【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及多功能复合材料，具体涉及一种超韧宽温域阻尼弹性体复合材料及其制备方法。
技术介绍
1、弹性体由于其自身的高熵弹性特性，使得其在受到拉伸变形时表现出耗散机械能的能力，并在去除应力后恢复机械性能，因此其被广泛应用于航空航天、建筑、电子等领域。然而随着可持续发展及绿色环保观念的不断普及深入，目前对通过动态非共价作用构筑的具有自愈合能力和可回收潜力弹性体复合材料的需求日益强烈。为满足上述需求，具有动态特性的弹性体复合材料的研究和探索成为当下热点的研究方向，其中关于由动态氢键构筑的弹性体被广泛研究。
2、然而随着研究的深入，研究人员发现仅通过氢键交联制备的弹性体存在力学性能较差的问题。为了解决这一问题，研究者们通过在弹性体中引入无机粒子来辅助氢键增强增韧。但直接引入的无机粒子由于其界面惰性的原因，容易与基体出现界面脱粘，导致其对弹性体的力学性能提升有限。此外，常见的弹性体基体(如聚氨酯)的玻璃化转变温度较低，直接引入无机粒子并不会显著提高其玻璃化转变温度，进而使其应用受到限制。最后，直接引入无机粒子至基体中对复合材料阻尼性能的改善程度不大。
3、因此，本领域亟需研究出一种能够制备出真正具有超韧高强宽温域阻尼的聚氨酯复合材料，能从根本上解决传统的无机粒子辅助氢键增强增韧所制备的复合材料的缺陷。
技术实现思路
1、为了解决上述技术问题，本专利技术的目的是提供一种超韧宽温域阻尼弹性体复合材料及其制备方法，有效解决现有聚氨酯复合材料力学性能差、玻璃化转变温度低和
2、本专利技术解决上述技术问题的技术方案如下：提供一种超韧宽温域阻尼弹性体复合材料的制备方法，包括以下步骤：
3、(1)将单宁酸溶于去离子水中，然后加入氯化钙溶解，冷冻处理，得到溶液冰块；
4、(2)将十二水磷酸氢二钠和磷酸二氢钠用去离子水溶解，得到混合溶液；
5、(3)将步骤(1)所得溶液冰块和步骤(2)所得混合溶液加入水性聚氨酯溶液中，搅拌至溶液冰块完全融化，真空抽滤并烘干，得到超韧宽温域阻尼弹性体复合材料。
6、进一步，步骤(1)中，单宁酸、氯化钙和去离子水质量体积比为3-7g：3-7g：100ml。
7、进一步，步骤(1)中，置于液氮中进行低温冷冻处理。
8、进一步，步骤(1)中，超声辅助单宁酸溶于去离子水中。
9、进一步，步骤(2)中，十二水磷酸氢二钠、磷酸二氢钠和去离子水质量体积比为1-4g：0.5-3g：100ml。
10、进一步，十二水磷酸氢二钠可替换为带结晶水的磷酸氢二钾，磷酸二氢钠可替换为磷酸二氢钾。
11、进一步，步骤(3)中，水性聚氨酯溶液、混合溶液和溶液冰块质量体积比为1-3g：35-75ml：35-75ml。
12、进一步，水性聚氨酯溶液固含量为20％-70％。
13、进一步，步骤(3)中，使用孔径为0.22μm的pp滤膜抽滤。
14、进一步，步骤(3)中，在40-80℃温度下烘干。
15、本专利技术还提供了上述超韧宽温域阻尼弹性体复合材料的制备方法制得的超韧宽温域阻尼弹性体复合材料。
16、本专利技术具有以下有益效果：
17、1、本专利技术在制备时，将与钙离子配位后的单宁酸在液氮下快速结冰(命名为冷淬冰)，然后又在十二水磷酸氢二钠、磷酸二氢钠和聚氨酯的混合溶液中快速融化，冷淬冰融化时与聚氨酯混合溶液中的水在界面处生成过冷水，暴露于过冷水中的钙离子与聚氨酯混合溶液中的磷酸氢根和磷酸二氢根在面内受限结晶生成磷酸盐。
18、2、水在液氮中快速冷冻(冷淬冰)结晶后又在溶液中快速融化得到过冷水，并在过冷水面内生成片状的磷酸盐系的晶体，进而增加复合材料的力学性能。其中单宁酸并未与磷酸盐作用，而且也未进行球磨处理，而是通过将其直接与钙离子配位，因而不存在磷酸分子。
19、3、本专利技术通过过冷水诱导界面原位结晶的制备方法制得了超韧宽温域阻尼弹性体复合材料，能够在聚氨酯复合材料中原位生成磷酸盐(羟基磷灰石与磷酸氢钙)，提高羟基磷灰石与高分子基体的界面结合作用；该复合材料具有超韧性(1261mj·m-3)、高强度(50.8mpa)、高断裂伸长率(4206％)、较宽的阻尼温度范围(>120℃；tanδ>0.3的温度范围)。
20、4、本专利技术通过原位结晶的方法提高了无机磷酸盐粒子与聚氨酯基体间的结合作用，提高了复合材料中动态键的密度，避免单宁酸在高分子基底中出现团聚的问题，有效解决了现有技术中直接引入无机粒子辅助氢键增强增韧所得聚氨酯复合材料力学性能差、玻璃化转变温度低和功能性匮乏等问题。
21、5、本专利技术的制备方法具有工艺简单、可控性强、稳定性好、反应条件温和、成本低廉等优点，整体工艺利于大规模工业化处理。
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1.一种超韧宽温域阻尼弹性体复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的超韧宽温域阻尼弹性体复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，单宁酸、氯化钙和去离子水质量体积比为3-7g：3-7g：100mL。
3.如权利要求1所述的超韧宽温域阻尼弹性体复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，置于液氮中进行低温冷冻处理。
4.如权利要求1所述的超韧宽温域阻尼弹性体复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，超声辅助单宁酸溶于去离子水中。
5.如权利要求1所述的超韧宽温域阻尼弹性体复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，十二水磷酸氢二钠、磷酸二氢钠和去离子水质量体积比为1-4g：0.5-3g：100mL。
6.如权利要求1所述的超韧宽温域阻尼弹性体复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，水性聚氨酯溶液、混合溶液和溶液冰块质量体积比为1-3g：35-75mL：35-75mL。
7.如权利要求1所述的超韧宽温域阻尼弹性体复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，使用孔径
8.如权利要求1所述的超韧宽温域阻尼弹性体复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，在40-80℃温度下烘干。
9.权利要求1-8任一项所述的超韧宽温域阻尼弹性体复合材料的制备方法制得的超韧宽温域阻尼弹性体复合材料。
...【技术特征摘要】
1.一种超韧宽温域阻尼弹性体复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的超韧宽温域阻尼弹性体复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，单宁酸、氯化钙和去离子水质量体积比为3-7g：3-7g：100ml。
3.如权利要求1所述的超韧宽温域阻尼弹性体复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，置于液氮中进行低温冷冻处理。
4.如权利要求1所述的超韧宽温域阻尼弹性体复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，超声辅助单宁酸溶于去离子水中。
5.如权利要求1所述的超韧宽温域阻尼弹性体复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，十二水磷酸氢二钠、磷酸二氢钠...
【专利技术属性】
技术研发人员：王勇，吴超群，杨静晖，祁晓东，孙得翔，
申请(专利权)人：西南交通大学，
类型：发明
国别省市：
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