一种工程爆破用的聚脲复合改性材料及其制备方法技术

本发明专利技术属于防爆材料领域，具体涉及一种工程爆破用的聚脲复合改性材料及其制备方法。本发明专利技术提供的工程爆破用的聚脲复合改性材料包括半预聚体A组分和B组分，所述半预聚体A组分包括聚酯型多元醇、多异氰酸酯和改性添加剂，所述B组分包括复合扩链剂、聚酯型多元醇、干燥剂和增塑剂。本发明专利技术所述改性添加剂为改性硅树脂，并提供了对应的制备方法。本发明专利技术制得的工程爆破用的聚脲复合改性材料制备方法简单，所用材料易于获得。通过喷枪将A、B组分进行混合反应后产生的防护层能够在金属、木材等底材上喷涂成型，具有较优的防爆破性能。经实验证实，本发明专利技术制得的工程爆破用的聚脲复合改性材料，力学性能优异，适用前景广阔。适用前景广阔。

【技术实现步骤摘要】
一种工程爆破用的聚脲复合改性材料及其制备方法


[0001]本专利技术属于防爆材料领域，具体涉及一种工程爆破用的聚脲复合改性材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]爆炸物爆炸时所产生的冲击波和高速破片会对周围的人员和财产造成严重破坏，抗爆领域备受人们关注。而为了降低和防止爆炸所产生的爆轰产物对目标的破坏，提高结构的抗爆性能，通常采用的方案是增加防护介质的厚度、采用复合结构和开发新材料等方式。
[0003]聚脲是近年来较为热门的且极具发展潜力的防护涂料，作为一种由异氰酸酯和氨基化合物反应生成的弹性体物质，它具有优异的理化性能，特别是在抗冲击、柔韧性、耐磨性等领域。同时聚脲使用方便，具有良好的粘结力，能够在金属、木材等底材上喷涂成型，其较好的抗冲击能力在冲击防护领域得到了广泛的研究与应用，在工程爆破领域同样有绝佳的应用条件。
[0004]在具体应用方面，考虑到聚脲材料反应快速固化的特点，反应物在压力条件下通过枪孔推出之前，通常是在双料筒中单独储存，通过喷枪将A、B反应物推入到静态混合器中反应，实践中常用的就是国PMC公司高温高压喷涂机(PHX
‑
40)专业喷涂设备。
[0005]中国专利CN 110396358 A提供了一种防护防爆用有机硅聚脲树脂涂料组合物及其施工方法，主剂包括：聚氧丙烯二胺、二乙基甲苯二胺、颜填料，防紫外线剂、附着力促进剂、分散剂、稳定剂、消泡剂、改性氨基硅油等，固化剂为重量百分比为100％的异氰酸酯预聚物，
[0006]中国专利CN114210529 B提供了一种提高防弹防爆性能的聚脲
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金属
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聚脲复合结构及制备方法，包括了聚脲的制备方法，具体是：称取所述异氰酸酯组分和所述氨基化合物组分，并分别置于两个原料桶备用；通过喷涂主机控制料泵同时提取两个所述原料桶内的组分，并将两个所述组分分别泵入加热保温软管预热，最后分输入气枪内进行高压雾化，得到反应产物。
[0007]以上列举的现有技术的创新点在于提供了不同的聚脲材料制备方法以及聚脲材料的使用，均提供了一定的技术启示。但问题在于，不同的应用场景决定了对聚脲性能的偏好，而在工程爆破领域更多的是考虑聚脲的防爆性能，如何在已有聚脲技术的前提下提高防爆性能是本专利技术所要解决的疑难问题。

技术实现思路

[0008]本专利技术旨在提供一种工程爆破用的聚脲复合改性材料及其制备方法，特别是该方法制备方法简单，能够获得较优的防爆性能。
[0009]为了实现上述目的，本专利技术的技术方案是：
[0010]一种工程爆破用的聚脲复合改性材料，所述聚脲复合改性材料包括半预聚体A组
分和B组分，所述半预聚体A组分及质量份数为200
‑
400聚酯型多元醇、500
‑
800多异氰酸酯和10
‑
60改性添加剂，所述B组分及质量份数为150
‑
300复合扩链剂、300
‑
500聚酯型多元醇、30
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60干燥剂、20
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50增塑剂。
[0011]进一步的，所述聚脲复合改性材料包括半预聚体A组分和B组分，所述半预聚体A组分及质量份数为280聚酯型多元醇、600多异氰酸酯和35改性添加剂，所述B组分及质量份数为200复合扩链剂、360聚酯型多元醇、40干燥剂、30增塑剂。
[0012]进一步的，所述半预聚体A组分的聚酯型多元醇为聚己内酯，所述多异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯。
[0013]进一步的，所述半预聚体A组分的改性添加剂为改性硅树脂。
[0014]进一步的，所述B组分的复合扩链剂为二乙基甲苯二胺和甲基二乙醇胺，其质量比为3
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7：2。
[0015]进一步的，所述B组分的聚酯型多元醇为聚己内酯，干燥剂为工业用分子筛，增塑剂为邻苯二甲酸。
[0016]进一步的，所述半预聚体A组分的改性硅树脂的制备方法为：将质量份数为10
‑
30甲基三氯硅烷、20
‑
30二苯基二甲氧基硅烷、5
‑
15三氟氯乙烯、2
‑
5聚氧化乙烯、30
‑
45去离子水、5
‑
10甲苯二异氰酸酯、1
‑
3二氧化钛、预调节羟基磷灰石1
‑
2份、1
‑
3叔丁基过氧化氢放入反应器中，水浴75℃加热3h，制得改性硅树脂。
[0017]预调节羟基磷灰石的制备方法为：
[0018]将羟基磷灰石加入到羟基磷灰石总量3
‑
5倍的质量分数5％的壳聚糖水溶液中，然后加入羟基磷灰石总量6
‑
10％的质量分数2％的硅酸钠水溶液、羟基磷灰石总量1
‑
3％的pH值为5.5的磷酸缓冲溶液，先一级搅拌处理，最后再加入羟基磷灰石总量1
‑
5％的质量分数6％的硝酸钇溶液、羟基磷灰石总量1
‑
3％的硅烷偶联剂KH560，再二级搅拌处理，搅拌结束，水洗、干燥，得到预调节羟基磷灰石；其中一级搅拌处理的转速为550
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650r/min，搅拌时间为20
‑
30min，搅拌温度为40
‑
45℃；所述二级搅拌处理的转速为300
‑
400r/min，搅拌时间为45
‑
55min，搅拌温度为46
‑
48℃。
[0019]进一步的，所述聚脲复合改性材料的制备方法为：
[0020]半预聚体A组分的制备：在反应釜内加入配方量的聚酯型多元醇和改性添加剂，搅拌的同时加热至90
‑
110℃，进而在真空度为
‑
0.095MPa条件下脱水1
‑
2小时，再去掉真空，降温至50℃时加入配方量的多异氰酸酯，在70
‑
90℃条件下反应2
‑
3小时，得到半预聚体A组分；
[0021]B组分的制备：将配方量的复合扩链剂、聚酯型多元醇、干燥剂、增塑剂加入高速分散机中，在20
‑
30℃的条件下搅拌30
‑
60min，混合后即得到B组分。
[0022]进一步的，所述半预聚体A组分的制备在最后反应结束后需测定—NCO的含量，待合格后过滤和包装。
[0023]进一步的，所述工程爆破用的聚脲复合改性材料在适用于防爆的应用。
[0024]聚脲材料的分子主链是由柔性链段和刚性链段交替组成的嵌段共聚物，软段提供韧性和弹性，硬段提供刚性和强度，硬段与软段的不相容性产生了微相分离，这种结构赋予聚脲材料优异的物理性能。硬段是由半预聚体A组分中的多异氰酸酯与B组分中的复合扩链剂反应生成，选择恰当的硬段比例可提高产品的刚性，但过多反而会由于硬段溶于软段而
降低刚性，再进一步提升需要改性材料的加入，本专利技术使用的是改性硅本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种工程爆破用的聚脲复合改性材料，其特征在于，所述聚脲复合改性材料包括半预聚体A组分和B组分，所述半预聚体A组分及质量份数为200
‑
400聚酯型多元醇、500
‑
800多异氰酸酯和10
‑
60改性添加剂，所述B组分及质量份数为150
‑
300复合扩链剂、300
‑
500聚酯型多元醇、30
‑
60干燥剂、20
‑
50增塑剂。2.如权利要求1所述的工程爆破用的聚脲复合改性材料，其特征在于，所述聚脲复合改性材料包括半预聚体A组分和B组分，所述半预聚体A组分及质量份数为280聚酯型多元醇、600多异氰酸酯和35改性添加剂，所述B组分及质量份数为200复合扩链剂、360聚酯型多元醇、40干燥剂、30增塑剂。3.如权利要求1所述的工程爆破用的聚脲复合改性材料，其特征在于，所述半预聚体A组分的聚酯型多元醇为聚己内酯，所述多异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯。4.如权利要求1所述的工程爆破用的聚脲复合改性材料，其特征在于，所述半预聚体A组分的改性添加剂为改性硅树脂；其中改性硅树脂的制备方法为：将质量份数为10
‑
30甲基三氯硅烷、20
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30二苯基二甲氧基硅烷、5
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15三氟氯乙烯、2
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5聚氧化乙烯、30
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45去离子水、5
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10甲苯二异氰酸酯、1
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3二氧化钛、预调节羟基磷灰石1
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2份、1
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3叔丁基过氧化氢放入反应器中，水浴75℃加热3h，制得改性硅树脂。5.如权利要求1所述的工程爆破用的聚脲复合改性材料，其特征在于，所述B组分的复合扩链剂为二乙基甲苯二胺和甲基二乙醇胺，其质量比为3
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7：2。6.如权利要求1所述的工程爆破用的聚脲复合改性材料，其特征在于，所述B组分的聚酯型多元醇为聚己内酯，干燥剂为工业用分子筛，增塑剂为邻苯二甲酸。7.如权利要求4所述的工程爆破用的聚脲复合改性材料...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾德进，龚叶飞，朱晶亮，张伟，陈育武，程劲芳，俞鑫，
申请(专利权)人：江西铜业民爆矿服有限公司，
类型：发明
国别省市：