CN107459625A - 一种慢回弹聚氨酯发泡隔声材料 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种慢回弹聚氨酯发泡隔声材料，其特征在于：由以下重量份的各组分制备：B料：35‑55%；聚醚多元醇A：5‑35%；聚醚多元醇B：10‑30%；聚醚多元醇C：5‑20%；A‑1：0‑0.5%；A‑33：0.1‑1%；DMEA：0.1‑1%；EG（乙二醇）：1‑5%；混合硅油：0.1‑1%；一氟二氯乙烷：2‑8%；所述B料为二苯基甲烷二异氰酸酯及其衍生物与多元醇改性的预聚体；所述A‑33为由三乙烯二胺胺融化在小分子二元醇中配置而成的醇溶液；所述A‑1包括双(二甲氨基乙基)醚和一缩二丙二醇(DPG)，本发明提供的慢回弹聚氨酯发泡隔声材料具有自身特有的泡孔结构及高损耗因子，射入的声波传至慢回弹聚氨酯材料中，声能进一步消耗，隔声性能好，且开孔均匀，具有较好的拉伸强度和撕裂强度。

Description

一种慢回弹聚氨酯发泡隔声材料
技术领域
本发明涉及隔声技术领域，具体是一种聚氨酯发泡隔声材料。
背景技术
噪声污染已同空气污染 、水污染一起，被公认为当代三大污染，引起了人们的极大重视。噪声污染的防治与控制已成为当今全球性的有待解决的一项重大课题。为了有效预防职业噪声危害并促进听力保护计划在我国全面快速实施，作为一种新型材料的研究，是我们需要迫不及待解决的问题。在噪声控制中，根据质量定律，隔声材料往往通过增加质量来提高隔声量，但实际应用中显得比较笨重。
由于聚氨酯发泡材料具有轻质、柔软的特性，并且它的高粘弹性能使得它在抗振、阻尼、吸隔声方面得到广泛的应用。在此基础上或填充钢渣粉或填充各种固体、液体阻燃剂；或与不同材料介质进行层合复合的方式成功制备出具有良好的隔声性能和阻燃性能、较高的力学性能且实用性较强的功能型复合隔声材料。该材料具有易加工、量轻、柔软、舒适的特性，为开发舒适型的隔声材料提供了新思路。
现有技术中，一方面可在聚氨酯泡沫材料的表面涂膜，相当于在材料表面串联一声质量元件，使第一共振频率向低频方向移动，利用了多孔性吸声材料的第一共振频率由材料的复法向声阻抗率虚部决定的这一原理，结果表明，在涂膜密度适当时，吸声性能向低频拓展，所以，控制起来也是相对难度较高，另一方面，应用多孔无机吸声材料的特点，制备出发泡聚氯乙烯无机物混合吸声材料，利用无机材料在低频部分优良的吸声性能来改善发泡聚合物材料的低频吸声性能，但新材料技术革新的时间和添加填料给隔声材料的带来了物性不稳定的问题。
此外，慢回弹PU在模塑线上生产也具有不是很成熟的大批量生产工艺，因为其要求的工艺严格，熟化慢，需要后期进行重新的重塑使得其保持一定的外形，这样以来，无疑增加了人力物力的成本。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供了一种慢回弹聚氨酯发泡隔声材料。
本发明的技术方案为：
一种慢回弹聚氨酯发泡隔声材料，由以下重量份的各组分制备：
B料：35-55%；
A料包括以下组分：
聚醚多元醇A：5-35%；
聚醚多元醇B：10-30%；
聚醚多元醇C：5-20%；
A-1：0-0.5%；
A-33：0.1-1%；
DMEA：0.1-1%；
EG（乙二醇）：1-5%；
混合硅油：0.1-1%；
一氟二氯乙烷：2-8%；
其中，B料为二苯基甲烷二异氰酸酯及其衍生物与多元醇改性的预聚体，略浅黄色的液体，相对密度在1.1-1.2g/mL，其NCO%含量为15-30%，平均官能度为2.0-2.5；
聚醚多元醇A为以特殊活泼物质如三羟甲基丙烷、甘油等小分子醇等为起始剂，嵌入环氧乙烷（EO）、聚烯烃共聚物（PO）重复单元的聚醚多元醇，羟值 mgKOH/g：26.5-29.5，粘度25℃：700-1000 mPa•s；
聚醚多元醇B以低分子量多元醇、多元胺或含活泼氢的化合物为起始剂，与氧化烯烃在催化剂作用下开环聚合而成，主链含有醚键(—R—O—R—)，端基或侧基含有大于2个羟基(—OH)的低聚物，具体地，聚醚多元醇B以三羟甲基丙烷、甘油等小分子醇为起始剂，嵌入环氧乙烷（EO）、聚烯烃共聚物（PO）重复单元的聚醚多元醇，羟值 mgKOH/g：150-380，粘度 25℃：500-800 mPa•s；
聚醚多元醇C为以甘油为起始剂，嵌入环氧丙烷（PO），以环氧乙烷（EO）封端后与丙烯腈、苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、醋酸乙烯酯、氯乙烯等乙烯基单体进行接枝共聚而成，羟值mgKOH/g：18-35，粘度 25℃：1200-2600 mPa•s，其分子量大于6000；
所述A-33为由20%-40%的三乙烯二胺融化在60%-80%小分子二元醇中配置而成的醇溶液，起到催化成型和加速熟化的作用；
A-1由质量分数为50%-75%的双(二甲氨基乙基)醚与25%-50%的一缩二丙二醇(DPG)配成的催化剂，用于催化形成聚醚型聚氨酯泡沫，降低泡沫密度；
DMEA即二甲基氨基乙醇，作为形成聚氨基甲酸酯的一种扩链剂之一，是一种清澈的液体，具有一个三级胺基团及一个羟基团，因而所进行的是典型的胺基及醇类化学反应，并且其一般是以化学方式粘附在聚氨酯聚合物上，制成的泡沫产品中的剩余气味极少；
EG即乙二醇，是一种无色透明粘稠液体，作为形成聚氨基甲酸酯的一种扩链剂之一；
混合硅油使用低挥发硅油BL-618通过特殊的工艺处理形成，混合硅油具有低挥发的特点，挥发含量可小于0.2%，有利于通过严格的VOC和雾化测试，较为环保，混合硅油硬泡及软泡工艺均适用，有效保证了慢回弹聚氨酯发泡隔声材料的开孔性；
一氟二氯乙烷是一种高纯度的液体，用于生成较为厚实的聚氨酯表面结皮，效果良好。
进一步地，在混合硅油中加入0.1%-1%的迈图新材料的L580，L580是一款反应活性的非离子型表面活性剂，用于聚氨酯泡沫匀泡，与低挥发的混合硅油混合使用，相得益彰。
所述的慢回弹聚氨酯发泡隔声材料的制备方法如下：将A料的各组分按照重量组分的比例混合，并以≥3000rpm的转速混合搅拌1分钟获得A料，然后加入B料迅速混合5-8秒，将A料和B料反应的混合物倒入温度为40-60℃的铝质模具中，闭模3-8分钟即可取出产品， A料和B料混合前的温度应控制在20-35℃。
本发明的有益效果为：
鉴于当前的新材料技术革新的时间和添加填料带来的物性不稳定的问题，本发明在之前的慢回弹聚氨酯材料的基础上进行新的改进，从而达到了模塑生产具备的要求：1、采用二次改性的慢回弹聚醚作为聚醚主料，熟化更快，羟值更低；2、使用POP（乙烯基聚合物接枝聚醚多元醇）对二次改性的慢回弹聚醚进行开孔控制，使慢回弹聚氨酯发泡隔声材料能够保持足够的外形；3、用硬泡及软泡均适用的开孔硅油，保证整个产品的开孔性。
具体实施方式
下面对本发明的具体实施方案作进一步说明：
本方案提供一种慢回弹聚氨酯发泡隔声材料，由以下重量份的各组分制备：
B料：35-55%；
A料包括以下组分：聚醚多元醇A：5-35%；聚醚多元醇B：10-30%；聚醚多元醇C：5-20%；A-1：0-0.5%；A-33：0.1-1%；DMEA：0.1-1%；EG（乙二醇）：1-5%；混合硅油：0.1-1%；一氟二氯乙烷：2-8%。
采用上述优选比例配方，是因为主要通过其中的多种聚醚多元醇、多种催化剂彼此之间更加细化的比例配方，结合与其他组分之间更加合理的比例配方，发挥彼此之间的协同作用，使得制备出的材料隔声性能更好和开孔更均匀，本方案提供的慢回弹聚氨酯发泡隔声材料具有自身特有的泡孔结构及高损耗因子，射入的声波传至慢回弹聚氨酯材料中，声能进一步消耗。
所述的慢回弹聚氨酯发泡隔声材料的小批量制备方法如下：将A料的各组分按照重量组分的比例混合，用塑料烧杯量取2L的A料加入带7cm直径的圆搅拌桨头的立式搅拌器中以≥3000rpm混合1分钟，然后加入B料迅速混合5-8秒，将A料和B料反应的混合物倒入温度为40-60℃的铝质模具中，闭模3-8分钟即可取出产品，制备前的A料和B料的温度应控制在20-35℃。
所述的慢回弹聚氨酯发泡隔声材料的工业化制备方法如下：
按照重量组分的比例将A料和B料分别加入到灌注机的料缸中，通过电脑程序设定好A料与B料的比例，操作灌注机，使A料和B料在混合舱经过搅拌头高速混合后注入到模具中；模具的形状和设计可以根据具体产品而变化。然后闭合模具，40-60℃保温3-8分钟后打开模具即可取出成品。
（一）以下为本方案的四个实施例的组分配比：
（二）以下为针对四个实施例进行测试的结果：
由上表可知，本发明制备的慢回弹聚氨酯发泡隔声材料，具有较好的拉伸强度和撕裂强度，回弹越低，隔声效果好。

Claims (8)

1.一种慢回弹聚氨酯发泡隔声材料，其特征在于：由以下重量份的各组分制备：
B料：35-55%；
A料包括以下组分：聚醚多元醇A：5-35%；聚醚多元醇B：10-30%；聚醚多元醇C：5-20%；A-1：0-0.5%；A-33：0.1-1%；DMEA：0.1-1%；EG（乙二醇）：1-5%；混合硅油：0.1-1%；一氟二氯乙烷：2-8%；
所述B料为二苯基甲烷二异氰酸酯及其衍生物与多元醇改性的预聚体；所述A-33为由20%-40%的三乙烯二胺融化在60%-80%小分子二元醇中配置而成的醇溶液，用于催化成型和加速熟化；所述A-1包括50%-75%双(二甲氨基乙基)醚和25%-50%一缩二丙二醇(DPG)，用于催化形成聚醚型聚氨酯泡沫，降低泡沫密度。
2.根据权利要求1所述的慢回弹聚氨酯发泡隔声材料，其特征在于：聚醚多元醇A为以三羟甲基丙烷、甘油等小分子醇为起始剂，嵌入环氧乙烷（EO）、聚烯烃共聚物（PO）重复单元的聚醚多元醇，羟值 mgKOH/g：26.5-29.5，粘度 25℃：700-1000 mPa•s。
3.根据权利要求1所述的慢回弹聚氨酯发泡隔声材料，其特征在于：聚醚多元醇B为低聚物，以低分子量多元醇、多元胺或含活泼氢的化合物为起始剂，与氧化烯烃在催化剂作用下开环聚合而成，主链含有醚键(—R—O—R—)，端基或侧基含有大于2个羟基(—OH)。
4.根据权利要求3所述的慢回弹聚氨酯发泡隔声材料，其特征在于：聚醚多元醇B以三羟甲基丙烷、甘油等小分子醇为起始剂，嵌入环氧乙烷（EO）、聚烯烃共聚物（PO）重复单元的聚醚多元醇，羟值 mgKOH/g：150-380，粘度 25℃：500-800 mPa•s。
5.根据权利要求1所述的慢回弹聚氨酯发泡隔声材料，其特征在于：聚醚多元醇C以甘油为起始剂，嵌入环氧丙烷（PO） ，以环氧乙烷（EO）封端后与丙烯腈、苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、醋酸乙烯酯、氯乙烯等乙烯基单体进行接枝共聚而成，羟值 mgKOH/g：18-35，粘度 25℃：1200-2600 mPa•s，分子量大于6000。
6.根据权利要求1所述的慢回弹聚氨酯发泡隔声材料，其特征在于：所述A-1由质量分数为70%的双(二甲氨基乙基)醚与30%的一缩二丙二醇(DPG)配成的催化剂。
7.根据权利要求1所述的慢回弹聚氨酯发泡隔声材料，其特征在于：在混合硅油中包含0.1%-1%的迈图新材料的L580，所述L580是一款反应活性的非离子型表面活性剂。
8.根据权利要求1所述的慢回弹聚氨酯发泡隔声材料的制备方法如下：将A料的各组分按照重量组分的比例混合，并以≥3000rpm的转速混合搅拌1分钟获得A料，然后加入B料迅速混合5-8秒，将A料和B料反应的混合物倒入温度为40-60℃的铝质模具中，闭模3-8分钟即可取出产品，A料和B料混合前的温度应控制在20-35℃。
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