一種聚脲泡沫材料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種聚脲泡沫材料及其制備方法，尤其是涉及一種防撞、防爆、吸能聚脲多孔材料及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]聚脲是由異氰酸酯封端的預(yù)聚物(A組分)與氨基化合物組分(B組分)反應(yīng)生成的一種嵌段共聚物彈性體，具有非常優(yōu)異的物理化學(xué)性能，如耐老化、耐介質(zhì)、耐磨、防火等。此外，聚脲能快速且100%固化，不含任何揮發(fā)性有機(jī)物，對(duì)環(huán)境友好，與鋼、鋁、混凝土、木材、玻璃鋼、聚氨酯泡沫等多種底材均有較強(qiáng)的附著力。因此，聚脲作為一種綠色涂層材料，自1986年問世以來，得到了迅猛的發(fā)展，在防腐、防水、防沖磨和表面裝飾等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。聚脲的微觀結(jié)構(gòu)特殊，具有微相分離結(jié)構(gòu)，分子鏈有軟段和硬段之分，軟段玻璃化轉(zhuǎn)變溫度低、常溫下處于高彈態(tài)，硬段玻璃化轉(zhuǎn)變溫度高、常溫下處于玻璃態(tài)或結(jié)晶態(tài)。硬段微區(qū)均勻的分布于連續(xù)的軟段基體中起到物理交聯(lián)點(diǎn)和增強(qiáng)體的作用，防止了聚脲分子鏈間的相對(duì)滑移，使得聚脲具有優(yōu)異的力學(xué)性能和韌性，而且通過調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)，聚脲的性能可以在很寬泛的范圍內(nèi)變化，手感可從軟橡皮到硬彈性體。這些優(yōu)異的性能使得聚脲逐漸引起了防護(hù)材料研究者的關(guān)注，近來的研究發(fā)現(xiàn)，聚脲層可以顯著增強(qiáng)裝甲板對(duì)炮火和爆炸碎片的抗穿透能力，延遲鋼板的破裂，某些復(fù)合結(jié)構(gòu)中使用聚脲層，抗沖擊性能提高了 100%。但是，針對(duì)輕量化的技術(shù)要求，以及某些應(yīng)用場(chǎng)合對(duì)低阻抗的技術(shù)要求，在保持甚至進(jìn)一步提高聚脲吸能性能的基礎(chǔ)上，降低聚脲的密度是非常必要的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明是要解決如何在提高聚脲的吸能性能的同時(shí)降低聚脲材料的密度的問題，而提供了一種聚脲泡沫材料及其制備方法。
[0004]—種聚脲泡沫材料按質(zhì)量份數(shù)由0.4份?11份的可膨脹微球、8份?45份的異氰酸酯和50份?91份二元胺制成。
[0005]—種聚脲泡沫材料的制備方法是按以下步驟完成的:
[0006]—、稱料:按質(zhì)量份數(shù)稱取0.4份?11份的可膨脹微球、8份?45份的異氰酸酯和50份?91份二兀胺；
[0007]二、將步驟一稱取的0.4份?11份的可膨脹微球和8份?45份二元胺混合，在真空條件下攪拌lh?12h，得到混合物；
[0008]三、將步驟一稱取的50份?91份的異氰酸酯在真空條件下除氣lh?12h后，在溫度為20°C?70°C的真空條件下加入到步驟二得到的混合物中，然后攪拌lmin?15min，然后注入模具中固化，得到聚脲泡沫材料。
[0009]本發(fā)明的有益效果:
[0010]1、本發(fā)明的聚脲泡沫材料在合成過程中通過控制可膨脹微球的含量和尺寸來實(shí)現(xiàn)泡沫材料中孔隙率和孔徑尺寸的控制；通過控制攪拌速度和攪拌時(shí)間來實(shí)現(xiàn)泡沫材料中孔分布的均勻性；本發(fā)明的制備工藝簡(jiǎn)單，制得的泡沫材料中孔分布均勻，孔徑可控。
[0011]2、本發(fā)明制備的聚脲泡沫的密度為0.25?lg/cm3，比聚脲密度降低約10%?75%，具有良好的熱穩(wěn)定性、阻尼性能和力學(xué)性能。本發(fā)明提供了一種聚脲泡沫的制備方法，制備方法簡(jiǎn)單、易操作、工藝容易控制，制備出的聚脲泡沫具有孔結(jié)構(gòu)可控，綜合性能優(yōu)良的特點(diǎn)，可用于防撞、防爆、吸能等目的。
【附圖說明】
[0012]圖1為實(shí)施例一得到的聚脲泡沫的微觀形貌照片。
【具體實(shí)施方式】
[0013]【具體實(shí)施方式】一:本實(shí)施方式一種聚脲泡沫材料按質(zhì)量份數(shù)由0.4份?11份的可膨脹微球、8份?45份的異氰酸酯和50份?91份二元胺制成。
[0014]【具體實(shí)施方式】二:本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】一不同的是:所述可膨脹微球的粒徑為1 ym?1000 μπι;所述可膨脹微球?yàn)槲窗l(fā)泡可膨脹微球或市售已發(fā)泡可膨脹微球；當(dāng)所述可膨脹微球?yàn)槲窗l(fā)泡可膨脹微球時(shí)，需在溫度為80°C?210°C的條件下進(jìn)行發(fā)泡。其他與【具體實(shí)施方式】一相同。
[0015]【具體實(shí)施方式】三:本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】一或二不同的是:所述異氰酸酯為改性二苯基甲烷二異氰酸酯。其他與【具體實(shí)施方式】一或二相同。
[0016]【具體實(shí)施方式】四:本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】一至三之一不同的是:所述二元胺是聚-1，4-丁二醇雙(4-氨基苯甲酸酯)、端氨基聚氧化丙烯醚和端氨基聚氧化乙烯醚中的一種或其中幾種的混合物，所述混合物的分子量為230?5000。其他與【具體實(shí)施方式】一至三之一相同。
[0017]【具體實(shí)施方式】五:本實(shí)施方式一種聚脲泡沫材料的制備方法是按以下步驟完成的:
[0018]—、稱料:按質(zhì)量份數(shù)稱取0.4份?11份的可膨脹微球、8份?45份的異氰酸酯和50份?91份二兀胺；
[0019]二、將步驟一稱取的0.4份?11份的可膨脹微球和8份?45份二元胺混合，在真空條件下攪拌lh?12h，得到混合物；
[0020]三、將步驟一稱取的50份?91份的異氰酸酯在真空條件下除氣lh?12h后，在溫度為20°C?70°C的真空條件下加入到步驟二得到的混合物中，然后攪拌lmin?15min，然后注入模具中固化，得到聚脲泡沫材料。
[0021]【具體實(shí)施方式】六:本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】五不同的是:步驟一中所述可膨脹微球的粒徑為1 μπι?1000 μπι ;所述可膨脹微球?yàn)槲窗l(fā)泡可膨脹微球或市售已發(fā)泡可膨脹微球；當(dāng)所述可膨脹微球?yàn)槲窗l(fā)泡可膨脹微球時(shí)，需在溫度為80°C?210°C的條件下進(jìn)行發(fā)泡。其他與【具體實(shí)施方式】五相同。
[0022]【具體實(shí)施方式】七:本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】五或六不同的是:步驟一中所述異氰酸酯為改性二苯基甲烷二異氰酸酯。其他與【具體實(shí)施方式】五或六相同。
[0023]【具體實(shí)施方式】八:本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】五至七之一不同的是:步驟一中所述二元胺是聚-1，4-丁二醇雙(4-氨基苯甲酸酯)、端氨基聚氧化丙烯醚和端氨基聚氧化乙烯醚中的一種或其中幾種的混合物，所述混合物的分子量為230?5000。其他與【具體實(shí)施方式】五至七之一相同。
[0024]【具體實(shí)施方式】九:本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】五至八之一不同的是:步驟二和步驟三中所述攪拌為電磁攪拌或機(jī)械攪拌，攪拌速度為60轉(zhuǎn)/分鐘?500轉(zhuǎn)/分鐘。其他與【具體實(shí)施方式】五至八之一相同。
[0025]【具體實(shí)施方式】十:本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】五至九之一不同的是:步驟二和步驟三中所述真空條件的真空度< ltorr。其他與【具體實(shí)施方式】五至九之一相同。
[0026]采用以下實(shí)施例驗(yàn)證本發(fā)明的有益效果:
[0027]實(shí)施例一:一種聚脲泡沫材料的制備方法是按以下步驟完成的:
[0028]—、稱料:按質(zhì)量份數(shù)稱取2.5份的市售已發(fā)泡可膨脹微球、19.7份的碳化二亞胺改性二苯基甲烷二異氰酸酯和77.8份聚-1，4-丁二醇雙(4-氨基苯甲酸酯)；所述市售已發(fā)泡可膨脹微球的粒徑為30 μ m?50 μ m ;
[0029]二、將步驟一稱取的2.5份的市售已發(fā)泡可膨脹微球和77.8份聚_1，4_ 丁二醇雙(4-氨基苯甲酸酯)混合，在真空條件下攪拌2h，得到混合物；
[0030]三、將步驟一稱取的19.7份的碳化二亞胺改性二苯基甲烷二異氰酸酯在真空條件下除氣2h后，在溫度為25°C的真空條件下加入到步驟二得到的混合物中，然后攪拌lOmin，然后