本发明专利技术公开了一种抗冲击发泡材料及其制备方法与应用，属于冲击防护材料技术领域。所述的抗冲击发泡材料，包括A组分和B组分；A组分包括如下重量份组分：多元醇85～92份、刷状扩链剂5～10份、发泡剂0.3～1份、催化剂1～4.5份；B组分包括如下重量份组分：多异氰酸酯90～95份、助剂5～10份。本发明专利技术在聚氨酯合成中引入一类具有长支链的刷状扩链剂，在材料受到冲击时交联网络中的高分子链运动摩擦，消耗大量能量，从而提高材料的抗冲击性能该材料具有轻质、高强、高能量耗散、高抗冲击等特性，可应用于包装运输、运动防护、防暴防弹、航天航海滤波与吸能、医疗减震等多种防护领域。医疗减震等多种防护领域。
【技术实现步骤摘要】
一种抗冲击发泡材料及其制备方法与应用
[0001]本专利技术属于冲击防护材料
，涉及一种抗冲击发泡材料及其制备方法与应用。
技术介绍
[0002]发泡结构材料为一种经发泡后形成的具有一定力学强度和结构稳定性的泡沫材料，已逐渐应用包装运输、运动防护、防暴防弹、航天航海滤波与吸能、医疗减震等领域。常用的冲击防护缓冲材料有泡棉、EVA、橡胶、EPS等，但是泡棉强度太低，EVA热稳定性差，橡胶笨重且不透气，EPS易被破坏。因此市场上已有的一些缓冲材料尚存在不足，难以同时具备轻质、高强、高能量耗散的性能，只能适用于各自特定的缓冲防护场景。
技术实现思路
[0003]本专利技术的首要目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种抗冲击发泡材料。本专利技术的抗冲击发泡材料具有轻质、高强、高能量耗散的特点，能够在常温下短时间内成型熟化。
[0004]本专利技术的另一个目的在于提供上述抗冲击发泡材料的制备方法。
[0005]本专利技术的再一目的在于提供上述抗冲击发泡材料的应用。
[0006]本专利技术的目的通过下述技术方案实现：
[0007]一种抗冲击发泡材料，包括A组分和B组分；
[0008]其中，A组分包括如下重量份的各组分：
[0009][0010]所述的刷状扩链剂的制备方法优选包括如下步骤：将酯类化合物、3
‑
巯基
‑
1,2
‑
丙二醇、偶氮二异丁腈和四氢呋喃混匀，除水除氧后在氮气氛围中进行聚合反应，得到混合物；将混合物用有机溶剂沉淀，去除溶剂，即得刷状扩链剂。
[0011]所述的酯类化合物优选包括但不限于丙烯酸三异丙基硅酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸异辛酯、乙酸烯丙酯、丙烯酸正丙酯、1,3
‑
丙二醇单丙烯酸酯、4
‑
丙烯酰氧基二苯甲酮和甲基丙烯酸苄酯中的至少一种。
[0012]所述的酯类化合物与3
‑
巯基
‑
1,2
‑
丙二醇优选按质量比26～29:1.8～4计算。
[0013]所述的酯类化合物与偶氮二异丁腈优选按质量比26～29:0.013～3计算。
[0014]所述的酯类化合物与四氢呋喃优选按质量比26～29:70计算。
[0015]所述的聚合反应的条件优选为：60～80℃聚合11～13h；更优选为：70℃聚合12h。
[0016]所述的有机溶剂优选包括但不限于正己烷。
[0017]所述的去除溶剂的方法优选为烘干法；所述的烘干法的烘干温度优选为：30～50℃；更优选为40℃。
[0018]所述的多元醇包括聚醚多元醇、聚酯多元醇和植物油基改性多元醇中的至少一种。
[0019]所述的聚醚多元醇优选包括甘油聚醚多元醇、三羟甲基丙烷聚醚多元醇、季戊四醇聚醚多元醇、山梨醇聚醚多元醇、甘露醇聚醚多元醇、蔗糖聚醚多元醇和蔗糖
‑
甘油聚醚多元醇中的至少一种。
[0020]所述的聚醚多元醇的羟值优选为350～650mg KOH/g。
[0021]所述的聚酯多元醇优选为苯酐聚酯多元醇。
[0022]所述的植物油基改性多元醇优选为蓖麻油多元醇、大豆油多元醇、桐油多元醇、棕榈油多元醇、玉米油多元醇和芝麻油多元醇中的至少一种。
[0023]所述的竞争性反应物优选为3,3
’‑
二氯
‑
4,4
’‑
二氨基二苯甲烷、聚四亚甲基醚二醇双(对氨基苯甲酸)酯、聚天冬氨酸、N,N,N',N'
‑
四(2
‑
羟基丙基)乙二胺、聚醚胺D230、聚醚胺D400、聚醚胺D2000、聚醚胺T403和聚醚胺T5000中的至少一种。
[0024]所述的发泡剂优选为去离子水、一氟二氯乙烷、三氟二氯乙烷、三氟三氯乙烷、五氟丙烷、五氟丁烷、环戊烷、正戊烷和全氟庚烷中的至少一种。
[0025]所述的催化剂优选包括有机金属类催化剂和叔胺类催化剂。
[0026]所述的有机金属类催化剂优选为辛酸亚锡、二月桂酸二丁基锡、异辛酸铋和新葵酸铋中的至少一种。
[0027]所述的叔胺类催化剂优选为三乙烯二胺、N,N
‑
二甲基环己胺、三乙醇胺、N,N,N
’
,N
’‑
四甲基
‑
1,6
‑
己二胺、N,N
‑
二甲基氨基乙醇、N,N,N
’
,N
’
,N
’‑
五甲基二乙烯三胺和N,N,N
’
,N
’‑
四甲基亚甲二胺中的至少一种。
[0028]B组分包括如下重量份的各组分：
[0029]多异氰酸酯
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90～95份；
[0030]助剂
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5～10份。
[0031]所述的多异氰酸酯优选为多苯基多亚甲基多异氰酸酯、甲苯
‑
2,4
‑
二异氰酸酯、甲苯
‑
2,6
‑
二异氰酸酯、碳化二亚胺改性二苯基甲烷二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、1,1
‑
异亚丙基亚(环己基异氰酸酯
‑
4)、甲基环己烷二异氰酸酯、苯二亚甲基二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯和聚六亚甲基二异氰酸酯中的至少一种。
[0032]所述的助剂优选为聚二甲基硅氧烷、环甲基硅氧烷、磺化蓖麻醇酸钠盐、聚氧乙烯山梨醇酐单油酸酯、聚甲基苯基硅氧烷、聚醚聚硅氧烷共聚物和环聚二甲基硅氧烷中的至少一种。
[0033]所述的抗冲击发泡材料的制备方法，包括如下步骤：将A组分和B组分按照重量比100:80～120混匀，得到抗冲击发泡材料。
[0034]所述的抗冲击发泡材料在冲击防护领域中的应用。
[0035]本专利技术相对于现有技术具有如下的优点及效果：
[0036](1)常规的聚氨酯发泡材料表面硬度低、脆性高、抗冲击性能较弱、使用寿命短，通常也采用外加无机填料的方式改性，调料难以分散均匀、改性效果不稳定的困难难以避免。本专利技术通过合成一类具有长刷状支链的刷状扩链剂，向交联网络中以化学方法添加“聚合
物刷”；在材料受到冲击时，“聚合物刷”的运动和相互摩擦、缠结会消耗大量的能量，因此该发泡材料具有良好的抗冲击性能。
[0037](2)本专利技术充分利用叔胺类催化剂与有机金属催化剂复配对聚氨酯泡沫凝胶反应速度及发泡反应速度进行调控，使得材料发泡正常，不出现塌泡、顶裂、收缩等缺陷；且将起发时间控制在20～40s，数分钟之内即完成发泡。
[0038](3)与橡胶、EVA等缓冲材料相比，本专利技术所述的缓冲减震泡沫材料具有多孔结构，达到相同体积使用的原材料更少，成本更低，轻质、高强，更为环保本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种抗冲击发泡材料，其特征在于，包括A组分和B组分；其中，A组分包括如下重量份的各组分：B组分包括如下重量份的各组分：多异氰酸酯
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90～95份；助剂
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5～10份。2.根据权利要求1所述的抗冲击发泡材料，其特征在于，所述的刷状扩链剂的制备方法包括如下步骤：将酯类化合物、3
‑
巯基
‑
1,2
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丙二醇、偶氮二异丁腈和四氢呋喃混匀，除水除氧后在氮气氛围中进行聚合反应，得到混合物；将混合物用有机溶剂沉淀，去除溶剂，即得刷状扩链剂。3.根据权利要求2所述的抗冲击发泡材料，其特征在于，所述的酯类化合物包括但不限于丙烯酸三异丙基硅酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸异辛酯、乙酸烯丙酯、丙烯酸正丙酯、1,3
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丙二醇单丙烯酸酯、4
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丙烯酰氧基二苯甲酮和甲基丙烯酸苄酯中的至少一种；所述的酯类化合物与3
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巯基
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1,2
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丙二醇按质量比26～29:1.8～4计算；所述的酯类化合物与偶氮二异丁腈按质量比26～29:0.013～3计算；所述的酯类化合物与四氢呋喃按质量比26～29:70计算；所述的聚合反应的条件为：60～80℃聚合11～13h。4.根据权利要求1所述的抗冲击发泡材料，其特征在于，所述的多元醇包括聚醚多元醇、聚酯多元醇和植物油基改性多元醇中的至少一种；所述的聚醚多元醇包括甘油聚醚多元醇、三羟甲基丙烷聚醚多元醇、季戊四醇聚醚多元醇、山梨醇聚醚多元醇、甘露醇聚醚多元醇、蔗糖聚醚多元醇和蔗糖
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甘油聚醚多元醇中的至少一种；所述的聚醚多元醇的羟值为350～650mg KOH/g；所述的聚酯多元醇为苯酐聚酯多元醇；所述的植物油基改性多元醇为蓖麻油多元醇、大豆油多元醇、桐油多元醇、棕榈油多元醇、玉米油多元醇和芝麻油多元醇中的至少一种。5.根据权利要求1所述的抗冲击发泡材料，其特征在于，所述的竞争性反应物为3,3
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二氯
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4,4
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二氨基二苯甲烷、聚四亚甲基...
【专利技术属性】
技术研发人员：马春风，张国梁，刘珂，王满，吕呈，张广照，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：
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