本發明涉及減震材料領域，特別涉及一種聚氨酯減震材料及其制備方法。

背景技術：

現在市面上的減震緩沖材料主要依靠材料彈性形變及可壓縮性材料作為能量吸收材料。一方面，當這種材料應用于人體防護或精密儀器防護上主要存在的缺點是減震性能有限，在受到劇烈沖擊時，普通的防護材料并不能完全地將沖擊能量有效地耗散掉，依然會有很強的沖擊力作用在人體或設備上，會導致人體受傷或設備損壞。

另一方面，目前所常用的橡膠發泡材料、聚氨酯發泡材料的使用溫度范圍有限，不適用于長期的高溫使用。例如英國的D3O產品，基體采用的是聚氨酯，使用溫度范圍為-10℃～+80℃，用于人體防護，不能使用于溫度較高的環境，如發動機、長期振動生熱部位。

技術實現要素：

基于此，有必要提供一種使用溫度范圍廣，減震吸能能力強的聚氨酯減震材料及其制備方法。

一種聚氨酯減震材料的制備方法，包括以下步驟：

將聚氨酯彈性體進行混煉，得到混煉好的聚氨酯彈性體；

將剪切增稠凝膠與相容劑混煉均勻，得到混煉均勻的剪切增稠凝膠與相容劑；

將所述混煉均勻的剪切增稠凝膠與相容劑加入至所述混煉好的聚氨酯彈性體中，繼續混煉至均勻，得到所述聚氨酯減震材料。

在其中一個實施例中，所述剪切增稠凝膠的質量份數和所述相容劑的質量份數的比值為100:0.1～5。

在其中一個實施例中，所述混煉均勻的剪切增稠凝膠與相容劑的質量份數與所述混煉好的聚氨酯彈性體的質量分數的比值為1～40:100。

在其中一個實施例中，所述相容劑為聚二甲基硅氧烷-聚乙二醇、聚縮水甘油酯、二乙烯基四甲基二硅氧烷、乙烯基三乙氧基硅氧烷、乙烯基三氯硅烷、乙烯基三(β-甲氧乙氧基)硅烷、γ-縮水甘油丙基-三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基-三甲氧基硅烷、N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基-甲基-三甲氧基硅烷、γ-氯丙基-三甲氧基硅、γ-巰丙基-三甲氧基硅烷和N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基-三甲氧基硅烷中的至少一種。

在其中一個實施例中，所述將聚氨酯彈性體進行混煉的步驟中，混煉的溫度為180℃～210℃，混煉的時間為3min～10min。

在其中一個實施例中，將剪切增稠凝膠與相容劑混煉均勻的步驟中，混煉的溫度為70℃～120℃，混煉的時間為2min～5min。

在其中一個實施例中，將所述混煉均勻的剪切增稠凝膠與相容劑加入至所述混煉好的聚氨酯彈性體中，繼續混煉至均勻的步驟中，混煉的溫度為170℃～200℃，混煉的時間為3min～10min。

在其中一個實施例中，將所述混煉均勻的剪切增稠凝膠與相容劑加入至所述混煉好的聚氨酯彈性體中，繼續混煉至均勻的步驟后，還包括如下步驟：

往混煉均勻后的產品中加入硫化劑過氧化二異丙苯，混煉均勻后，出片，得到膠料，放置24h～72h后，將所述膠料置于平板硫化劑上進行硫化，溫度為190℃～210℃，壓力為5MPa～20MPa，時間5min～10min。

在其中一個實施例中，將所述混煉均勻的剪切增稠凝膠與相容劑加入至所述混煉好的聚氨酯彈性體中，繼續混煉至均勻的步驟后，還包括如下步驟：

將混煉均勻后的產品在擠出機上擠出造粒，然后將粒料在注塑機上注塑成型，噴嘴溫度為170℃～200℃，注塑壓力30MPa～80MPa，保壓時間30s～120s，模具溫度40℃～80℃。

此外，還提供一種采用上述聚氨酯減震材料的制備方法制備得到的聚氨酯減震材料。

上述聚氨酯減震材料的制備方法，采用傳統聚氨酯彈性體成型方法，工藝簡單，成本低廉，性能穩定，工藝簡便快捷，得到的聚氨酯減震材料具有優異的耐高溫性。

上述聚氨酯減震材料，以剪切增稠凝膠作為填料，聚氨酯彈性體作為基體，剪切增稠凝膠在受到沖擊作用時，會自發地從柔軟轉變成為堅硬，該過程中吸收能量，從而有效地起到防護作用，聚氨酯彈性體作為結構基體，在受到作用時，聚氨酯骨架結構起到一定的支撐作用，與填料同時作用起到減震緩沖的作用。不僅擴大了使用溫度范圍，還有提高了減震吸能能力，還通過添加相容劑的方法使剪切增稠凝膠很好的分散在聚氨酯基體中。

附圖說明

圖1為一實施方式的聚氨酯減震材料的制備方法的流程圖。

具體實施方式

為使本發明的上述目的、特征和優點能夠更加明顯易懂，下面結合附圖對本發明的具體實施方式做詳細的說明。在下面的描述中闡述了很多具體細節以便于充分理解本發明。但是本發明能夠以很多不同于在此描述的其它方式來實施，本領域技術人員可以在不違背本發明內涵的情況下做類似改進，因此本發明不受下面公開的具體實施的限制。

如圖1所示，一實施方式的聚氨酯減震材料的制備方法，包括以下步驟：

S10、將聚氨酯彈性體進行混煉，得到混煉好的聚氨酯彈性體。

其中，將聚氨酯彈性體進行混煉的步驟中，混煉的溫度可以為180℃～210℃，混煉的時間可以為3min～10min。

S20、將剪切增稠凝膠與相容劑混煉均勻，得到混煉均勻的剪切增稠凝膠與相容劑。

其中，相容劑可以為聚二甲基硅氧烷-聚乙二醇、聚縮水甘油酯、二乙烯基四甲基二硅氧烷、乙烯基三乙氧基硅氧烷、乙烯基三氯硅烷、乙烯基三(β-甲氧乙氧基)硅烷、γ-縮水甘油丙基-三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基-三甲氧基硅烷、N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基-甲基-三甲氧基硅烷、γ-氯丙基-三甲氧基硅、γ-巰丙基-三甲氧基硅烷、N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基-三甲氧基硅烷中的至少一種。

將剪切增稠凝膠與相容劑混煉均勻的步驟中，混煉的溫度可以為70℃～120℃，混煉的時間可以為2min～5min。

其中，剪切增稠凝膠的質量份數和相容劑的質量份數的比值可以為100:0.1～5。

S30、將混煉均勻的剪切增稠凝膠與相容劑加入至混煉好的聚氨酯彈性體中，繼續混煉至均勻，得到聚氨酯減震材料。

將混煉均勻的剪切增稠凝膠與相容劑加入至混煉好的聚氨酯彈性體中，繼續混煉至均勻的步驟中，混煉的溫度可以為170℃～200℃，混煉的時間可以為3min～10min。

其中，混煉均勻的剪切增稠凝膠與相容劑的質量份數與混煉好的聚氨酯彈性體的質量分數的比值可以為1～40:100。

在其中一個實施例中，S30后還包括如下步驟：

往混煉均勻后的產品中加入硫化劑過氧化二異丙苯(DCP)，混煉均勻后，出片，得到膠料，放置24h～72h后，將膠料置于平板硫化劑上進行硫化，溫度為190℃～210℃，壓力為5MPa～20MPa，時間5min～10min。

在另一個實施例中，S30后還包括如下步驟：

將混煉均勻后的產品在擠出機上擠出造粒，然后將粒料在注塑機上注塑成型，噴嘴溫度為170℃～200℃，注塑壓力30MPa～80MPa，保壓時間30s～120s，模具溫度40℃～80℃。

此外，還提供一種采用上述聚氨酯減震材料的制備方法制備得到的聚氨酯減震材料。

上述聚氨酯減震材料，聚氨酯彈性體具有良好的力學性能，拉伸強度、耐撕裂強度高，同時具備耐腐蝕性，耐老化性能。剪切增稠凝膠使用溫度范圍廣。以剪切增稠凝膠作為填料，聚氨酯彈性體作為基體，通過添加一定的相容劑，制備得到高緩沖性能的減震防護材料。剪切增稠凝膠平常狀態下表現為較為柔軟的凝膠，但在受到沖擊作用時的狀態會自發地從柔軟轉變成為堅硬，該過程中吸收能量，從而有效地起到防護作用，聚氨酯彈性體作為結構基體，在受到作用時，聚氨酯骨架結構起到一定的支撐作用，與填料同時作用起到減震緩沖的作用。不僅擴大了使用溫度范圍，可以在小于等于150℃的溫度下使用，還有提高了減震吸能能力，比聚氨酯彈性體材料增加20％減震能力，還通過添加相容劑的方法使剪切增稠凝膠很好的分散在聚氨酯基體中，提高聚氨酯減震材料的性能。

上述聚氨酯減震材料的制備方法，采用傳統聚氨酯彈性體成型方法，工藝簡單，成本低廉，性能穩定，工藝簡便快捷，得到的聚氨酯減震材料具有優異的耐高溫性和減震性能。

以下將結合具體實施例，進一步對本發明實施方式的聚氨酯減震材料的制備方法進行說明。

實施例1

將聚氨酯彈性體進行混煉，混煉溫度為190℃，混煉時間為5min，得到混煉好的聚氨酯彈性體。

接著將100份剪切增稠凝膠與0.1份聚二甲基硅氧烷-聚乙二醇在開煉機上混煉，混煉溫度為100℃，混煉時間為2min。

將混煉均勻的20份剪切增稠凝膠與相容劑加入至混煉好的100份聚氨酯彈性體中，繼續混煉，混煉溫度為190℃，混煉時間為6min。混煉均勻后再加入硫化劑DCP，之后混煉一段時間出片。24h后將膠料置于平板硫化劑上進行硫化，溫度為190℃，壓力為10MPa，時間7min。即得到最終樣片。

實施例2

將聚氨酯彈性體進行混煉，混煉溫度為200℃，混煉時間為3min，得到混煉好的聚氨酯彈性體。

接著將100份剪切增稠凝膠與0.5份二乙烯基四甲基二硅氧烷在開煉機上混煉，混煉溫度為80℃，混煉時間為5min。

將混煉均勻的20份剪切增稠凝膠與相容劑加入至混煉好的100份聚氨酯彈性體中，繼續混煉，混煉溫度為180℃，混煉時間為8min。接著，將混煉均勻后的產品在擠出機上擠出造粒。然后將粒料在注塑機上注塑成型，噴嘴溫度為190℃，注塑壓力50MPa，保壓時間60s，模具溫度50℃即得到最終產品。

實施例3

將聚氨酯彈性體進行混煉，混煉溫度為180℃，混煉時間為10min，得到混煉好的聚氨酯彈性體。

接著將100份剪切增稠凝膠與5份乙烯基三乙氧基硅氧烷在開煉機上混煉，混煉溫度為70℃，混煉時間為5min。

將混煉均勻的40份剪切增稠凝膠與相容劑加入至混煉好的100份聚氨酯彈性體中，繼續混煉，混煉溫度為170℃，混煉時間為10min。接著，將混煉均勻后的產品在擠出機上擠出造粒。然后將粒料在注塑機上注塑成型，噴嘴溫度為200℃，注塑壓力80MPa，保壓時間30s，模具溫度40℃即得到最終產品。

實施例4

將聚氨酯彈性體進行混煉，混煉溫度為210℃，混煉時間為3min，得到混煉好的聚氨酯彈性體。

接著將100份剪切增稠凝膠與5份乙烯基三氯硅烷在開煉機上混煉，混煉溫度為120℃，混煉時間為2min。

將混煉均勻的1份剪切增稠凝膠與相容劑加入至混煉好的100份聚氨酯彈性體中，繼續混煉，混煉溫度為200℃，混煉時間為3min。接著，將混煉均勻后的產品在擠出機上擠出造粒。然后將粒料在注塑機上注塑成型，噴嘴溫度為170℃，注塑壓力30MPa，保壓時間120s，模具溫度80℃即得到最終產品。

實施例5

將聚氨酯彈性體進行混煉，混煉溫度為210℃，混煉時間為3min，得到混煉好的聚氨酯彈性體。

接著將100份剪切增稠凝膠與5份γ-氯丙基-三甲氧基硅在開煉機上混煉，混煉溫度為80℃，混煉時間為3min。

將混煉均勻的20份剪切增稠凝膠與相容劑加入至混煉好的100份聚氨酯彈性體中，繼續混煉，混煉溫度為190℃，混煉時間為6min。混煉均勻后再加入硫化劑DCP，之后混煉一段時間出片。72h后將膠料置于平板硫化劑上進行硫化，溫度為210℃，壓力為20MPa，時間10min。即得到最終樣片。

以上所述實施例僅表達了本發明的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細，但并不能因此而理解為對本發明專利范圍的限制。應當指出的是，對于本領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明構思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本發明的保護范圍。因此，本發明專利的保護范圍應以所附權利要求為準。