一种聚氨酯酰亚胺基多功能复合阻尼材料及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种聚氨酯酰亚胺基多功能复合阻尼材料及其制备方法，属于高分子材料领域。
【背景技术】
[0002]阻尼减振降噪技术是有效控制振动和结构噪声的方法之一，目前越来越成为工业发达国家的一个热门研宄课题。阻尼材料是一种能吸收振动机械能并将它转化为热能、电能、磁能或其他形式的能量而损耗掉的一种功能材料。聚合物材料因其粘弹性而具有较好的阻尼减振效果，其阻尼材料已广泛应用于许多领域，包括卫星、飞机、舰船、汽车工业中等。
[0003]聚氨酯(PU)是在大分子主链上含有氨基甲酸酯基团(-NHCOO-)或脲基团(-NHCOONH-)结构单元的聚合物总称。聚氨酯作为阻尼材料的优势在于可以通过调节软硬段的比例而获得宽温域、高性能的阻尼材料。并且，为了提高聚氨酯阻尼材料的耐温性还发展了聚氨酯酰亚胺(Pulythane-1mide，简称PUI)阻尼材料。ΡΠ是PU和聚酰亚胺(PI)相互渗透、交叉发展而形成的一种新型聚合物材料。ΡΠ的结构特点是其分子链上既含有的软、硬段结构又含有PI的酰亚胺结构，也就是说，ΡΠ材料既保持了聚氨酯的软、硬段结构这种主体结构，但在其硬链段或/和软链段中包含聚酰亚胺链段，因此ΡΠ材料既基本保留了聚氨酯的优良性能，又吸收了聚酰亚胺的高阻燃和耐高温等特性。
[0004]另外，随着现代工业的不断发展，对阻尼材料的需求也日益增加，采用新方法、基于新概念研制新型阻尼材料已成为当前这方面研宄的一大热点，其中，多功能复合阻尼材料是一个重要的发展方向。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是提供一种聚氨酯酰亚胺基多功能复合阻尼材料及其制备方法，本发明制备方法简单，阻尼性能好。
[0006]本发明提供的聚氨酯酰亚胺基多功能复合阻尼材料的制备方法，包括如下步骤:I)将二元醇、均苯四酸二酐、催化剂和填料混合，得到混合物；然后向所述混合物中依次加入二异腈酸酯和扩链剂混合，得到热塑性聚氨酯酰亚胺复合料；
[0007]2)将热塑性聚氨酯酰亚胺复合料熟化，然后压制成片材；
[0008]3)对所述片材辐照，即得到所述聚氨酯酰亚胺基多功能复合阻尼材料。
[0009]上述的方法，所述二元醇可为聚碳酸酯二醇、聚醚二醇、聚酯二醇；
[0010]所述催化剂可为辛酸亚锡、二丁基锡二月桂酸酯；
[0011]所述填料可为碳化硼、S12气凝胶、芳纶短纤维和四溴醚中至少一种；
[0012]所述二异氰酸酯可为4，4’ - 二环己基甲烷_4，4，-二异氰酸酯(简称HMDI)或4，4’- 二苯基甲烷-4，4，- 二异氰酸酯(简称MDI)；
[0013]所述扩链剂可为1，4-丁二醇、乙二醇、丙二醇、一缩二乙二醇。
[0014]上述的方法，所述二元醇、所述均苯四酸二酐、催化剂和填料的质量比可为100:10 ?25:0.2 ?2.0:55.8 ?178，具体可为 100:16:0.5:112 ；
[0015]所述二元醇、所述二异氰酸酯和所述扩链剂的质量比可为100:23?47:1.0?5.0，具体可为 100:36:3.3。
[0016]上述的方法，步骤I)中，加入所述二异氰酸酯和所述扩链剂搅拌混合至粘度增加时，即可停止搅拌。
[0017]上述的方法，步骤2)中在所述压制成片材之前还包括脱气泡的步骤；
[0018]所述脱气泡采用真空烘箱进行抽真空脱气，所述脱气泡的温度可为80?130°C，具体可为80°C。
[0019]本发明中压制成所述片材采用模压成型方法。
[0020]上述的方法，步骤2)中，所述熟化的温度可为60?130°C，具体可为80 °C ;
[0021]所述熟化的时间可为3?10h，具体可为8h。
[0022]上述的方法，所述片材的厚度可为2mm?20mm，具体可为4mm。
[0023]上述的方法，步骤3)中，所述辐照采用Y射线照射，具体采用6tlCo的γ射线照射；
[0024]所述辐照的吸收剂量可为40?320kGy，具体可为40kGy、80kGy、160kGy或320kG ；
[0025]所述辐照的吸收剂量率可为I?20kGy/h，具体可为10kGy/h。
[0026]本发明中，步骤I)中具体可采用以下组分:所述二元醇为聚碳酸酯二醇；所述催化剂为辛酸亚锡；均苯四酸二酐；所述填料为碳化硼、S12气凝胶、芳纶短纤维和四溴醚；所述二异腈酸酯为4，4’ - 二环己基甲烷_4，4，- 二异氰酸酯；所述扩链剂为1，4- 丁二醇；
[0027]其中所述填料由下述质量份的组分组成:所述碳化硼5?15质量份，所述5102气凝胶0.5?3.0质量份，所述芳纟仑短纤维0.3?10质量份，所述四溴醚50-150质量份。
[0028]本发明还提供了上述的方法制备的聚氨酯酰亚胺基多功能复合阻尼材料。
[0029]本发明中，首先制备了热塑性聚氨酯酰亚胺，在制备的所述热塑性聚氨酯酰亚胺时加入了阻燃剂四溴醚；然后利用所述热塑性聚氨酯酰亚胺热塑性加热成型(片材)，在成型的基础上辐照，使片材中的所述热塑性聚氨酯酰亚胺与所述阻燃剂四溴醚发生交联反应，得到具有多功能的本发明聚氨酯酰亚胺基多功能复合阻尼材料。
[0030]本发明具有以下优点:
[0031](I)以热塑性ΡΠ为基材，采用辐射交联方法制备了兼具隔热性能、防弹性能、阻燃性能、屏蔽性能等的多功能复合阻尼材料。
[0032](2)在原料配方中加入了反应性阻燃剂四溴醚，在辐射作用下四溴醚因含不饱和双键而发挥交联促进剂的作用、增强辐射交联效果，同时，四溴醚参与到交联网络结构中，强化了阻燃持久性。
[0033](3)本发明在制成片材之前加入阻燃剂四溴醚，然后对片材辐照，这样能利用的热塑性先成型，避免了先辐照得到的阻尼材料的热塑性不好无法成型的问题。
[0034](4)制备方法比较简单，操作比较方便，有利于规模生产。
【附图说明】
[0035]图1为本发明聚氨酯酰亚胺基多功能复合阻尼材料的制备流程示意图。
[0036]图2为本发明实施例1中聚氨酯酰亚胺基多功能复合阻尼材料的阻尼性能测试结果图。
[0037]图3为本发明实施例2中聚氨酯酰亚胺基多功能复合阻尼材料的阻尼性能测试结果图。
[0038]图4为本发明实施例3中聚氨酯酰亚胺基多功能复合阻尼材料的阻尼性能测试结果图。
[0039]图5为本发明实施例4中聚氨酯酰亚胺基多功能复合阻尼材料的阻尼性能测试结果图。
【具体实施方式】
[0040]下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法。
[0041 ] 下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。
[0042]实施例1、用40kGy的吸收剂量辐照制备ΡΠ基多功能复合阻尼材料
[0043]先将100份聚碳酸酯二