一种隔音聚氨酯缓冲材料的制作方法

[0001]
本发明涉及高分子材料领域，具体涉及一种隔音聚氨酯缓冲材料。


背景技术：

[0002]
聚氨酯泡沫塑料，是以异氰酸酯和多元醇为主要原料经聚合发泡制成，按其硬度可分为软质和硬质两类，其中软质泡沫具有极佳的弹性、柔软性、伸长率、压缩强度，化学稳定性好，耐许多溶剂和油类，耐磨性优良等优点，较天然海绵大20倍，还有优良的加工性、绝热性、粘合性等性能，是一种性能优良的缓冲材料，被广泛用作墙壁隔板填充材料。
[0003]
目前，建筑工地的大部分临时板房都是用聚氨酯泡沫复合墙板拼接而成，施工快速、简单、成本低，然而，聚氨酯泡沫复合材料隔音性能差，严重损害施工人员的生命健康，大大限制了聚氨酯泡沫在建材领域的应用。
[0004]
cn201520263552.1公开了一种基于聚氨酯缓冲材料的安全舒适型汽车座椅，包括乘坐垫、靠背、头枕装置和座椅调节装置，所述乘坐垫的两侧设有乘坐面护垫，所述靠背的竖直两侧设有枕背护翼，所述靠背上设置有腰枕，所述头枕装置设置在靠背的上端，所述座椅调节装置设置在乘坐垫的下端，所述乘坐垫和靠背内部均填充有抗菌型聚氨酯汽车减震缓冲块，乘坐垫内还设置有复合弹性缓冲装置；本实用新型能对乘坐人员的侧身起到防护和按摩作用，并且能够方便快捷地实现座椅本体位置的前后移动和定位，头枕装置有效解决了因车辆颠簸而影响睡眠的问题；乘坐垫和靠背内部均填充有抗菌型聚氨酯汽车减震缓冲块，使座椅具有良好的抗菌性。
[0005]
cn201280033031.6公开了一种贮藏时的着色及变色抑制性长期保持较高的聚氨酯泡沫用配制物及聚氨酯泡沫用聚合物多元醇配制物、以及贮藏稳定性优异、适用于树脂预混合料的聚氨酯泡沫用组合物。本发明的聚氨酯泡沫用组合物的特征在于，含有：(i)选自聚氧化烯多元醇及使具有不饱和键的化合物聚合而成的聚合物微粒分散在该聚氧化烯多元醇中而得到的聚合物多元醇中的至少一种多元醇、(ii)具有p=n键的化合物、(iii)具有羟苯基的抗氧化剂、(iv)选自碳原子数为2~25的非环式的脂肪族一元羧酸、碳原子数为2~25的羟基羧酸、碳原子数为20~60的多元羧酸、特定的芳香族一元羧酸、磺酸及具有硫酸酯基的酸中的至少一种酸或其盐、(v)聚氨酯泡沫制造用催化剂及(vi)发泡剂。
[0006]
cn201310073853.3公开了一种利用干式法备有具有均匀的泡孔形状的多孔体层并且强度优异的聚氨酯泡沫片材的制造方法及由此得到的聚氨酯泡沫片材以及使用其的皮革样片状物。包括合成工序和固化工序，所述合成工序中通过使包含含有数均分子量400~3000的聚氧亚烷基二醇的二醇、数均分子量3000~8000的聚氧亚烷基三醇及二异氰酸酯化合物的三醇混合物反应，在有机溶剂中合成末端异氰酸酯基的含有率为3~5质量%的部分交联预聚物；所述固化工序中通过将催化剂与上述部分交联预聚物进行混合、在湿气气氛中进行加热而使其固化，其中相对于每1摩尔上述二醇，配合0.02~0.1摩尔的上述聚氧亚烷基三醇。
[0007]
现有技术都是关于制备聚氨酯泡沫的，但是如何提高聚氨酯泡沫的隔声量还未有
涉及，通过对泡沫的改性，使聚氨酯泡沫既具有缓冲性能，又有较高的隔音性能，对扩大聚氨酯泡沫的应用领域具有重大意义。


技术实现要素：

[0008]
本发明提供一种隔音聚氨酯缓冲材料，在不提高聚氨酯泡沫密度的情况下，提高了其隔音性能，扩展了聚氨酯泡沫的应用领域。
[0009]
一种隔音聚氨酯缓冲材料，其特征在于，包括如下步骤：(1)按照质量分数，将1-10份填料、40-60份的聚醚多元醇330n和1-5份的硅烷偶联剂混合均匀，加入到三口烧瓶中，超声分散20min，然后加热到120
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c，回流1-2h，得到表面接枝硅烷偶联剂的填料；(2)按照质量分数，将步骤1的表面接枝硅烷偶联剂的填料、40-60份的聚醚多元醇3630、1-4份的三乙醇胺、1-3份的4'-羧基苯并-18-冠6-醚、3-6份的水、0.1-0.5份的催化剂、2-6份的增稠剂和10-20份的无卤阻燃剂，2000-3000r/min分散5-10min后倒入模具中，加入60-80份的二异氰酸酯，500-1000r/min搅拌10-30s后闭合模具，发泡10min，取出泡沫，在50
o
c烘箱中熟化24h，得到一种隔音聚氨酯缓冲材料。
[0010]
优选地，步骤(1)所述的填料为氧化锆陶瓷粉、硫酸钡粉末、氮化碳粉末及氧化铝中一种或几种的组合物；优选地，步骤(1)所述的硅烷偶联剂为kh540、kh550、kh602及kh792中一种或几种的组合物；优选地，步骤(2)所述的催化剂为双(乙基己酰氧基)锡、二月桂酸二丁烯、二氯二甲基锡、双(十二烷硫基)二丁锡、草酸亚锡、硫酸亚锡、辛酸亚锡、2,4-双(二甲氨乙基)苯酚中一种或几种的组合物；优选地，步骤(2)所述的增稠剂为carbopol 980、carbopol 1342、carbopol etd 2020、carbopol aqua sf-1、carbopol ultrez 20、carbopol ultrez 21中一种或几种的组合物；优选地，步骤(2)所述的阻燃剂为白度化包覆红磷、聚磷酸铵、聚磷腈、氢氧化铝、次磷酸铝及氢氧化镁中一种或几种的组合物；优选地，步骤(2)所述异氰酸酯为六亚甲基二异氰酸酯、异氟尔酮二异氰酸酯、缩二脲三异氰酸酯、2,4-甲基二异氰酸酯、1,5-萘二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯中一种或几种的组合物；所述的隔音聚氨酯缓冲材料制备过程中部分反应机理的方程式示意如下：
跟现有技术相比，本发明的有益效果为：1、通过往基体中引入苯并冠醚刚性结构单元，提高了聚氨酯基体的隔音性能，从而使聚氨酯泡沫在较低的密度下也具有较好的隔音性能；2、通过往聚氨酯主链上通过化学键的方式引入偶联成分，将刚性颗粒和主链通过化学键的形式进行连接，有效进行能量传递，从而进一步提高了泡沫的隔音性能。
附图说明
[0011]
图1为实施例5所得产品的傅里叶红外光谱图：在1447cm-1
附近存在萘环的吸收峰，在1682cm-1
附近存在酰胺的羰基的伸缩吸收峰，在1377cm-1
附近存在碳氮单键的伸缩吸收峰，说明1,5-萘二异氰酸酯参与了反应；在1138cm-1
附近存在醚键的反对称伸缩吸收峰，说明4'-羧基苯并-18-冠6-醚参与了反应；在1017cm-1
附近存在磷酸根离子的吸收峰，说明次磷酸铝参与了反应；在644cm-1
附近存在氧化铝的吸收峰，说明氧化铝参与了反应；在1074cm-1
附近存在酯碳氧单键的吸收峰，说明carbopolultrez20参与了反应；在797cm-1
附近存在硅氧键的对称伸缩吸收峰，在3399cm-1
附近存在氮氢键的吸收峰，说明kh540参与了反应；在955cm-1
附近存在碳氮单键的吸收峰，说明三乙醇胺参与了反应。
具体实施方式
[0012]
以下实施例中所用原料均为市售产品，所说的g均指重量g，实施例是对本发明的进一步说明，而非限制本发明的范围；各性能测试方法如下：1、密度测试，按照iso 845的方法进行测试
2、隔声量测试，按照gb/t19889.3-2005的方法进行测试，样品尺寸为1000*1000*30mm；实施例1(1)将1g氧化锆陶瓷粉、40g的聚醚多元醇330n和1g的kh540混合均匀，加入到三口烧瓶中，超声分散20min，然后加热到120
o
c，回流1h，得到表面接枝硅烷偶联剂的填料；(2)将步骤1的表面接枝硅烷偶联剂的填料、60g的聚醚多元醇3630、1g的三乙醇胺、1g的4'-羧基苯并-18-冠6-醚、6g的水、0.1g的双(乙基己酰氧基)锡、2g的carbopol 980和10g的白度化包覆红磷，2000r/min分散5min后倒入模具中，加入60g的六亚甲基二异氰酸酯，1000r/min搅拌10s后闭合模具，发泡10min，取出泡沫，在50
o
c烘箱中熟化24h，得到一种隔音聚氨酯缓冲材料。
[0013]
所得聚氨酯缓冲材料的密度为80kg/m3，隔声量为26db。
[0014]
实施例2(1)将1.7g硫酸钡粉末、42g的聚醚多元醇330n和1.3g的kh550混合均匀，加入到三口烧瓶中，超声分散20min，然后加热到120
o
c，回流1h，得到表面接枝硅烷偶联剂的填料；(2)将步骤1的表面接枝硅烷偶联剂的填料、58.2g的聚醚多元醇3630、1.4g的三乙醇胺、1.1g的4'-羧基苯并-18-冠6-醚、5.7g的水、0.1g的二月桂酸二丁烯、2.4g的carbopol 1342和10.6g的聚磷酸铵，2100r/min分散5.5min后倒入模具中，加入63.1g的异氟尔酮二异氰酸酯，960r/min搅拌11.1s后闭合模具，发泡10min，取出泡沫，在50
o
c烘箱中熟化24h，得到一种隔音聚氨酯缓冲材料。
[0015]
所得聚氨酯缓冲材料的密度82.7kg/m3，隔声量为26db。
[0016]
实施例3(1)将2.6g氧化锆陶瓷粉、43.5g的聚醚多元醇330n和1.8g的kh602混合均匀，加入到三口烧瓶中，超声分散20min，然后加热到120
o
c，回流1h，得到表面接枝硅烷偶联剂的填料；(2)将步骤1的表面接枝硅烷偶联剂的填料、55.5g的聚醚多元醇3630、1.6g的三乙醇胺、1.2g的4'-羧基苯并-18-冠6-醚、5.3g的水、0.1g的二氯二甲基锡、2.8g的carbopol etd 2020和12g的聚磷腈，2200r/min分散5.8min后倒入模具中，加入66.2g的缩二脲三异氰酸酯，930r/min搅拌13.5s后闭合模具，发泡10min，取出泡沫，在50
o
c烘箱中熟化24h，得到一种隔音聚氨酯缓冲材料。
[0017]
所得聚氨酯缓冲材料的密度为88.1kg/m3，隔声量为26db。
[0018]
实施例4(1)将3.3g氮化碳粉末、44.6g的聚醚多元醇330n和2.2g的kh792混合均匀，加入到三口烧瓶中，超声分散20min，然后加热到120
o
c，回流1.1h，得到表面接枝硅烷偶联剂的填料；(2)将步骤1的表面接枝硅烷偶联剂的填料、54.1g的聚醚多元醇3630、2g的三乙醇胺、1.3g的4'-羧基苯并-18-冠6-醚、4.8g的水、0.1g的双(十二烷硫基)二丁锡、3.3g的carbopol aqua sf-1和13.3g的氢氧化铝，2300r/min分散6.4min后倒入模具中，加入69g的2,4-甲基二异氰酸酯，900r/min搅拌15.9s后闭合模具，发泡10min，取出泡沫，在50
o
c烘箱中熟化24h，得到一种隔音聚氨酯缓冲材料。
[0019]
所得聚氨酯缓冲材料的密度为93.9kg/m3，隔声量为28db。
[0020]
实施例5(1)将4.7g氧化铝、45.9g的聚醚多元醇330n和2.6g的kh540混合均匀，加入到三口烧瓶
中，超声分散20min，然后加热到120
o
c，回流1.1h，得到表面接枝硅烷偶联剂的填料；(2)将步骤1的表面接枝硅烷偶联剂的填料、52.5g的聚醚多元醇3630、2.4g的三乙醇胺、1.5g的4'-羧基苯并-18-冠6-醚、4.5g的水、0.1g的草酸亚锡、3.8g的carbopol ultrez 20和14.8g的次磷酸铝，2400r/min分散6.9min后倒入模具中，加入70.7g的1,5-萘二异氰酸酯，860r/min搅拌17.4s后闭合模具，发泡10min，取出泡沫，在50
o
c烘箱中熟化24h，得到一种隔音聚氨酯缓冲材料。
[0021]
所得聚氨酯缓冲材料的密度为94kg/m3，隔声量为29db。
[0022]
实施例6(1)将6g硫酸钡粉末、48.3g的聚醚多元醇330n和2.8g的kh550混合均匀，加入到三口烧瓶中，超声分散20min，然后加热到120
o
c，回流1.1h，得到表面接枝硅烷偶联剂的填料；(2)将步骤1的表面接枝硅烷偶联剂的填料、50.2g的聚醚多元醇3630、2.8g的三乙醇胺、1.7g的4'-羧基苯并-18-冠6-醚、4.2g的水、0.1g的硫酸亚锡、4.4g的carbopol ultrez 21和15.3g的氢氧化镁，2500r/min分散7.6min后倒入模具中，加入72g的二苯基甲烷二异氰酸酯，800r/min搅拌20s后闭合模具，发泡10min，取出泡沫，在50
o
c烘箱中熟化24h，得到一种隔音聚氨酯缓冲材料。
[0023]
所得聚氨酯缓冲材料的密度为95.2kg/m3，隔声量为29db。
[0024]
实施例7(1)将6.5g氧化锆陶瓷粉、49.8g的聚醚多元醇330n和3.1g的kh602混合均匀，加入到三口烧瓶中，超声分散20min，然后加热到120
o
c，回流1.2h，得到表面接枝硅烷偶联剂的填料；(2)将步骤1的表面接枝硅烷偶联剂的填料、47.9g的聚醚多元醇3630、3g的三乙醇胺、2g的4'-羧基苯并-18-冠6-醚、3.8g的水、0.1g的辛酸亚锡、4.6g的carbopol etd 2020和16.3g的聚磷酸铵，2700r/min分散7.8min后倒入模具中，加入74.6g的缩二脲三异氰酸酯，750r/min搅拌22.8s后闭合模具，发泡10min，取出泡沫，在50
o
c烘箱中熟化24h，得到一种隔音聚氨酯缓冲材料。
[0025]
所得聚氨酯缓冲材料的密度为98.7kg/m3，隔声量为31db。
[0026]
实施例8(1)将7g氧化铝、51.3g的聚醚多元醇330n和3.4g的kh792混合均匀，加入到三口烧瓶中，超声分散20min，然后加热到120
o
c，回流1.2h，得到表面接枝硅烷偶联剂的填料；(2)将步骤1的表面接枝硅烷偶联剂的填料、44.7g的聚醚多元醇3630、3.2g的三乙醇胺、2.2g的4'-羧基苯并-18-冠6-醚、3.4g的水、0.1g的2,4-双(二甲氨乙基)苯酚、5g的carbopol aqua sf-1和17g的聚磷腈，2800r/min分散8.1min后倒入模具中，加入76.3g的2,4-甲基二异氰酸酯，700r/min搅拌25.6s后闭合模具，发泡10min，取出泡沫，在50
o
c烘箱中熟化24h，得到一种隔音聚氨酯缓冲材料。
[0027]
所得聚氨酯缓冲材料的密度为99.7kg/m3，隔声量为31db。
[0028]
实施例9(1)将10g氧化锆陶瓷粉、60g的聚醚多元醇330n和5g的kh550混合均匀，加入到三口烧瓶中，超声分散20min，然后加热到120
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c，回流2h，得到表面接枝硅烷偶联剂的填料；(2)将步骤1的表面接枝硅烷偶联剂的填料、40g的聚醚多元醇3630、4g的三乙醇胺、3g的4'-羧基苯并-18-冠6-醚、3g的水、0.5g的二氯二甲基锡、6g的carbopol 980和20g的白度
化包覆红磷，3000r/min分散10min后倒入模具中，加入80g的六亚甲基二异氰酸酯，500r/min搅拌30s后闭合模具，发泡10min，取出泡沫，在50
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c烘箱中熟化24h，得到一种隔音聚氨酯缓冲材料。
[0029]
所得聚氨酯缓冲材料的密度为100kg/m3，隔声量为31db。
[0030]
对比例1将1g氧化锆陶瓷粉、60g的聚醚多元醇3630、1g的三乙醇胺、1g的4'-羧基苯并-18-冠6-醚、6g的水、0.1g的双(乙基己酰氧基)锡、2g的carbopol 980和10g的白度化包覆红磷，2000r/min分散5min后倒入模具中，加入60g的六亚甲基二异氰酸酯，1000r/min搅拌10s后闭合模具，发泡10min，取出泡沫，在50
o
c烘箱中熟化24h，得到一种隔音聚氨酯缓冲材料。
[0031]
所得聚氨酯缓冲材料的密度为70kg/m3，隔声量为18db。
[0032]
对比例2(1)将1g氧化锆陶瓷粉、40g的聚醚多元醇330n和1g的kh540混合均匀，加入到三口烧瓶中，超声分散20min，然后加热到120
o
c，回流1h，得到表面接枝硅烷偶联剂的填料；(2)将步骤1的表面接枝硅烷偶联剂的填料、60g的聚醚多元醇3630、1g的三乙醇胺、6g的水、0.1g的双(乙基己酰氧基)锡、2g的carbopol 980和10g的白度化包覆红磷，2000r/min分散5min后倒入模具中，加入60g的六亚甲基二异氰酸酯，1000r/min搅拌10s后闭合模具，发泡10min，取出泡沫，在50
o
c烘箱中熟化24h，得到一种隔音聚氨酯缓冲材料。
[0033]
所得聚氨酯缓冲材料的密度为80kg/m3，隔声量为21db。
[0034]
对比例3实施例1(1)将1g氧化锆陶瓷粉、40g的聚醚多元醇330n和1g的kh540混合均匀，加入到三口烧瓶中，超声分散20min，然后加热到120
o
c，回流1h，得到表面接枝硅烷偶联剂的填料；(2)将步骤1的表面接枝硅烷偶联剂的填料、60g的聚醚多元醇3630、1g的三乙醇胺、1g的4'-羧基苯并-18-冠6-醚、6g的水、0.1g的双(乙基己酰氧基)锡、2g的carbopol 980和10g的白度化包覆红磷，2000r/min分散5min后倒入模具中，加入60g的六亚甲基二异氰酸酯，1000r/min搅拌10s后闭合模具，发泡10min，取出泡沫，在50
o
c烘箱中熟化24h，得到一种隔音聚氨酯缓冲材料。
[0035]
所得聚氨酯缓冲材料的密度为80kg/m3，隔声量为26db。

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