【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及抗爆弹性体复合材料，尤其涉及一种含二次掺杂态聚苯胺的抗爆弹性体涂层材料及其制备方法。
技术介绍
1、聚脲抗爆弹性体涂层材料以其柔韧性好、强度高、固化速度快，对环境温度、湿度不敏感，一次施工可达到厚涂层等诸多优点而得到广泛应用。然而，该涂料是由异氰酸酯与端羟基聚醚反应生成的半预聚物及端氨基聚醚、胺基固化剂等组成的，作为一种高分子材料，很容易起火燃烧，并散发出大量有毒气体，因此，研制开发阻燃型抗爆弹性体涂层材料尤为重要。
2、现有技术中关于阻燃材料主要包括有机磷系阻燃剂和无机磷系阻燃剂。在采用聚磷酸铵(app)作为磷系阻燃剂，在应用时仍然存在缺陷：第一，单纯采用聚磷酸铵(app)一种阻燃剂，其阻燃效率不高：现有技术中只有添加量达到一定量时，聚磷酸铵(app)才能赋予聚合物必要的阻燃安全性。第二，聚磷酸铵(app)在气相发挥阻燃作用时，其释放·po自由基中断燃烧链式反应的阻燃使其在实际使用过程生成更多的烟气和有毒气体。第三，聚磷酸铵(app)的主要凝聚相阻燃机理是促使聚合物形成多孔炭层，然而，研究表明，聚磷酸铵(app)的加入会使聚合物在熔融状态下流动性提高，因此使形成的炭层强度低且不耐烧蚀。第四，聚磷酸铵(app)作为一种极性材料与聚合物的相容性较差，其引入复合材料中，在阻燃的同时会使聚合物复合材料的力学性能降低，影响实用性。
3、现有技术中，弥补聚磷酸铵(app)上述缺陷的方法根据操作手段一般可分为两种，一种是对聚磷酸铵(app)进行表面改性处理，另一种是将聚磷酸铵(app)与协效剂共同使用。
技术实现思路
1、本专利技术提供一种含二次掺杂态聚苯胺的抗爆弹性体涂层材料，采用层状的纳米碳材料修饰二次掺杂态聚苯胺与聚磷酸铵实现协同作用，提高抗爆弹性体涂层材料中聚磷酸铵的阻燃效果。
2、第一方面，本专利技术提供一种含二次掺杂态聚苯胺的抗爆弹性体涂层材料包括半预聚体a组分和b组分，其中，所述半预聚体a组分包括如下质量百分比的原料：聚醚二元醇或聚酯二元醇40～60％、多异氰酸酯8～10％、石墨烯和碳纳米管与二次掺杂态聚苯胺的氮化碳杂化复合材料2～12％、聚磷酸铵2～12％；所述b组分包括如下质量百分比的原料：端氨基聚醚或端羧基聚醚50～70％、二胺扩链剂10～30％、分子筛粉浆料0.5～1％、色浆0.5～1％、石墨烯和碳纳米管与二次掺杂态聚苯胺的氮化碳杂化复合材料6～16％、聚磷酸铵6～16％，其中，石墨烯和碳纳米管与二次掺杂态聚苯胺的氮化碳杂化复合材料采用质量比为15～25:1:1的苯胺、石墨烯、碳纳米管和氮化碳经聚苯胺二次掺杂复合而成。
3、可选的，所述a组分中石墨烯和碳纳米管与二次掺杂态聚苯胺的氮化碳杂化复合材料与聚磷酸铵的添加质量百分比为10～15:85～90；所述b组分中石墨烯和碳纳米管与二次掺杂态聚苯胺的氮化碳杂化复合材料与聚磷酸铵的添加质量百分比为10～15:85～90。
4、可选的，所述石墨烯和碳纳米管与二次掺杂态聚苯胺的氮化碳杂化复合材料采用如下方法制备：
5、(1)取两份体积相同的1mol/l的掺杂酸溶液分别加入苯胺-石墨烯混合物、过硫酸铵，其中苯胺-石墨烯混合物与过硫酸铵的物质的量比为0.8:1，用磁力搅拌器将两者均匀混合1～2h，放置在室温条件下使其静置20～26h，将得到的产物先后用乙醇和去离子水洗至中性，经干燥研磨后得到一次掺杂态聚苯胺-石墨烯复合材料；其中，苯胺-石墨烯混合物中苯胺与石墨烯的质量比为15～25:1；
6、(2)向一次掺杂态聚苯胺-石墨烯复合材料中加入过量的氨水进行解掺杂，用磁力搅拌器搅拌1～2h，静置在室温条件下20～26h，将得到的产物用乙醇和去离子水洗至中性，最后经过烘干研磨制得本征态聚苯胺-石墨烯复合材料；
7、(3)取两份体积相同的1mol/l的掺杂酸溶液分别加入苯胺-碳纳米管混合物、过硫酸铵，其中苯胺-碳纳米管混合物与过硫酸铵的物质的量比为0.8:1，用磁力搅拌器将两者均匀混合1～2h，放置在室温条件下使其静置20～26h，将得到的产物先后用乙醇和去离子水洗至中性，经干燥研磨后得到一次掺杂态聚苯胺-碳纳米管复合材料；其中，苯胺-碳纳米管混合物中苯胺与碳纳米管的质量比为15～25:1；
8、(4)向一次掺杂态聚苯胺-碳纳米管复合材料中加入过量的氨水进行解掺杂，用磁力搅拌器搅拌1～2h，静置在室温条件下20～26h，将得到的产物用乙醇和去离子水洗至中性，最后经过烘干研磨制得本征态聚苯胺-碳纳米管复合材料；
9、(5)将本征态聚苯胺-石墨烯复合材料与本征态聚苯胺-碳纳米管复合材料按照质量比1:1的配比分别加到1mol/l的氮化碳与掺杂酸混合溶液中，混合搅拌后静置20～26h，之后将其抽滤后依次用乙醇和去离子水洗至中性，最后进行干燥研磨得到石墨烯和碳纳米管与二次掺杂态聚苯胺的氮化碳杂化复合材料。
10、可选的，所述苯胺-石墨烯混合物中苯胺与石墨烯的质量比等于所述苯胺-碳纳米管混合物中苯胺与碳纳米管的质量比，其中，所述苯胺-石墨烯混合物中苯胺与石墨烯的质量比为18～22:1，所述苯胺-碳纳米管混合物中苯胺与碳纳米管的质量比为18～22:1。
11、可选的，所述苯胺-石墨烯混合物中苯胺与石墨烯的质量比为20:1，所述苯胺-碳纳米管混合物中苯胺与碳纳米管的质量比为20:1。
12、可选的，所述异氰酸酯混合物包括4,4,-二苯基甲烷二异氰酸酯(mdi-100)、2,4,二苯基甲烷二异氰酸酯、4,4，-二苯基甲烷二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、4，4,-二环己基甲烷二异氰酸酯或萘二异氰酸酯中的至少一种；端羟基聚醚包括ptmg1000、ptmg2000、聚酯二元醇中的至少一种；其中，ptmg1000的相对分子质量为1000±50，羟值为107～118mgkoh/g；ptmg2000的相对分子质量2000±50，羟值为54.7～57.5mgkoh/g。
13、另一方面，本专利技术实施例提供一种制备含二次掺杂态聚苯胺的抗爆弹性体涂层材料的方法，所述方法包括：
14、(1)取两份体积相同的1mol/l的掺杂酸溶液分别加入苯胺-石墨烯混合物、过硫酸铵，其中苯胺-石墨烯混合物与过硫酸铵的物质的量比为0.8:1，用磁力搅拌器将两者均匀混合1～2h，放置在室温条件下使其静置20～26h，将得到的产物先后用乙醇和去离子水洗至中性，经干燥研磨后得到一次掺杂态聚苯胺-石墨烯复合材料；其中，苯胺-石墨烯混合物中苯胺与石墨烯的质量比为15～25:1；
15、(2)向一次掺杂态聚苯胺-石墨烯复合材料中加入过量的氨水进行解掺杂，用磁力搅拌器搅拌1～2h，静置在室温条件下20～26h，将得本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种含二次掺杂态聚苯胺的抗爆弹性体涂层材料，其特征在于，所述抗爆弹性体涂层材料包括半预聚体A组分和B组分，其中，所述半预聚体A组分包括如下质量百分比的原料：聚醚二元醇或聚酯二元醇40~60%、多异氰酸酯8~10%、石墨烯和碳纳米管与二次掺杂态聚苯胺的氮化碳杂化复合材料2~12%、聚磷酸铵2~12%；所述B组分包括如下质量百分比的原料：端氨基聚醚或端羧基聚醚50~70%、二胺扩链剂10~30%、分子筛粉浆料0.5~1%、色浆0.5~1%、石墨烯和碳纳米管与二次掺杂态聚苯胺的氮化碳杂化复合材料6~16%、聚磷酸铵6~16%，其中，石墨烯和碳纳米管与二次掺杂态聚苯胺的氮化碳杂化复合材料采用质量比为15~25:1:1：1的苯胺、石墨烯、碳纳米管和氮化碳经聚苯胺二次掺杂复合而成。
2.根据权利要求1所述的抗爆弹性体涂层材料，其特征在于，所述A组分中石墨烯和碳纳米管与二次掺杂态聚苯胺的氮化碳杂化复合材料与聚磷酸铵的添加质量百分比为10~15:85~90；所述B组分中石墨烯和碳纳米管与二次掺杂态聚苯胺的氮化碳杂化复合材料与聚磷酸铵的添加质量百分比为10~15:85~90。>
3.根据权利要求1所述的抗爆弹性体涂层材料，其特征在于，所述石墨烯和碳纳米管与二次掺杂态聚苯胺的氮化碳杂化复合材料采用如下方法制备：
4.根据权利要求3所述的抗爆弹性体涂层材料，其特征在于，所述苯胺-石墨烯混合物中苯胺与石墨烯的质量比等于所述苯胺-碳纳米管混合物中苯胺与碳纳米管的质量比，其中，所述苯胺-石墨烯混合物中苯胺与石墨烯的质量比为18~22:1，所述苯胺-碳纳米管混合物中苯胺与碳纳米管的质量比为18~22:1。
5.根据权利要求3所述的抗爆弹性体涂层材料，其特征在于，所述苯胺-石墨烯混合物中苯胺与石墨烯的质量比为20:1，所述苯胺-碳纳米管混合物中苯胺与碳纳米管的质量比为20:1。
6.根据权利要求3所述的抗爆弹性体涂层材料，其特征在于，所述异氰酸酯混合物包括4,4,-二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI-100)、2 ,4,二苯基甲烷二异氰酸酯、4 ,4，-二苯基甲烷二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、4，4,-二环己基甲烷二异氰酸酯或萘二异氰酸酯中的至少一种；端羟基聚醚包括PTMG1000、PTMG2000、聚酯二元醇中的至少一种；其中，PTMG1000的相对分子质量为1000±50，羟值为107～118mgkoH/g；PTMG2000的相对分子质量2000±50，羟值为54 .7～57 .5mgkoH/g。
7.一种制备如权利要求1~6任一项所述的含二次掺杂态聚苯胺的抗爆弹性体涂层材料的方法，其特征在于，所述方法包括：
...【技术特征摘要】
1.一种含二次掺杂态聚苯胺的抗爆弹性体涂层材料，其特征在于，所述抗爆弹性体涂层材料包括半预聚体a组分和b组分，其中，所述半预聚体a组分包括如下质量百分比的原料：聚醚二元醇或聚酯二元醇40~60%、多异氰酸酯8~10%、石墨烯和碳纳米管与二次掺杂态聚苯胺的氮化碳杂化复合材料2~12%、聚磷酸铵2~12%；所述b组分包括如下质量百分比的原料：端氨基聚醚或端羧基聚醚50~70%、二胺扩链剂10~30%、分子筛粉浆料0.5~1%、色浆0.5~1%、石墨烯和碳纳米管与二次掺杂态聚苯胺的氮化碳杂化复合材料6~16%、聚磷酸铵6~16%，其中，石墨烯和碳纳米管与二次掺杂态聚苯胺的氮化碳杂化复合材料采用质量比为15~25:1:1：1的苯胺、石墨烯、碳纳米管和氮化碳经聚苯胺二次掺杂复合而成。
2.根据权利要求1所述的抗爆弹性体涂层材料，其特征在于，所述a组分中石墨烯和碳纳米管与二次掺杂态聚苯胺的氮化碳杂化复合材料与聚磷酸铵的添加质量百分比为10~15:85~90；所述b组分中石墨烯和碳纳米管与二次掺杂态聚苯胺的氮化碳杂化复合材料与聚磷酸铵的添加质量百分比为10~15:85~90。
3.根据权利要求1所述的抗爆弹性体涂层材料，其特征在于，所述石墨烯和碳纳米管与二次掺杂态聚苯胺的氮化碳杂化复合材料采用如下方法制备：
【专利技术属性】
技术研发人员：杨小刚，魏民，贾淑香，
申请(专利权)人：青岛百世赛弗安全科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。