙烯基酯树脂中环氧丙烯酸酯羟基的摩尔比为l: l或l.l: 1的比例滴加到环氧丙烯酸酯中，反应温度为5(TC或35"C， 反应时间为0.75小时或4小时，制备封羟基环氧丙烯酸酯并将其与甲基丙烯酸 丁酯按质量比为2: 1混合制备改性乙烯基酯树脂；然后，将聚氨酯和改性乙烯 基酯树脂通过同步互穿工艺室温固化制备单层梯次化聚氨酯/改性乙烯基酯树脂 互穿聚合物网络阻尼材料，在两层时间间隔为7小时时分别注模，制备成层数 为3层、各层组成比为6: 4、 7: 3、 8: 2的梯次化聚氨酯/改性乙烯基酯树脂互穿聚合物网络阻尼材料。实施例4:一种梯次化互穿聚合物网络阻尼材料的制备工艺，它经过下列步骤完成-首先，将乙酸酐或乙酰氯按乙酰基与乙烯基酯树脂中环氧丙烯酸酯羟基的摩尔比为l: l或l.l: 1的比例滴加到环氧丙烯酸酯中，反应温度为5(TC或35-C反应时间为0.75小时或4小时，制备封羟基环氧丙烯酸酯，并将其与甲基丙烯 酸丁酯按质量比为2: 1混合制备改性乙烯基酯树脂；然后，将聚氨酯和改性乙烯基酯树脂通过同步互穿工艺室温固化制备单层梯次化聚氨酯/改性乙烯基酯树脂互穿聚合物网络阻尼材料，在两层时间间隔为7小时时分别注模，制备成层 数为4层，各层组成比为5: 5、 6: 4、 7: 3、 8: 2的梯次化聚氨酯/改性乙烯基 酯树脂互穿聚合物网络阻尼材料。 实施例5:一种梯次化互穿聚合物网络阻尼材料的制备工艺，它经过下列步骤完成 首先，将乙酸酐或乙酰氯按乙酰基与乙烯基酯树脂中环氧丙烯酸酯羟基的摩尔 比为l: l或l.l: 1的比例滴加到环氧丙烯酸酯中，反应温度为5(TC或35'C， 反应时间为0.75小时或4小时，制备封羟基环氧丙烯酸酯，并将其与甲基丙烯酸丁酯按质量比为2: 1混合制备改性乙烯基酯树脂；然后，将聚氨酯和改性乙 烯基酯树脂通过同步互穿工艺室温固化制备单层梯次化聚氨酯/改性乙烯基酯树脂互穿聚合物网络阻尼材料，在两层时间间隔为7小时时分别注模，制备成层 数为2层，各层组成比分别为6: 4、 7: 3的梯次化聚氨酯/改性乙烯基酯树脂互穿聚合物网络阻尼材料。实施例6:一种梯次化互穿聚合物网络阻尼材料的制备工艺，它经过下列步骤完成 首先，将乙酸酐或乙酰氯按乙酰基与乙烯基酯树脂中环氧丙烯酸酯羟基的摩尔 比为l: l或l.l: 1的比例滴加到环氧丙烯酸酯中，反应温度为50'C或35-C， 反应时间为0.75小时或4小时，制备封羟基环氧丙烯酸酯，并将其与甲基丙烯 酸丁酯按质量比为2: 1混合制备改性乙烯基酯树脂；然后，将聚氨酯和改性乙烯基酯树脂通过同步互穿工艺室温固化制备单层梯次化聚氨酯/改性乙烯基酯树脂互穿聚合物网络阻尼材料，在两层时间间隔为7小时时分别注模，制备成层 数为2层，各层组成比分别为5: 5、 6: 4的梯次化聚氨酯/改性乙烯基酯树脂互 穿聚合物网络阻尼材料。 实施例7:一种梯次化互穿聚合物网络阻尼材料的制备工艺，第一步用乙酰基封闭乙 烯基酯树脂互穿聚合物(VER)中环氧丙烯酸酯(AAEP)的仲羟基，使下一步制备的聚氨酯(PU)和改性乙烯基酯树脂互穿聚合物(VER)两网络间不存在化学交联，防止由于网络间化学交联引起的有效阻尼温域变窄，并且将封羟 基的AAEP与具有极性较长酯基、适宜的溶度参数、适宜的玻璃化转变温度rg 的甲基丙烯酸丁酯(聚甲基丙烯酸丁酯的7g位于PU和VER中环氧丙烯酸酯的 rg之间，可有效搭接它们的Tg形成宽广的阻尼平台)混合制备改性VER，有利 于拓宽IPN的阻尼温域，提高阻尼因子值；第二步将低温具有优异阻尼性能的 PU和高温阻尼性能较好的改性VER采用同步互穿的一步法室温制备PU/改性 VERIPN材料，有利于工业规模的高性能阻尼材料的制备；进一步将具不同阻 尼温域的单层IPN组分制成多层的梯次化涂层，透射电镜显示梯次化涂层1PN 材料的梯度区域具有更加精细、均匀的双相连续的微观结构；扫描电镜一能谱 测试结果显示，层界面间由于组分间的相互渗透，形成局部梯度IPN，而且各 层又具不同的阻尼温域，从材料设计的整体思想来看，也可显著地拓宽阻尼温 域；同时振动或变形时梯次化IPN因子不同的阻尼层将会产生不同的应变(相 对应变)，可产生附加耗能，增加了阻尼值。
权利要求
1. 一种梯次化互穿聚合物网络阻尼材料的制备工艺，其特征是首先，将乙酸酐或乙酰氯按乙酰基与乙烯基酯树脂中环氧丙烯酸酯羟基以摩尔比为1∶1～1.1∶1的比例滴加到环氧丙烯酸酯中，反应温度为室温～50℃，反应时间为0.75～4小时，制备封羟基环氧丙烯酸酯，并将其与甲基丙烯酸丁酯按质量比为2∶1混合制备改性乙烯基酯树脂；然后，将聚氨酯和改性乙烯基酯树脂通过同步互穿工艺室温固化制备单层聚氨酯/改性乙烯基酯树脂互穿聚合物网络阻尼材料，在两层时间间隔为5～7小时时分别注模，制备组成比为5∶5～8∶2的2～4层梯次化聚氨酯/改性乙烯基酯树脂互穿聚合物网络阻尼材料。
全文摘要
梯次化互穿聚合物网络阻尼材料的制备工艺，制备宽温域、高阻尼互穿聚合物网络阻尼材料，用于减振降噪领域，本发明，首先，将乙酸酐或乙酰氯按乙酰基与乙烯基酯树脂中环氧丙烯酸酯羟基的摩尔比为1∶1～1.1∶1的比例滴加到环氧丙烯酸酯中，反应温度为室温～50℃，反应时间为0.75～4小时，制备封羟基环氧丙烯酸酯，并将其与甲基丙烯酸丁酯按质量比为2∶1混合制备改性乙烯基酯树脂；然后，将聚氨酯和改性乙烯基酯树脂通过同步互穿工艺室温固化制备单层聚氨酯/改性乙烯基酯树脂互穿聚合物网络阻尼材料，在两层时间间隔为5～7小时时分别注模，制备组成比为5∶5～8∶2的2～4层梯次化聚氨酯/改性乙烯基酯树脂互穿聚合物网络阻尼材料。
文档编号C08G81/02GK101240071SQ20071007175
公开日2008年8月13日 申请日期2007年2月8日 优先权日2007年2月8日
发明者姜海健, 白续铎, 秦川丽, 强 谭 申请人:黑龙江大学