CN104177818A - 隔振器用低内耗、耐介质聚氨酯弹性体材料的制备方法 - Google Patents

Abstract

一种隔振器用低内耗、耐介质聚氨酯弹性体材料的制备方法，该制备方法包含制备聚氨酯生胶、制备混合胶料、制备聚氨酯弹性体材料三个步骤，聚氨酯生胶含聚醚多元醇或聚酯多元醇、芳香族有机二异氰酸酯和甘油α-烯丙基醚，混合胶料含补强填料、硫化剂和促进剂，将制备出的混合胶料经出片、剪裁后放入金属模具中并在热压成型机上进行加热、加压硫化成型，加热温度控制在130~150℃，加压压力控制在8~12MPa，硫化成型时间控制在25~50min后即可制备出聚氨酯弹性体材料，消除了由于分子链不对称而导致的内耗增大因素，改善和提高了聚氨酯弹性体材料的耐介质性能。

Description

隔振器用低内耗、耐介质聚氨酯弹性体材料的制备方法

技术领域

本发明属于材料制备技术领域，尤其是一种隔振器用低内耗、耐介质聚氨酯弹性体材料的制备方法。

背景技术

橡胶隔振器是应用最广泛的一类隔振器，具有结构紧凑、工艺性好、成本低等优点，可以根据承载设备的结构要求，硫化成任意的几何形状。一般为适应应用环境，多采用耐油性能优异的丁腈橡胶、天然橡胶。但随着橡胶隔振器使用时间的延长，将出现材料老化、性能劣化等现象，导致橡胶隔振器的使用寿命较短，仅为7~10年就出现各种形式的失效。

此外，由于橡胶隔振器的贮存老化现象十分严重，进一步缩短了其使用寿命，甚至一些橡胶隔振器在安装之前就已经失效，橡胶隔振器一旦失效必须进行及时维护和更换，否则将直接影响设备的安全性，而且更换时存在难度大、费用高、机动性差等问题。

也有采用以TDI和MDI作为反应原料，合成了浇注型聚氨酯弹性体材料并制造了聚氨酯隔振器，浇注型聚氨酯隔振器比橡胶隔振器承载能力大，承载范围宽，动静刚度比值小且减振效果好，但是浇注型聚氨酯弹性体材料的内耗较大，生热严重，导致其耐老化性能不足，严重影响了浇注型聚氨酯隔振器的性能，使其应用得到一定限制。

发明内容

针对以上存在问题，本发明提供了一种隔振器用低内耗、耐介质聚氨酯弹性体材料的制备方法，该方法制备出了一种力学性能优异、内耗低、耐介质的隔振器用聚氨酯弹性体材料，而且该聚氨酯弹性体材料的成型工艺简单，能够显著改善隔振器的各项性能。

为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：

一种隔振器用低内耗、耐介质聚氨酯弹性体材料的制备方法，该制备方法包含制备聚氨酯生胶、制备混合胶料、制备聚氨酯弹性体材料三个步骤，在制备聚氨酯生胶中使用到真空烘箱和三口烧瓶，在制备混合胶料中使用到开炼机，在制备聚氨酯弹性体材料中使用到金属模具和热压成型机，具体步骤如下：

制备聚氨酯生胶：先对分子量为1000~3000的聚醚多元醇或聚酯多元醇进行脱水预处理，之后在100~120℃真空烘箱中进行真空脱水2h以上，真空脱水后将100重量份的聚醚多元醇或是100重量份的聚酯多元醇置于75~115℃油浴的三口烧瓶中，对所述三口烧瓶通入纯度为99.9%的氮气并在100~300rad/min的转速下搅拌，搅拌过程中加入10~33重量份的芳香族有机二异氰酸酯并增大搅拌速度至500~1000rad/min并使两者混合反应均匀，待所述混合反应至30~50min后再加入2~6.5重量分的甘油α-烯丙基醚并继续反应20~30min将其倒出，放置于100~120℃的烘箱中加热6h以上即可制备出聚氨酯生胶；

制备混合胶料：在100重量份的聚氨酯生胶中加入20~50重量份的补强填料、2~5重量份的硫化剂和5~10重量份的促进剂并在开炼机上进行混炼均匀即可制备出混合胶料；

上述补强填料或是补强炭黑，或是半补强炭黑，或是气相白炭黑；

上述硫化剂是粉末硫磺；

上述促进剂或是促进剂D，或是促进剂M；

制备聚氨酯弹性体材料：将制备出的混合胶料经出片、剪裁后放入金属模具中并在热压成型机上进行加热、加压硫化成型，加热温度控制在130~150℃，加压压力控制在8~12MPa，硫化成型时间控制在25~50min后即可制备出聚氨酯弹性体材料。

上述聚醚多元醇或是聚四氢呋喃醚，或是聚氧化丙烯多元醇。

上述聚酯多元醇或是聚碳酸酯多元醇，或是聚己内酯多元醇。

上述芳香族有机二异氰酸酯是1，5-萘二异氰酸酯。

通过以上技术方案，可达到以下技术效果：

1、该聚氨酯弹性体材料的力学性能、耐水、耐油性能优异，且阻尼tanδ<0.2内耗小，适用于隔振器主体材料。

2、制备方法简单可行，能够满足实际工程应用对材料性能的要求。

附图说明

    图1 是本发明聚氨酯弹性体材料的损耗因子与振动频率的关系示意简图。

具体实施方式

下表实施例1-3是制备聚氨酯生胶的配方量。

将聚四氢呋喃醚PTMG在120℃下抽真空脱水2h后，按上表配方量将聚四氢呋喃醚并在氮气保护下置于100℃油浴中的三口烧瓶中，200rad/min的转速下加入1，5-萘二异氰酸酯NDI，增大搅拌速度至1000rad/min，使NDI在PTMG中混合均匀并进行反应，混合反应30min后再加入甘油α-烯丙基醚作为扩链剂，继续反应20min后将产物倒出并置于120℃的烘箱中处理6h后得到聚氨酯合成生胶。

下表实施例4-6是制备混合胶料的配方量。

    促进剂D或促进剂M均为商品名。在开炼机上混炼均匀后并经出片、剪裁后装入金属模具中并在热压成型机上进行加热、加压硫化成型，加热温度控制在135℃，加压压力控制在10MPa，硫化成型时间控制在40min，制备出聚氨酯弹性体材料。

本发明的聚氨酯弹性体材料其力学性能和耐介质性能见下表。

从图1中可以看出：本发明制备的聚氨酯弹性体材料其损耗因子在10~300Hz的频率范围内，其损耗因子tanδ<0.2，说明聚氨酯弹性体材料的内部能量耗散较小，内耗较低，因而生热较小，材料耐老化和动态疲劳性能将大大改善，适合作为隔振器的材料，一方面所选用的芳香族有机二异氰酸酯是结构规整的1，5-萘二异氰酸酯，消除了由于分子链不对称而导致的内耗增大的因素；另一方面采用本发明所制备方法，可以有效控制聚氨酯生胶的制备过程，减少副反应发生，从而确保分子链的规整性和较高分子量，不仅使聚氨酯弹性体材料内耗较低，同时也改善和提高了聚氨酯弹性体材料的耐介质性能。

Claims (4)

1.一种隔振器用低内耗、耐介质聚氨酯弹性体材料的制备方法，该制备方法包含制备聚氨酯生胶、制备混合胶料、制备聚氨酯弹性体材料三个步骤，在制备聚氨酯生胶中使用到真空烘箱和三口烧瓶，在制备混合胶料中使用到开炼机，在制备聚氨酯弹性体材料中使用到金属模具和热压成型机，其特征是：

制备聚氨酯生胶：先对分子量为1000~3000的聚醚多元醇或聚酯多元醇进行脱水预处理，之后在100~120℃真空烘箱中进行真空脱水2h以上，真空脱水后将100重量份的聚醚多元醇或是100重量份的聚酯多元醇置于75~115℃油浴的三口烧瓶中，对所述三口烧瓶通入纯度为99.9%的氮气并在100~300rad/min的转速下搅拌，搅拌过程中加入10~33重量份的芳香族有机二异氰酸酯并增大搅拌速度至500~1000rad/min并使两者混合反应均匀，待所述混合反应至30~50min后再加入2~6.5重量分的甘油α-烯丙基醚并继续反应20~30min将其倒出，放置于100~120℃的烘箱中加热6h以上即可制备出聚氨酯生胶；

制备混合胶料：在100重量份的聚氨酯生胶中加入20~50重量份的补强填料、2~5重量份的硫化剂和5~10重量份的促进剂并在开炼机上进行混炼均匀即可制备出混合胶料；

上述补强填料或是补强炭黑，或是半补强炭黑，或是气相白炭黑；

上述硫化剂是粉末硫磺；

上述促进剂或是促进剂D，或是促进剂M；

制备聚氨酯弹性体材料：将制备出的混合胶料经出片、剪裁后放入金属模具中并在热压成型机上进行加热、加压硫化成型，加热温度控制在130~150℃，加压压力控制在8~12MPa，硫化成型时间控制在25~50min后即可制备出聚氨酯弹性体材料。

2.一种隔振器用低内耗、耐介质聚氨酯弹性体材料的制备方法，其特征是：聚醚多元醇或是聚四氢呋喃醚，或是聚氧化丙烯多元醇。

3.一种隔振器用低内耗、耐介质聚氨酯弹性体材料的制备方法，其特征是：聚酯多元醇或是聚碳酸酯多元醇，或是聚己内酯多元醇。

4.一种隔振器用低内耗、耐介质聚氨酯弹性体材料的制备方法，其特征是：芳香族有机二异氰酸酯是1，5-萘二异氰酸酯。