專利名稱：一種噴涂聚氨酯-脲阻尼減振降噪材料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種噴涂聚氨酯-脲阻尼減振降噪防護(hù)材料，屬于高分子材料領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
城市快速軌道交通對(duì)于緩解我國(guó)中心城市交通緊張局面、實(shí)現(xiàn)城市交通發(fā)展戰(zhàn)略、促進(jìn) 城市建設(shè)和經(jīng)濟(jì)持續(xù)快速發(fā)展，節(jié)約能源和改善城市環(huán)境質(zhì)量具有重大意義。城市快速軌道 交通投資大、建設(shè)周期長(zhǎng)，因此，科學(xué)有效地解決地鐵建設(shè)關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題對(duì)于我國(guó)城市快速 軌道交通建設(shè)刻不容緩。
某些城市(例如青島、重慶、西安等)地質(zhì)條件較為復(fù)雜，總體上地基屬于巖漿巖(花 崗巖)型硬路基結(jié)構(gòu)，使得這些城市地鐵的振動(dòng)和噪聲相比其它城市(如北京、上海、杭 州、廣州等)的軟路基而言要強(qiáng)烈得多。在地鐵施工、特別是運(yùn)營(yíng)期間產(chǎn)生的振動(dòng)在基巖中 傳播迅速且衰減系數(shù)較低，并且很難通過(guò)增加區(qū)間埋深的方法加以緩解。《青島市城市快速軌 道交通建設(shè)規(guī)劃環(huán)境影響報(bào)告書》指出，受青島地鐵工程所處的硬質(zhì)花崗巖結(jié)構(gòu)影響，地鐵 列車運(yùn)行會(huì)給沿線區(qū)域帶來(lái)一定的噪聲和振動(dòng)影響，必須采用先進(jìn)材料及相應(yīng)技術(shù)措施予以 解決。青島市地鐵一期設(shè)計(jì)方案總體設(shè)計(jì)中涉及中山路等線路，此段線路位于青島市老城區(qū)， 中山路等繁華的商業(yè)區(qū)、人口稠密的居民區(qū)以及青島交通局、公交變電站、駐軍、基督教堂、
天主教堂等振動(dòng)敏感點(diǎn)均位于線路上方，應(yīng)采取必要的減振降噪措施。
控制地鐵振動(dòng)和輪軌噪聲的主要手段之一就是利用阻尼材料形成的約束阻尼結(jié)構(gòu)，來(lái)達(dá)
到減振降噪目的。阻尼減振降噪技術(shù)(Sound and Vibration Damping Technology)國(guó)外已有五 十多年研究和應(yīng)用歷史。初期主要用于航空、航天、固體火箭推進(jìn)、潛艇隱身等軍事領(lǐng)域， 其后，又逐步向運(yùn)載工具、軌道交通、土木建筑等民用方面推廣應(yīng)用，取得了顯著的軍事、 社會(huì)和環(huán)境效益。
目前，國(guó)內(nèi)外的阻尼材料從材質(zhì)上分，主要是橡膠類板材和高分子涂料。橡膠類板材主 要是各種橡膠減振襯墊、阻尼橡膠板、橡膠減振器等，施工時(shí)需要使用粘合劑將橡膠板黏貼
在被處理部位。這些部位通常是比較平整的物面，例如鋼板、鋁板等，而對(duì)于地鐵、隧道
等建筑工程，只能使用阻尼涂料；高分子阻尼涂料，最常用的是石棉瀝青阻尼涂料，但由于
其中含有致癌物質(zhì)瀝青和大量有機(jī)溶劑，逐漸被禁止使用。
噴涂聚脲彈性體技術(shù)(Spray Polyurea Elastomer Technology簡(jiǎn)稱SPUA)是目前國(guó)際上最
為先進(jìn)、環(huán)保、快速的施工技術(shù)，己經(jīng)在京津城際鐵路路基、2008年北京奧運(yùn)會(huì)主要場(chǎng)館看
3臺(tái)、2009年濟(jì)南城運(yùn)會(huì)主會(huì)場(chǎng)看臺(tái)等大型基礎(chǔ)設(shè)施的混凝土防水和裝飾工程中成功應(yīng)用。但 是，聚脲技術(shù)用于減振降噪的研究和開發(fā)在國(guó)內(nèi)外還是空白。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)上述問(wèn)題，本發(fā)明的目的是提供一種用于城市堅(jiān)硬地基地鐵的噴涂型聚氨酯-脲阻尼 減振降噪防護(hù)材料。
本發(fā)明的技術(shù)方案如下所述噴涂型聚氨酯-脲阻尼減振降噪防護(hù)材料由A組分和R組
分按體積比l: l反應(yīng)生成；所述的A組分是由35 60份的低官能度多異氰酸酯和50 70
份聚醚多元醇合成的半預(yù)聚物，其中低官能度多異氰酸酯的官能度為1 2.4;聚醚多元醇的
官能度為2 4。 R組分包括15 60份二胺類擴(kuò)鏈劑，10 75份端氨基聚醚，10 70份端羥 基聚醚，其中胺類擴(kuò)鏈劑的官能度最好是等于2，端氨基聚醚的官能度為2 4。所述的R組 分還包括1 30份顏料、1 30份填料及1 30份助劑。
所述聚氨酯-脲阻尼減振降噪彈性體的異氰酸酯指數(shù)在0.9 1.2之間。
所述的低官能度多異氰酸酯為下列中的一種或幾種甲苯二異氰酸酯、亞苯基碳化二亞 胺-脲酮亞胺改性的4，4'-二苯基甲烷二異氰酸酯、多亞甲基二異氰酸酯、多苯基多異氰酸酯、 4,4，-二苯基甲垸二異氰酸酯、高2,4'-二苯基甲垸二異氰酸酯、環(huán)己二異氰酸酯、對(duì)苯二異氰 酸酯、六亞甲基二異氰酸酯、異佛爾酮二異氰酸酯、對(duì)四甲基苯亞甲基二異氰酸酯等。例如 煙臺(tái)萬(wàn)華聚氨酯公司MDI-50、 MDI-100LL、 MDI-IOO，日本化成厄普姜公司Isonate 143L。
所述的聚醚多元醇的羥基官能度為2 4，羥基當(dāng)量在500 3000之間。例如天津石化三 廠210、 220、 330、蓖麻油。
所述的半預(yù)聚物的游離異氰酸酯基的最優(yōu)含量在10% 18%之間。
所述的二胺類擴(kuò)鏈劑為二乙基甲苯二胺(DETDA)、二甲巰基甲苯二胺(DMTDA)、N,N，-二垸基甲基二苯胺等中的一種或幾種。如美國(guó)UOP公司UNILINK⑧4100、 UNILINK 4200; 或者為脂肪族類擴(kuò)鏈劑，如Huntsman公司的JEFFAMINE81403、 D-400、 D-230、 7027、 754。
所述的端氨基聚醚是含聚氧化乙烯或氧化丙烯主鏈的端氨基聚醚，其官能度為2 3，例 如Huntsman公司JEFFAMINE D-2000、 D-4000、 T-3000、 T-5000。
所述的端羥基聚醚的羥基官能度為2 4，羥基當(dāng)量在500 3000之間。例如，UCC公司 聚己內(nèi)酉旨(PCL)。
所述的顏料為黑漿、白漿、紅漿、黃漿、綠漿、藍(lán)漿中的一種或幾種。 所述的填料為以下的一種或幾種，但并不局限于這些碳酸鈣、石英粉、石墨粉、鈦白 粉、陶土、蛭石粉、云母粉、重晶石、滑石粉、玻璃鱗片、碳酸鈣粉、高嶺土、硅灰石粉等。所述的助劑為稀釋劑、分散劑、防沉降劑、阻燃劑、防霉劑、抗靜電劑、流平劑、偶聯(lián) 齊U、水解穩(wěn)定劑、催化劑、光穩(wěn)定劑、抗氧劑、消泡劑和增塑劑中的一種或幾種。例如Huntsman 公司JeffS0lTMPC、 JeffsolTMEC稀釋劑，德國(guó)BYK公司電中性潤(rùn)濕分散劑，南方化學(xué)有限公司 Tixogel MP有機(jī)膨潤(rùn)土防沉降劑，英國(guó)奧布賴，威爾遜公司磷系阻燃劑甲基磷酸二甲酯
(D應(yīng)P)、雅寶公司氫氧化鋁阻燃劑，德國(guó)BYK公司BYK301、 BYK302、 BYK306、 BYK307、 BYK310、 BYK331流平劑，安徽金威化工有限公司Tinuvin 327、 Tinuvin328、 Tinuvin770、 Tinuvin 783光穩(wěn)定劑，廣州承誠(chéng)化工有限公司Irganox 1076抗氧劑等。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是1)采用快速固化噴涂聚脲技術(shù)制備約束阻尼材料，能在10秒鐘甚至 更短的時(shí)間即可固化成型，不產(chǎn)生流淌現(xiàn)象；2)在阻尼減振降噪的同時(shí)，還賦予了材料防水、 防腐、耐磨、抗沖等多種功能，實(shí)現(xiàn)了一材多用；3) 100%固含量，不含有任何揮發(fā)性有機(jī) 溶劑，在施工和使用中對(duì)環(huán)境不造成危害。
具體實(shí)施例方式
下面通過(guò)具體實(shí)施例來(lái)詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明，但本發(fā)明并不僅僅局限于以下實(shí)施例中。 實(shí)施例h
取MDI-50 52份和羥基當(dāng)量為1000的220聚醚48份。首先，加熱聚醚二元醇，在90°C 下，真空攪拌1 2小時(shí)，除去所存在的濕氣；其次，氮?dú)獗Ｗo(hù)下冷卻至7(TC，加入MDI-50， 將溫度升至80。C 士4。C，保溫1 2小時(shí)，得NCO。/。為15%的半預(yù)聚物，即為A組分。R組分 是由11份JEFFAMINE T-5000、 54份220聚醚、5份DETDA、 10份UNILINK 4200、 15 份聚己內(nèi)酯、4份鈦白粉和l份德國(guó)BYK公司電中性潤(rùn)濕分散劑組成。A、R兩組分通過(guò)Gusme^ 公司的H-20/35主機(jī)和GX-7噴槍按1: 1 (體積比)噴涂于經(jīng)過(guò)處理的混凝土表面形成聚氨 酯-脲阻尼減振降噪彈性體，其凝膠時(shí)間為15秒。
實(shí)施例2:
將Isonate 143L 43份和羥基當(dāng)量為1000的330聚醚57份按實(shí)施例1中的工藝合成得 NCO。/。為10%的半預(yù)聚物，即為A組分。R組分是由23.92份330聚醚、60.33份 JEFFAMINE D-2000和15.75份DETDA組成。A、 R組分通過(guò)Gracc^公司的HXP-3主機(jī)和 Fusion-AP噴槍按1: 1 (體積比)噴涂形成聚氨酯-脲阻尼減振降噪彈性體，其凝膠時(shí)間為6 秒。
實(shí)施例3:
將MDI-100LL 59.3份和羥基當(dāng)量為1000的220聚醚40.7份按實(shí)施例1中的工藝合成得 NCO。/o為15%的半預(yù)聚物，即為A組分。R組分是由18.18份JEFFAMINE T-5000、 19.30
5份330聚醚、18.17份DETDA、 26.03份UNILINK 4200、 20份氫氧化鋁和24份DMMP組成。 A、 R組分通過(guò)。0!1^@公司的G-250H主機(jī)和Master噴槍按1: 1 (體積比)噴涂在經(jīng)過(guò)處理 的混凝土表面形成聚氨酯-脲阻尼減振降噪彈性體，其凝膠時(shí)間為10秒。 實(shí)施例4:
將MDI-50 25份、MDI-100 25份和羥基當(dāng)量為1000的330聚醚50份按實(shí)施例1中的工 藝合成得NCO。/。為15%的半預(yù)聚物，即為A組分。R組分是由18.18份220聚醚、39.30份 JEFFAMINE D-2000、 16.49份DETDA、 26.03份UNILINK 4200、 20份碳酸鈣、5份鈦白 粉、1份Tinuvin 328禾B 1份Irganox 1076組成。A、 R組分通過(guò)Gusmer⑧公司的H-20/35主 機(jī)和GX-7噴槍按1: 1 (體積比)噴涂在經(jīng)過(guò)處理的混凝土表面形成聚氨酯-脲阻尼減振降噪 彈性體，其凝膠時(shí)間為10秒。
實(shí)施例5:
將MDI-50 27份、MDI-100LL 27份和羥基當(dāng)量為1000的330聚醚46份按實(shí)施例1中的 工藝合成得NCO。/。為14°/。的半預(yù)聚物，即為A組分。R組分是由10份JEFFAMINE T-5000、 60份330聚醚、10份DETDA、 15份UNILINK 4200、 I份黑漿和4份白漿組成。A、 R兩 組分通過(guò)Gusme,公司的H-20/35主機(jī)和GX-7噴槍按l: 1 (體積比)噴涂于經(jīng)過(guò)處理的混 凝土表面形成聚氨酯-脲阻尼減振降噪彈性體，其凝膠時(shí)間為10秒。
實(shí)施例6:
將MDI-50 55.55份和羥基當(dāng)量為500的210聚醚44.5份按實(shí)施例1中的工藝合成得 NCO。/。為15%的半預(yù)聚物，即為A組分。R組分是由15份210聚醚、55份JEFFAMINE80-2000、 8份DETDA、 12份UNILINK 4200、 10份聚己內(nèi)酯和5份云母粉組成。A、 R兩組分通過(guò) Graco⑧公司的HXP-3主機(jī)和Fusion-AP噴槍按1: 1 (體積比)噴涂于經(jīng)過(guò)處理的混凝土表面 形成聚氨酯-脲阻尼減振降噪彈性體，其凝膠時(shí)間為12秒。
實(shí)施例7:
將MDI-100LL 62.1份和羥基當(dāng)量為500的210聚醚37.9份按實(shí)施例1中的工藝合成得 NCO。/。為15%的半預(yù)聚物，即為A組分。R組分是由10份220聚醚、55份犯 八1^^^@0-2000、 15份DETDA、 15份UNIUNK 4200、 1份BYK307和4份蛭石粉組成。A、 R兩組分通過(guò) Gama 公司的G-250H主機(jī)和Master噴槍按1: 1 (體積比)噴涂于經(jīng)過(guò)處理的混凝土表面形 成聚氨酯-脲阻尼減振降噪彈性體，其凝膠時(shí)間為10秒。
實(shí)施例8:
將MDI-50 69份和蓖麻油31份按實(shí)施例1中的工藝合成得NCO。/。為15%的半預(yù)聚物，
即為A組分。R組分是由20份JEFFAMINE T-5000、 60份220聚醚、5份DETDA、 5份UNILINK 4200、 5份聚己內(nèi)酯和5份石墨粉組成。A、 R兩組分通過(guò)美國(guó)Gusme,公司的 H-20/35主機(jī)和GX-7噴槍按l: 1 (體積比)噴涂于經(jīng)過(guò)處理的混凝土表面形成聚氨酯-脲阻 尼減振降噪彈性體，其凝膠時(shí)間為18秒。 實(shí)施例9:
將MDI-100LL 74.8份和蓖麻油25.2份按實(shí)施例1中的工藝合成得NCO。/。為15%的半預(yù) 聚物，即為A組分。R組分是由10份330聚醚、55份JEFFAMINE D-2000、 15份DETDA、 15份UNILINK 4200、 1份Tinuvin 770、 2份蛭石粉和2份玻璃鱗片組成。A、 R兩組分通 過(guò)0咖&@公司的0-25011主機(jī)和Master噴槍按1: 1 (體積比)噴涂于經(jīng)過(guò)處理的混凝土表面 形成聚氨酯-脲阻尼減振降噪彈性體，其凝膠時(shí)間為10秒。
本發(fā)明噴涂聚氨酯-脲阻尼減振降噪材料的性能指標(biāo)見(jiàn)表1。
表1噴涂聚氨酯-脲阻尼減振降噪材料的主要物理性能
項(xiàng)目指標(biāo)
阻尼損耗因子》0.05
拉伸強(qiáng)度》8MPa
斷裂伸長(zhǎng)率》400%
撕裂強(qiáng)度>45KN/m
粘結(jié)強(qiáng)度》1.5MPa
硬度，邵A60 98,可調(diào)
沖擊強(qiáng)度(Kg.cm)50
凝膠時(shí)間《lmin
摩擦系數(shù)0.85 0.96
權(quán)利要求
1、一種噴涂聚氨酯-脲阻尼減振降噪材料，其特征在于它由A組分和R組分按體積比1∶1反應(yīng)生成；A組分是由35～60份的低官能度多異氰酸酯和50～70份聚醚多元醇合成的半預(yù)聚物；R組分包括15～60份二胺類擴(kuò)鏈劑，10～75份端氨基聚醚，10～70份端羥基聚醚。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的噴涂聚氨酯-脲阻尼減振降噪材料，其特征在于所述的R組分還 包括l 30份顏料、1 30份填料及1 30份助劑。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的噴涂聚氨酯-脲阻尼減振降噪材料，其特征在于所述的低官能度 多異氰酸酯的官能度為1 2.4，聚醚多元醇的官能度為2 4， 二胺類擴(kuò)鏈劑的官能度是2，端 氨基聚醚的官能度為2 4。
4. 根據(jù)權(quán)利要求l或2所述的噴涂聚氨酯-脲阻尼減振降噪材料，其特征在于所述的半預(yù) 聚物的游離異氰酸酯基的含量在10% 18%之間。
5. 根據(jù)權(quán)利要求l或2所述的噴涂聚氨酯-脲阻尼減振降噪材料，其特征在于所述的低官 能度多異氰酸酯為下列多異氰酸酯的一種或幾種甲苯二異氰酸酯、亞苯基碳化二亞胺-脲酮 亞胺改性的4,4' -二苯基甲烷二異氰酸酯、多亞甲基二異氰酸酯、多苯基多異氰酸酯、4,4'-二苯基甲烷二異氰酸酯、高2， 4' -二苯基甲烷二異氰酸酯、環(huán)己二異氰酸酯、對(duì)苯二異氰酸 酯、六亞甲基二異氰酸酯、異佛爾酮二異氰酸酯、對(duì)四甲基苯亞甲基二異氰酸酯。
6. 根據(jù)權(quán)利要求l或2所述的噴涂聚氨酯-脲阻尼減振降噪材料，其特征在于所述的聚醚 多元醇為聚乙二醇醚、聚丙二醇醚、聚丙三醇醚、聚季戊四醇醚、聚四氫呋喃醚二醇、聚e -己內(nèi)酯二醇端羥基聚丁二烯、蓖麻油中的一種或多種。
7. 根據(jù)權(quán)利要求l或2所述的噴涂聚氨酯-脲阻尼減振降噪材料，其特征在于所述的聚醚 多元醇羥基當(dāng)量在500 3000之間。
8. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的噴涂聚氨酯-脲阻尼減振降噪材料，其特征在于所述的二胺類擴(kuò) 鏈劑為二乙基甲苯二胺、二甲硫基甲苯二胺、N,N， -二烷基甲基二胺、N,N， -二垸基苯二胺 中的一種或幾種。
9. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的噴涂聚氨酯-脲阻尼減振降噪材料，其特征在于所述的端氨基聚 醚是含聚氧化乙烯或氧化丙烯主鏈的端氨基聚醚，其官能度為2 3。
10. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的噴涂聚氨酯-脲阻尼減振降噪材料，其特征在于所述的填料是 碳酸鈣、石英粉、石墨粉、鈦白粉、陶土、蛭石粉、云母粉、重晶石、滑石粉、玻璃鱗片中 的一種或幾種。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種噴涂型聚氨酯-脲阻尼減振降噪防護(hù)材料，該材料由等體積的A、R兩組分組成，經(jīng)高壓撞擊混合設(shè)備混合后噴涂到混凝土底材上，瞬間就形成一層性能優(yōu)異的阻尼減振降噪防護(hù)涂層。所述A組分為異氰酸酯與聚合物多元醇生成的半預(yù)聚體；R組分為端氨、羥基聚醚、二胺類擴(kuò)鏈劑和助劑形成的混合物。該材料具有固化速度快、粘彈性好、強(qiáng)度大、阻尼減振降噪性能優(yōu)異等優(yōu)點(diǎn)，能夠在復(fù)雜、惡劣環(huán)境條件下高效率施工。
文檔編號(hào)C09D175/02GK101665654SQ20091001794
公開日2010年3月10日 申請(qǐng)日期2009年8月16日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月16日
發(fā)明者平 呂, 馬學(xué)強(qiáng), 黃微波 申請(qǐng)人:青島理工大學(xué)