专利名称：一种轮辐降噪阻尼聚合物材料及其制备方法
技术领域：
本发明属于高分子聚合物，尤其是聚合物阻尼材料制造领域。
背景技术：
聚合物阻尼材料(互穿聚合物网络阻尼材料)是一种关于减弱振动、降低噪音的功能材料。通过IPN技术合成的阻尼材料称为阻尼IPN材料。其阻尼性能主要取决于各组分的玻璃化转变行为及组分之间的相互作用和相互影响，其集中反映于组分间的相容性。正是由于各组分处于半相容状态，使得体系的玻璃化转变温度(Tg)范围得以拓宽。由于IPN中网络间的相互贯穿作用，限制了相畴尺寸并能促进多相结构的生成，IPN中的相区尺寸很小，只有lO-lOOnm，从而可以更好地控制高聚物的最终形态及微相稳定性，并能将Tg转变区拓宽至二种高聚物的Tg转变区之间。目前对多嵌段聚氨酯已有很多研究，但人们更多的是侧重于它的热塑性弹性体性能，因此这些聚氨酯不显示储热性能。至今对阻尼IPN聚合物主要集中在研制阶段，着眼实际应用的IPN聚合物并不多，且其阻尼损耗因子tan δ ( Z 0. 5)较小，阻尼温域较窄(Z 80°C )，研制性能优异环保低毒的阻尼IPN材料，用于解决工业生产中所出现的问题显得尤为重要。
发明内容
鉴于现有技术的缺点，本发明的目的提供一种产品阻尼性能好，生产过程环保低毒的轮辐降噪阻尼聚合物材料之制备方法。本发明的目的还在于获得一种轮辐降噪阻尼聚合物材料，使其广泛应用于国产高速列车上，实现车轮低噪声化。本发明的目的是通过如下手段实现的一种轮辐降噪阻尼聚合物材料制备方法，采用如下步骤完成目的物的制备1)选用混合有15%-20%分子量由600到2Χ IO4软段乙二醇的高分子量聚乙二醇PEG,将其在100-120°C下真空脱水3- 后加入到二甲基甲酰胺DMF中，搅拌溶解后，加入计量二苯基甲烷二异氰酸酯| 1，在N2保护下，于60-70°C反应2. 5h，生成NCOPEG预聚物；2)按1)所得NCOPEG预聚物的NCO值加入计量丁二醇BD0，扩链反应2- 后，在高速搅拌下滴加丙烯酸脂类单体(含溶解的0. 9%的引发剂)，反应温度控制在70-80°C，单体滴加在1. 5h-2.证内完成；3)按所加丙烯酸脂类单体总量的0. 05%补加引发剂，加完后升温3_5°C，保温反应2.釙；4)倒入模具中，于80°C真空干燥箱中保持48h，即得目标PU/PA聚合物；上述过程中主要物料用量质量比为BDO MDI PEG 丙烯酸酯类单体DMF =1:2-3: 2-3.5 4-5.3 6-7 的 PU/PA 聚合物。采用本发明的工艺方法，由于MDI比TDI的饱和蒸汽压高，不易挥发，其毒性只是TDI的1/1500，因此是国际上公认的低毒性物质；其甲基丙烯酸酯乳液主要为丙烯酸酯和胺类扩链剂，均为有机挥发物(VOC)含量极低的安全物质。采用本发明方法获得的轮辐降噪阻尼聚合物材料是一种新型环保阻尼材料。具有良好的阻尼性能，其tan δ (损耗因子)30°C时损耗因子最高，最大值tanSmax = 0. 723 ；在50 60°C之间最低，最小值为tan Smin = 0. 537 ；温域范围为-4065°C。
如下图1为本发明的工艺流程图。
具体实施例方式下面结合实施例对本发明作进一步说明。需要说明的是，采用混合有15% -20%分子量由600到2X IO4软段乙二醇的高分子量聚乙二醇PEG，在本发明中具有良好的效果。不失一般性，在以下的实施例中的选用混合软段分子-高分子量聚乙二醇PEG(分子量由600到2X IO4) 18wt%，在所述软段分子量区间，采用7个类别分子量区间(即分子量分别在 600，1500，3000，7000，12000，15000，20000 的 PEG)，各区间的用料比为600 1 500 3000 7000 1 2000 1 5000 20000 =3·4·2·3·2· 1.5 · Io实施例1采用两步法溶液聚合制备PU/PA(聚氨酯/聚丙烯酸酯类)样品。将在100°C下真空脱水3. 5h的PEG(高分子量聚乙二醇，25g)加入到适量DMF(二甲基甲酰胺，60ml)中，搅拌溶解后，加入计量MDI ( 二苯基甲烷二异氰酸酯，23克)，在N2保护下，于60°C反应2. 5h，生成NCOPEG预聚物。2. 5h时取样1 2g于锥形瓶中用二正丁胺法测NCO值.按所测得的NCO值加入计量BDO (丁二醇，8克)，扩链反应池后，高速搅拌滴加丙烯酸脂类单体(含溶解的0. 9 %的引发剂AIBN，共计42克)，反应温度控制在70°C，单体滴加在
1.5h内完成。补加引发剂AIBN(丙烯酸脂类单体总量的0. 05% )，加完后升温3°C，保温反应2. ，制得聚合物配料成分质量比为BDO MDI PEG 丙烯酸酯类单体DMF =1 2.86 3.16 5.25 7的PU/PA轮辐降噪阻尼聚合物145克。倒入模具中，于80°C真空干燥箱中保持4 后使用。实施例2.采用两步法溶液聚合制备PU/PA(聚氨酯/聚丙烯酸酯类)样品。将在110°C下真空脱水4h的PEG (高分子量聚乙二醇，32. 5g)加入到适量DMF (二甲基甲酰胺，80ml)中，搅拌溶解后，加入计量MDI ( 二苯基甲烷二异氰酸酯，四.5克)，在队保护下，于65°C反应
2. ，生成NCOPEG预聚物。2. 时取样1 2g于锥形瓶中用二正丁胺法测NCO值。按所测得的NCO值加入计量BDO (丁二醇，11. 5克)，扩链反应2. 5h后，高速搅拌滴加丙烯酸脂类单体(含溶解的0. 9%的引发剂AIBN，共计51克)，反应温度控制在75 °C，单体滴加在池内完成。补加引发剂AIBN(丙烯酸脂类单体总量的0. 05% )，加完后升温4°C，保温反应2. ，制得聚合物配料成分质量比为BDO MDI PEG 丙烯酸酯类单体DMF =1 2.56 2.83 4.3 6. 57的PU/PA轮辐降噪阻尼聚合物195克。倒入模具中，于80°C真空干燥箱中保持4 后使用。实施例3.采用两步法溶液聚合制备PU/PA(聚氨酯/聚丙烯酸酯类)样品。将在120°C下真
4空脱水高分子量聚乙二醇，40g)加入到适量DMF(二甲基甲酰胺，100ml)中，搅拌溶解后，加入计量MDI ( 二苯基甲烷二异氰酸酯，36克)，在N2保护下，于70°C反应2. 5h，生成NCOPEG预聚物。2. 5h时取样1 2g于锥形瓶中用二正丁胺法测NCO值.按所测得的NCO值加入计量BDO (丁二醇，15克)，扩链反应池后，高速搅拌滴加丙烯酸脂类单体(含溶解的0. 9 %的引发剂AIBN,共计60克)，反应温度控制在80 °C，单体滴加在2. 5h内完成。补加弓|发剂AIBN(丙烯酸脂类单体总量的0. 05% )，加完后升温5°C，保温反应2. 5h，制得聚合物配料成分质量比为BDO MDI PEG 丙烯酸酯类单体DMF = 1 2. 4 2. 67 4 6. 3的PU/PA轮辐降噪阻尼聚合物240克。倒入模具中，于80°C真空干燥箱中保持4 后使用。在以上实施例中，除特别说明的外，所用各化学试剂均为化学纯。实验表明，在本发明的工艺条件下，聚合物原料成分质量比为BDO MDI PEG 丙烯酸酯类单体DMF=I 2.86 3. 16 5.25 7的范围内都能制得性能良好的PU/PA轮辐降噪阻尼聚合物，成为具有网络互穿形式的储热性能的高聚物阻尼涂料。
权利要求
1.一种轮辐降噪阻尼聚合物材料制备方法，采用如下步骤完成目的物的制备1)选用混合有15% -20 %分子量由600到2 X IO4软段乙二醇的高分子量聚乙二醇PEG,将其在100-120°C下真空脱水3- 后加入到二甲基甲酰胺DMF中，搅拌溶解后，加入计量二苯基甲烷二异氰酸酯| 1，在N2保护下，于60-70°C反应2. 5h，生成NCOPEG预聚物；2)按1)所得NCOPEG预聚物的NCO值加入计量丁二醇BD0，扩链反应2- 后，在高速搅拌下滴加丙烯酸脂类单体(含溶解的0. 9 %的引发剂)，反应温度控制在70-80 V，单体滴加在1. 5h-2. 5h内完成;3)按所加丙烯酸脂类单体总量的0.05%补加引发剂，加完后升温3-5°C，保温反应2. 5h ；4)倒入模具中，于80°C真空干燥箱中保持48h，即得目标PU/PA聚合物；上述过程中主要物料用量质量比为BDO MDI PEG 丙烯酸酯类单体DMF =1:2-3: 2-3.5 4-5.3 6-7 的 PU/PA 聚合物。
2.根据权利要求1所述之一种轮辐降噪阻尼聚合物材料制备方法，其特征在于，所述NCO值采用二正丁胺法测得。
3.根据权利要求1所述之一种轮辐降噪阻尼聚合物材料制备方法，其特征在于，所述引发剂为偶氮二异丁腈AIBN。
4.一种轮辐降噪阻尼聚合物材料，其特征在于，采用以上权利要求1或2或3之方法制得。
全文摘要
本发明公开了一种轮辐降噪阻尼聚合物材料及其制备方法，采用如下步骤将PEG加入到适量DMF中，搅拌溶解后，加入计量MDI，在N2保护下，生成NCOPEG预聚物。按NCO测定值加入计量BDO，扩链反应2h后高速搅拌滴加丙烯酸脂类单体(含溶解的0.9％的引发剂)。补加引发剂，加完后升温3℃，保温反应2.5h，制得聚合物原料成分质量比为BDO∶MDI∶PEG∶丙烯酸酯类单体∶DMF＝1∶2.86∶3.16∶5.25∶7的PU/PA轮辐降噪阻尼聚合物，倒入模具中，于80℃真空干燥箱中保持48h后得产物。本发明方法环保低毒，无论是固化前还是固化后，都不含有有害物质产品，具有良好的阻尼性能。其tanδ在30℃时损耗因子最高，最大值tanδmax＝0.723；在50～60℃之间最低，最小值为tanδmin＝0.537；温域范围为-40℃～65℃。
文档编号C08G18/76GK102558836SQ201110453069
公开日2012年7月11日 申请日期2011年12月30日 优先权日2011年12月30日
发明者刘美菊, 宋国晶, 易锦, 胥永刚, 陈博, 陈晓刚 申请人:西南交通大学