CN110229373A - 一种防爆吸能夹心材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供的防爆吸能夹心材料的制备方法，首先制备防爆聚脲弹性体，再制备异氰酸酯基硬质聚酰亚胺泡沫塑料，在所述异氰酸酯基硬质聚酰亚胺泡沫塑料表面喷涂所述防爆聚脲弹性体得到所述防爆吸能夹心材料，本发明提供的防爆吸能夹心材料，采用高密度聚酰亚胺硬质泡沫塑料作为芯材，采用防爆聚脲弹性体作为面材，高密度聚酰亚胺泡沫塑料轻质、低烟密度、耐温、阻燃、隔声、减振，是一种高性能吸能材料，防爆聚脲弹性体刚柔兼备、抗爆、耐磨、抗冲击、耐疲劳，是一种新型抗弹防爆材料，二者结合制备得到的防爆吸能夹心材料，集防爆、吸能、隔声、减振降噪等多种性能，在警用装备及防爆吸能防护装备中具有实用价值,能抵御爆炸产生的冲击波和碎片。

Description

一种防爆吸能夹心材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及特种防护材料技术领域，特别涉及一种防爆吸能夹心材料的制备方法及包括所述防爆吸能夹心材料的制备方法的制备得到的防爆吸能夹心材料。
背景技术
防爆吸能材料通常是由多孔吸能材料表面涂覆防爆涂层构成。20世纪80年代美国LINE-X公司首先发明了防爆弹性涂层，其材质是喷涂聚脲弹性体。2001年911事件后，驻阿富汗美军的防弹背心、防弹头盔及海军陆战队的悍马车辆喷涂了LINE-X防爆聚脲涂层，有效改善了爆炸的冲击。多孔吸能材料是一种泡沫体，纤维织物或蜂窝材料，具有对爆炸冲击波的吸收、衰减特性并具有吸声、隔声、绝热、减振性能。防爆吸能材料在警用装备及防爆吸能防护装备中具有实用价值。能抵御爆炸产生的冲击波和碎片，符合军事装备的基本要求。
高密度聚酰亚胺硬质泡沫塑料以其独特的结构具有较多优异的性能，它兼有结构材料和功能材料的特性，作为结构材料它具有轻质和高比强度的特点，作为功能材料它同时具备吸声、隔声、隔热、阻燃、减振、缓冲、抗冲击性能。强度较高能实现高能量的吸收，并具有高温稳定性，耐候性好，不易老化，是一种功能和结构一体化的新型材料。
聚酰亚胺泡沫的制备方法，美国专利USP 6,172,127报道，是将芳香二酐在低分子脂肪醇中制得二酸二酯脂肪醇溶液，该溶液与芳香胺反应制得聚酰亚胺酸前驱体溶液，蒸出溶剂后形成聚酰亚胺酸先驱体粉末。加热粉末制得聚酰亚胺泡沫，该方法是以粉末发泡工艺制备聚酰亚胺软质泡沫塑料。USP 7,541,388是美国NASA公司早先申请的异氰酸酯基聚酰亚胺泡沫专利。该专利是将芳香二酐溶解于二甲基甲酰胺极性溶剂中，加入甲醇进行酯化反应制备二酸二酯溶液，再与多异氰酸酯反应自由发泡，经微波及电加热固化，制备聚酰亚胺泡沫。该方法可采用聚氨酯发泡工艺，可制备低密度软质泡沫和高密度硬质泡沫。
中国专利申请号2018104806301，一种抗爆吸能涂层材料、制备方法及其应用与流程。本发明涉及的抗爆吸能涂层材料属于建筑防护材料技术领域。其特征是该抗爆吸能涂层由抗爆聚脲弹性体和多孔材料纤维织物构成，纤维织物作为夹层铺设在喷涂聚脲弹性体涂层中间，将抗爆吸能涂层涂布于建筑物表面，提高建筑物抗爆吸能性能。
目前采用硬质异氰酸酯基聚酰亚胺泡沫塑料用于抗弹防爆吸能复合材料尚未见有关资料报道。
发明内容
有鉴如此，有必要针对现有技术存在的缺陷，提供一种集防爆、吸能、隔声、减振降噪等多种性能的防爆吸能夹心材料的制备方法。
为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：
本发明提供的一种防爆吸能夹心材料的制备方法，包括下述步骤：
制备防爆聚脲弹性体；
制备异氰酸酯基硬质聚酰亚胺泡沫塑料；
在所述防爆聚脲弹性体表面喷涂所述异氰酸酯基硬质聚酰亚胺泡沫塑料得到所述防爆吸能夹心材料。
在一些较佳的实施例中，在制备防爆聚脲弹性体的步骤中，具体包括下述步骤：
在惰性气体环境下，将聚醚多元醇在搅拌下加热至95℃～100℃，在真空-0.1MPa下脱水1～15小时，解除真空后降温至40℃以下加入多异氰酸酯，在80℃下反应2小时，再降温至60℃以下加入碳酸丙酯，搅拌测定NCO值后出料，过滤得到异氰酸酯封端的半预聚体A组分：其中，所述聚醚多元醇与所述多异氰酸酯的质量比为100：(660～15)；
按质量比为(30～65)：(0～45)：(20～35)：(0～5)：(2～15)将氨基聚醚、聚醚多元醇、胺扩链剂、催化剂及色浆于室温条件下搅拌过滤得到B组分；
按体积比为1：(0.98～1.02)将所述A组份及B组份混合得到所述防爆聚脲弹性体。
在一些较佳的实施例中，所述A组分的所制备的预聚物的-NCO含量为10％～16.5％，固体组分≥95％，25℃的黏度为500～800mPa·s，25℃的密度为1.08～1.12g/mL；B组分的固体组分≥99％，25℃的黏度为600～1000mPa·s，25℃的密度为1.00～1.05g/mL，A组分与B组分的-NCO/-NH2摩尔比为1.05～1.10。
在一些较佳的实施例中，所述聚醚多元醇包括聚氧化丙烯二醇或聚四氢呋喃醚二醇。
在一些较佳的实施例中，所述多异氰酸酯包括4,4-二苯基甲烷二异氰酸酯或2,4-二苯基甲烷二异氰酸酯与4,4-二苯基甲烷二异氰酸酯的混合物或异佛尔酮二异氰酸酯或4，4-二环己基甲烷二异氰酸酯或萘二异氰酸酯或液化MDI。
在一些较佳的实施例中，所述氨基聚醚包括二官能度氨基聚醚或聚四亚甲基醚二对氨基苯甲酸酯或三官能度氨基聚醚。
在一些较佳的实施例中，所述胺扩链剂选自芳香族二胺和脂肪族二胺中的一种或多种的混合；
所述芳香族二胺包括3，5-二乙基甲苯二胺、3，3-二氯-4，4-二氨基二苯基甲烷、3，3-二乙基-4，4-二氨基二苯基甲烷、3，5-二甲硫基甲苯二胺、2，4-二氨基-3，5-二甲硫基氯苯、双仲丁氨基二苯基甲烷、N，N，-二烷基苯二胺中至少一种；
所述脂肪族二胺包括异佛尔酮二胺、二甲基-二氨基-二环己基甲烷、4,4-双仲丁氨基二环己基甲烷、3，3，-二甲基-4，4，-双仲丁氨基-二环己基甲烷中至少一种。
在一些较佳的实施例中，所述催化剂包括异辛酸铋、异辛酸锌、二月桂酸二丁基锡、三乙烯二胺及双吗啉基二乙基醚中至少一种。
在一些较佳的实施例中，在制备异氰酸酯基硬质聚酰亚胺泡沫塑料的步骤中，具体包括下述步骤：
将芳香二酐和极性溶剂搅拌并缓慢升温，待所述芳香二酐溶解后降温加入脂肪醇进行回流酯化反应，得到清澈透明的二酸二酯溶液；
于60℃以下，在所述二酸二酯溶液加入催化剂、泡沫稳定剂、发泡剂及填料得到泡沫组合溶液；
按质量比为1.00：(1.00～1.05)将所述泡沫组合溶液与多异氰酸酯混合均匀，将得到的混合物低温自由发泡制得高密度泡沫中间体；
所述高密度泡沫中间体经风干固化得到高密度异氰酸酯基聚酰亚胺泡沫体。
在一些较佳的实施例中，所述芳香二酐包括：3，3，4，4-二苯醚四羧酸二酐、3，3，4，4-二苯甲酮四羧酸二酐、3，3，4，4-联苯四羧酸二酐或1，2，4，5-均苯四羧酸二酐中至少一种；
所述脂肪醇包括甲醇、乙醇、丙醇或低分子聚乙二醇中至少一种；
所述极性溶剂包括二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺或N-甲基吡咯烷酮中至少一种；
所述泡沫稳定剂包括非水解型水溶性聚醚硅氧烷、聚氧化乙烯非离子表面活性剂、阳离子含氟表面活性剂或聚氧乙烯基醚氟碳泡沫稳定剂；
所述发泡剂为去离子水及水合化合物；
所述催化剂包括三乙醇胺、三乙烯二胺、双(2-二甲氨基乙基)醚、辛酸亚锡、二月桂酸二丁基锡、异喹啉中至少一种；
所述填料包括空心玻璃微珠、硫酸钡、蛭石粉、硅藻土或膨胀珍珠岩粉中至少一种。
另外，本发明还提供了一种防爆吸能夹心材料，由上述所述的防爆吸能夹心材料的制备方法制备而得。
本发明采用上述技术方案的优点是：
本发明提供的防爆吸能夹心材料的制备方法，首先制备防爆聚脲弹性体，再制备异氰酸酯基硬质聚酰亚胺泡沫塑料，在所述异氰酸酯基硬质聚酰亚胺泡沫塑料表面喷涂所述防爆聚脲弹性体得到所述防爆吸能夹心材料，本发明提供的防爆吸能夹心材料，采用高密度聚酰亚胺硬质泡沫塑料作为芯材，采用防爆聚脲弹性体作为面材，高密度聚酰亚胺泡沫塑料轻质、低烟密度、耐温、阻燃、隔声、减振，是一种高性能吸能材料，防爆聚脲弹性体刚柔兼备、抗爆、耐磨、抗冲击、耐疲劳，是一种新型抗弹防爆材料，二者结合制备得到的防爆吸能夹心材料，集防爆、吸能、隔声、减振降噪等多种性能，在警用装备及防爆吸能防护装备中具有实用价值,能抵御爆炸产生的冲击波和碎片。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1为本发明实施例提供的防爆吸能夹心材料的制备方法的步骤流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1，为本发明提供的一种防爆吸能夹心材料的制备方法的步骤流程图，包括下述步骤：
步骤S110：制备防爆聚脲弹性体；
在一些较佳的实施例中，在制备防爆聚脲弹性体的步骤中，具体包括下述步骤：
步骤S111：在惰性气体环境下，将聚醚多元醇在搅拌下加热至95℃～100℃，在真空-0.1MPa下脱水1～15小时，解除真空后降温至40℃以下加入多异氰酸酯，在80℃下反应2小时，再降温至60℃以下加入碳酸丙酯，搅拌测定NCO值后出料，过滤得到异氰酸酯封端的半预聚体A组分：其中，所述聚醚多元醇与所述多异氰酸酯的质量比为100：(660～15)；
具体地，将聚聚醚多元醇投入到有氮气保护的反应釜中，在搅拌下加热至95℃～100℃，在真空-0.1MPa下脱水1～15小时，解除真空，降温至40℃以下加入多异氰酸酯，在80℃下反应2小时，反应结束后，降温至60℃以下加入碳酸丙酯(PC)，搅拌10分钟测定NCO值后出料，过滤包装，制得异氰酸酯封端的半预聚体A组分。
步骤S112：按质量比为(30～65)：(0～45)：(20～35)：(0～5)：(2～15)将氨基聚醚、聚醚多元醇、胺扩链剂、催化剂及色浆于室温条件下搅拌过滤得到B组分；
具体地，上述的氨基聚醚包括：二官能度氨基聚醚或聚四亚甲基醚二对氨基苯甲酸酯或三官能度氨基聚醚。
所述二官能度氨基聚醚的牌号JeffamineD-2000或JeffamineD-400或JeffamineD-4000或THF-140或THF-170或SD-2001或ST-404。
所述聚四亚甲基醚二对氨基苯甲酸酯的牌号为P-650或P-1000或P-2000。
所述三官能度氨基聚醚的牌号为JeffamineT-3000，JeffamineT-5000，JeffamineT-403。
所述的聚醚多元醇包括聚氧化丙烯二醇或聚四氢呋喃醚二醇。
其中，聚氧化丙烯二醇牌号为voranol2120，相对分子质量2000，羟值为545～575mgKOH/g或牌号为voranol2110，相对分子质量1000，羟值110±5mgKOH/g；或牌号为TEP-330N，羟值为335～365mgKOH/g。
聚四氢呋喃醚二醇牌号为PTMG1000，相对分子质量为1000±50，羟值为107～118mgKOH/g；或牌号为PTMG2000，相对分子质量为2000±50，羟值为547～575mgKOH/g。PTMG3000,相对分子质量3000±50，羟值362～387mgKOH/g。
上述的多异氰酸酯包括4,4，-二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI-100)，纯度≥996％，凝固点≥38℃，NCO质量分数33.5％；或2,4，-二苯基甲烷二异氰酸酯与4,4，-二苯基甲烷二异氰酸酯的混合物(MDI-50)，纯度≥99.6％，凝固点≤15℃，NCO质量分数33.5％；或甲苯二异氰酸酯(TDI-100，TDI-65，TDI-80)纯度≥99.5；或异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)纯度≥99.5％，NCO质量分数37.5％～37.8％,凝固点-60℃；4，4，-二环己基甲烷二异氰酸酯(HMDI)纯度≥99.5％，NCO质量分数31.8％～32.1％，凝固点10～15℃；萘二异氰酸酯(NDI)纯度≥99％，NCO质量分数40.8±1.0％；液化MDI(L-MDI),NCO质量分数28％～30％，凝固点＜15℃。
具体地，所述胺扩链剂选自芳香族二胺和脂肪族二胺中的一种或多种的混合；
所述芳香族二胺包括3,5-二乙基甲苯二胺、3,3-二氯-4,4-二氨基二苯基甲烷、3，3，-二乙基-4,4-二氨基二苯基甲烷、3，5-二甲硫基甲苯二胺、2,4-二氨基-3,5-二甲硫基氯苯、双仲丁氨基二苯基甲烷、N,N,-二烷基苯二胺中至少一种；
所述脂肪族二胺包括异佛尔酮二胺、二甲基-二氨基-二环己基甲烷、4,4-双仲丁氨基二环己基甲烷、3，3-二甲基-4，4-双仲丁氨基-二环己基甲烷中至少一种。
在制备上述B组份中，还可以包括稀释剂，所述稀释剂包括：碳酸丙酯(PC)，碳酸乙酯(EC)，邻苯二甲酸二丁酯(DBP)或邻苯二甲酸二辛酯(DOP)中至少一种。
所述催化剂包括：异辛酸铋，异辛酸锌，二月桂酸二丁基锡，三乙烯二胺，双吗啉基二乙基醚。
进一步地，上述色浆包括：红色浆、黄色浆、蓝色浆、绿色浆、白色浆或黑色浆中任意一种。
步骤S113：按体积比为1：(0.98～1.02)将所述A组份及B组份混合得到所述防爆聚脲弹性体。
在一些较佳的实施例中，所述A组分的所制备的预聚物的-NCO含量为10％～16.5％，固体组分≥95％，25℃的黏度为500～800mPa·s，25℃的密度为1.08～1.12g/mL；B组分的固体组分≥99％，25℃的黏度为600～1000mPa·s，25℃的密度为1.00～1.05g/mL，A组分与B组分的-NCO/-NH2摩尔比为1.05～1.10。
可以理解，采用防爆聚脲弹性体作为面材，有效利用了防爆聚脲弹性体刚柔兼备、抗爆、耐磨、抗冲击、耐疲劳的特性，是一种新型抗弹防爆材料。
本发明提供的防爆吸能夹心材料的制备方法，还包括步骤S120：制备异氰酸酯基硬质聚酰亚胺泡沫塑料。
在一些较佳的实施例中，具体包括下述步骤：
步骤S121：将芳香二酐和极性溶剂搅拌并缓慢升温，待所述芳香二酐溶解后降温加入脂肪醇进行回流酯化反应，得到清澈透明的二酸二酯溶液；
具体地，在备有搅拌器、温度计及回流冷凝器的三口瓶中，投入芳香二酐和极性溶剂，充分搅拌并缓慢升温，待固体芳香二酐全部溶解，降温加入脂肪醇进行回流酯化反应，制得清澈透明二酸二酯溶液。
在一些较佳的实施例中，所述芳香二酐包括：3,3，4,4，-二苯醚四羧酸二酐、3,3，4,4，-二苯甲酮四羧酸二酐、3,3，4,4，-联苯四羧酸二酐或1,2,4,5-均苯四羧酸二酐中至少一种。
在一些较佳的实施例中，所述脂肪醇包括甲醇、乙醇、丙醇或低分子聚乙二醇中至少一种。
在一些较佳的实施例中，所述极性溶剂包括二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺或N-甲基吡咯烷酮中至少一种。
步骤S122：于60℃以下，在所述二酸二酯溶液加入催化剂、泡沫稳定剂、发泡剂及填料得到泡沫组合溶液；
具体地，所述泡沫稳定剂包括非水解型水溶性聚醚硅氧烷、聚氧化乙烯非离子表面活性剂、阳离子含氟表面活性剂或聚氧乙烯基醚氟碳泡沫稳定剂；
所述发泡剂为去离子水及水合化合物；
所述催化剂包括三乙醇胺、三乙烯二胺、双(2-二甲氨基乙基)醚、辛酸亚锡、二月桂酸二丁基锡、异喹啉中至少一种；
所述填料包括空心玻璃微珠、硫酸钡、蛭石粉、硅藻土或膨胀珍珠岩粉中至少一种。
步骤S123：按质量比为1.00：(1.00～1.05)将所述泡沫组合溶液与多异氰酸酯混合均匀，将得到的混合物低温自由发泡制得高密度泡沫中间体。
在一些较佳的实施例中，上述的发泡用多异氰酸酯包括：多亚甲基多苯基异氰酸酯，牌号:万华公司WannatePM-100、PM-200；Huntsman公司Suprase5005；BASF公司44V20；DOW公司PAPI27；Bayer公司M20S。粘度(25℃)mPa·s为100～250；异氰酸酯-NCO含量(wt％)30.0％～32.0％；平均官能度2.6～2.7。
具体地，将质量比为1.00：(1.00～1.05)的泡沫组合溶液与多异氰酸酯以转速1000r/min搅拌510秒，快速混合均匀，将得到的混合物注入密闭模具中低温自由发泡制得高密度泡沫中间体。
步骤S124：所述高密度泡沫中间体经风干固化得到高密度异氰酸酯基聚酰亚胺泡沫体。
具体地，保压20-30分钟泡沫中间体脱粘后脱模，从模具中取出，放入电热鼓风干燥箱中180℃固化1小时，制得高密度异氰酸酯基聚酰亚胺泡沫体，并测试泡沫性能。
可以理解，本发明提供的防爆吸能夹心材料，采用高密度聚酰亚胺硬质泡沫塑料作为芯材，高密度聚酰亚胺泡沫塑料轻质、低烟密度、耐温、阻燃、隔声、减振，是一种高性能吸能材料。
本发明提供的防爆吸能夹心材料的制备方法，还包括步骤S130：在所述异氰酸酯基硬质聚酰亚胺泡沫塑料表面喷涂所述防爆聚脲弹性体得到所述防爆吸能夹心材料。
具体地，防爆吸能夹心材料的制备采用GUSMER公司Reactor H-XP3喷涂设备及GX-7喷枪喷涂或手工刷涂防爆聚脲工艺，将所述防爆聚脲弹性体输送至喷枪喷涂于异氰酸酯基硬质聚酰亚胺泡沫塑料表面，涂层厚度为2～4mm。
本发明提供的防爆吸能夹心材料的制备方法，首先制备防爆聚脲弹性体，再制备异氰酸酯基硬质聚酰亚胺泡沫塑料，在所述异氰酸酯基硬质聚酰亚胺泡沫塑料表面喷涂所述防爆聚脲弹性体得到所述防爆吸能夹心材料，本发明提供的防爆吸能夹心材料，采用高密度聚酰亚胺硬质泡沫塑料作为芯材，采用防爆聚脲弹性体作为面材，高密度聚酰亚胺泡沫塑料轻质、低烟密度、耐温、阻燃、隔声、减振，是一种高性能吸能材料，防爆聚脲弹性体刚柔兼备、抗爆、耐磨、抗冲击、耐疲劳，是一种新型抗弹防爆材料，二者结合制备得到的防爆吸能夹心材料，集防爆、吸能、隔声、减振降噪等多种性能，在警用装备及防爆吸能防护装备中具有实用价值,能抵御爆炸产生的冲击波和碎片。
以下结合实施例详细说明上述技术方案。
实施例1
防爆聚脲弹性体的制备：
防爆聚脲弹性体配方由A组分和B组分组成，A组份为聚四氢呋喃醚二醇PTMG1000与HMDI二异氰酸酯的预聚体；B组份由氨基聚醚、芳香胺扩链剂和色浆组成。
A组分和B组分的组成及质量份数如表1所示：
表1实施例1喷涂聚脲防爆弹性体组成成分
A组分 质量份
PTMG1000 100
HMDI 155
PC 12
B组分 质量份
JeffamineD-2000 30
THF-170 30
JeffamineT-5000 5
E-100 20
Unilink 4200) 13
色浆 215
其中，A组分的所制备的预聚物的-NCO含量为16.55％，固体分≥95％，黏度(25℃)800mPa·s，密度(25℃)为1.08～1.12g/mL；B组分的固体分≥99％，黏度(25℃)为600～800mPa·s，密度(25℃)为1.00～1.05g/mL。
A组分与B组分的体积比为1：0.98～1.02。
A组分与B组分的α值为1.05。
A组分与B组分的喷涂料温保持在65℃～70℃。
A组分与B组分质量分比为1.06:1.00。
A组分的制备：
将PTMG1000投入到有氮气保护的反应釜中，在搅拌下加热至95℃～100℃，在真空-0.1MPa下脱水1～15小时，解除真空，降至40℃以下加入4，4，-二环己基甲烷二异氰酸酯HMDI，在80℃下反应2小时，反应结束后，降温至60℃以下加入碳酸丙酯稀释剂，搅拌10分钟测定NCO值后出料，过滤包装，制得异氰酸酯封端的半预聚体A组分。
B组分的制备：按配方顺序称量B组分，依次投入高速分散机储料缸中，室温搅拌30分钟，200目滤网过滤包装，制得B组分。
本实施例所制备的喷涂防爆聚脲弹性体的性能参数如表2所示：
表2实施例1喷涂防爆聚脲弹性体的性能参数
项目 参数
固体含量/％ ≥95
凝胶时间/s 20
表干时间/s 40
拉伸强度/MPa ≥25
断裂伸长率/％ ≥400
撕裂强度/KN/m ≥90
硬度(邵A) 85～95
粘结强度/MPa ≥36
耐磨性(750g/500r) ≥8
耐冲击性,kg·m 1
实施例2
防爆聚脲弹性体制备：
防爆聚脲弹性体配方由A组分和B组分组成，A组份为聚四氢呋喃醚二醇PTMG1000与IPDI二异氰酸酯的预聚体；B组份由二氨基聚醚P-1000、聚四氢呋喃醚二醇PTMG1000、脂肪族二胺和色浆组成。
A组分和B组分的组成及质量份数如表3所示：
表3实施例2聚脲弹性体的性能参数
A组分 质量份
PTMG1000 100
IPDI 655
B组分 质量份
PTMG-1000 45
P-1000 30
脂肪族二胺Clearlink1000 20
色浆 5
催化剂 0.25
其中，A组分的所制备的预聚物的-NCO含量为10％，固体分≥98％，黏度(25℃)800mPa·s，密度(25℃)为1.08～1.12g/mL；B组分的固体分≥99％，黏度(25℃)为600～800mPa·s，密度(25℃)为1.00～1.05g/mL
本实施例中，A组分与B组分的α值为1.05～1.10；A组分与B组分质量份比为1.20～1.26:1.00。
A组分的制备：
将聚四氢呋喃醚PTMG-1000投入到有氮气保护的反应釜中，在搅拌下加热至95℃～100℃，在真空-01MPa下脱水1～15小时，解除真空，降至40℃以下加入异佛尔酮二异氰酸酯IPDI，在80℃下反应2小时，反应结束后，降温至60℃以下测定NCO值后出料，过滤包装，制得异氰酸酯封端的半预聚体A组分。
B组分的制备：按配方顺序称量B组分，依次投入高速分散机储料缸中，室温搅拌30分钟，200目滤网过滤包装，得B组分。
表4实施例3聚脲弹性体的性能参数
项目 参数
固体含量/％ ≥95
凝胶时间/h 15
表干时间/h 3
拉伸强度/Mpa, 17
断裂伸长率/％ ≥200
撕裂强度/KN/m ≥66
硬度(邵A) 80～85
粘结强度/Mpa ≥31
耐磨性(750g/500r) ≥8
耐冲击性,kg·m 1
实施例3
异氰酸酯基聚酰亚胺硬质泡沫塑料的制备：
配方由A组分和B组分组成，B组份为多异氰酸酯；A组份为泡沫组合溶液，由芳酐的二酸二酯溶液、泡沫稳定剂、发泡剂、催化剂、填料组成。
A组分和B组分的组成及质量份数如表5所示下：
表5异氰酸酯基聚酰亚胺硬质泡沫塑料组成成分
其中A组分与B组分的配比R值(-NCO/-OH)为1.05～1.1。
上述芳酐二酸二酯溶液的制备：
芳酐二酸二酯溶液配比及质量份数如表6所示：
表6芳酐二酸二酯溶液组成成分
组分 质量份
PMDA 200
二甲基甲酰胺 380
无水甲醇 75
在备有搅拌器、温度计及回流冷凝器的1000mL三口瓶中，投入200克1,2,4,5均苯四羧酸二酐(PMDA)及380克二甲基甲酰胺，充分搅拌缓慢升温到90℃～100℃，待1,2,4,5均苯四羧酸二酐固体颗粒全部溶解时，降温到65℃投入75克无水甲醇，进行酯化反应至清澈透明溶液，制得芳酐二酸二酯溶液。
泡沫组合溶液A组分及其泡沫体的制备：
按上述A组分的质量份数于100质量份的上述二酸二酯溶液中加入22质量份发泡剂去离子水，45质量份双(二甲氨基乙基)醚，25质量份异喹啉催化剂，5质量份氟碳泡沫稳定剂，配制成泡沫组合溶液。泡沫组合溶液先与35质量份蛭石粉于聚乙烯塑料桶中用电动搅拌机搅拌分散均匀后，以异氰酸酯指数R值1.05～1.1比例的多异氰酸酯WannatePM-200以转速1000r/min搅拌510秒，快速混合均匀。将混合物注入密闭模具中低温05℃发泡制得泡沫中间体，保持2030分钟泡沫中间体脱粘后脱模，从模具中取出，放入电热鼓风干燥箱中180℃固化1小时，制得高密度异氰酸酯基均苯羧酸酐聚酰亚胺泡沫体，并测试泡沫性能。
测试泡沫的性能如表7所示：
表7实施例3异氰酸酯基聚酰亚胺硬质泡沫塑料
实施例4
防爆吸能夹心材料的制备:
防爆聚脲弹性体的喷涂工艺采用GUSMER公司Reactor H-XP3喷涂设备及GX-7喷枪喷涂于聚酰亚胺泡沫塑料表面，形成防爆吸能夹心材料。防爆聚脲A、B两组分由各自的抽料泵从料桶按照体积比1:1输送至主机进行计量、加压、升温，然后输送至喷枪喷涂于聚酰亚胺泡沫体芯材上，喷涂厚度为2～4mm。手工刷涂防爆聚脲采用涂料施工工艺，手工刷涂或刮涂。聚酰亚胺泡沫芯材厚度可在15mm～60mm范围内选择。
表8 Reactor H-XP-3机喷涂工艺参数：
最大流体工作压力 24.1MPa
最高流体温度 88℃
最大输出量 106L/min
工作电压 380V
加热功率 20400W
当然本发明的防爆吸能夹心材料的制备方法还可具有多种变换及改型，并不局限于上述实施方式的具体结构。总之，本发明的保护范围应包括那些对于本领域普通技术人员来说显而易见的变换或替代以及改型。

Claims (11)

1.一种防爆吸能夹心材料的制备方法，其特征在于，包括下述步骤：
制备防爆聚脲弹性体；
制备异氰酸酯基硬质聚酰亚胺泡沫塑料；
在所述防爆聚脲弹性体表面喷涂所述异氰酸酯基硬质聚酰亚胺泡沫塑料得到所述防爆吸能夹心材料。
2.如权利要求1所述的防爆吸能夹心材料的制备方法，其特征在于，在制备防爆聚脲弹性体的步骤中，具体包括下述步骤：
在惰性气体环境下，将聚醚多元醇在搅拌下加热至95℃～100℃，在真空-0.1MPa下脱水1～15小时，解除真空后降温至40℃以下加入多异氰酸酯，在80℃下反应2-4h小时，再降温至60℃以下加入碳酸丙酯，搅拌测定NCO值后出料，过滤得到异氰酸酯封端的半预聚体A组分：其中，所述聚醚多元醇与所述多异氰酸酯的质量比为100：(660～15)；
按质量比为(30～65)：(0～45)：(20～35)：(0～5)：(2～15)将氨基聚醚、聚醚多元醇、胺扩链剂、催化剂及色浆于室温条件下搅拌过滤得到B组分；
按体积比为1：(0.98～1.02)将所述A组份及B组份混合得到所述防爆聚脲弹性体。
3.如权利要求2所述的防爆吸能夹心材料的制备方法，其特征在于，所述A组分的所制备的预聚物的-NCO含量为10％～16.5％，固体组分≥95％，25℃的黏度为500～800mPa·s，25℃的密度为1.08～1.12g/mL；B组分的固体组分≥99％，25℃的黏度为600～1000mPa·s，25℃的密度为1.00～1.05g/mL，A组分与B组分的-NCO/-NH2摩尔比为1.05～1.10。
4.如权利要求2所述的防爆吸能夹心材料的制备方法，其特征在于，所述聚醚多元醇包括聚氧化丙烯二醇或聚四氢呋喃醚二醇。
5.如权利要求2所述的防爆吸能夹心材料的制备方法，其特征在于，所述多异氰酸酯包括4,4-二苯基甲烷二异氰酸酯或2,4-二苯基甲烷二异氰酸酯与4,4-二苯基甲烷二异氰酸酯的混合物或异佛尔酮二异氰酸酯或4，4-二环己基甲烷二异氰酸酯或萘二异氰酸酯或液化MDI。
6.如权利要求2所述的防爆吸能夹心材料的制备方法，其特征在于，所述氨基聚醚包括二官能度氨基聚醚或聚四亚甲基醚二对氨基苯甲酸酯或三官能度氨基聚醚。
7.如权利要求2所述的防爆吸能夹心材料的制备方法，其特征在于，所述胺扩链剂选自芳香族二胺和脂肪族二胺中的一种或多种的混合；
所述芳香族二胺包括3，5-二乙基甲苯二胺、3，3-二氯-4，4-二氨基二苯基甲烷、3，3-二乙基-4，4-二氨基二苯基甲烷、3，5-二甲硫基甲苯二胺、2，4-二氨基-3，5-二甲硫基氯苯、双仲丁氨基二苯基甲烷、N，N，-二烷基苯二胺中至少一种；
所述脂肪族二胺包括异佛尔酮二胺、二甲基-二氨基-二环己基甲烷、4,4-双仲丁氨基二环己基甲烷、3，3，-二甲基-4，4，-双仲丁氨基-二环己基甲烷中至少一种。
8.如权利要求2所述的防爆吸能夹心材料的制备方法，其特征在于，所述催化剂包括异辛酸铋、异辛酸锌、二月桂酸二丁基锡、三乙烯二胺及双吗啉基二乙基醚中至少一种。
9.如权利要求1所述的防爆吸能夹心材料的制备方法，其特征在于，在制备异氰酸酯基硬质聚酰亚胺泡沫塑料的步骤中，具体包括下述步骤：
将芳香二酐和极性溶剂搅拌并缓慢升温至50-60℃，待所述芳香二酐溶解后降温50℃以下加入脂肪醇进行回流酯化反应，得到清澈透明的二酸二酯溶液；
于60℃以下，在所述二酸二酯溶液加入催化剂、泡沫稳定剂、发泡剂及填料得到泡沫组合溶液；
按质量比为1.00：(1.00～1.05)将所述泡沫组合溶液与多异氰酸酯混合均匀，将得到的混合物低温自由发泡制得高密度泡沫中间体；
所述高密度泡沫中间体经风干固化得到高密度异氰酸酯基聚酰亚胺泡沫体。
10.如权利要求9所述的防爆吸能夹心材料的制备方法，所述芳香二酐包括：3，3，4，4-二苯醚四羧酸二酐、3，3，4，4-二苯甲酮四羧酸二酐、3，3，4，4-联苯四羧酸二酐或1，2，4，5-均苯四羧酸二酐中至少一种；
所述脂肪醇包括甲醇、乙醇、丙醇或低分子聚乙二醇中至少一种；
所述极性溶剂包括二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺或N-甲基吡咯烷酮中至少一种；
所述泡沫稳定剂包括非水解型水溶性聚醚硅氧烷、聚氧化乙烯非离子表面活性剂、阳离子含氟表面活性剂或聚氧乙烯基醚氟碳泡沫稳定剂；
所述发泡剂为去离子水及水合化合物；
所述催化剂包括三乙醇胺、三乙烯二胺、双(2-二甲氨基乙基)醚、辛酸亚锡、二月桂酸二丁基锡、异喹啉中至少一种；
所述填料包括空心玻璃微珠、硫酸钡、蛭石粉、硅藻土或膨胀珍珠岩粉中至少一种。
11.一种防爆吸能夹心材料，其特征在于，由上述权利要求1至10任一项所述的防爆吸能夹心材料的制备方法制备而得。
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