CN113025182A - 基于聚氨酯-酰胺高分子聚合物的油箱自密封材料 - Google Patents

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安超
黄广炎
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Abstract

本发明涉及基于聚氨酯‑酰胺高分子聚合物的油箱自密封材料，属于自密封技术领域。所述聚合物通过以下方法制备得到，所述方法包括以下步骤：(1)将二异氰酸酯和带有二硫键的羧酸类扩链剂溶于溶剂Ⅰ中，机械搅拌混合均匀，在氮气保护下反应，得到异氰酸根封端预聚物；(2)预聚物的扩链反应：将二元醇真空脱水完毕后，通入氮气保护；加入所述异氰酸根封端预聚物，同时加入催化剂和溶剂Ⅱ，搅拌至混合均匀，去除溶剂后得到；所述聚合物具有优异室温自修复能力；作为油箱自密封材料使用可实现油箱对子弹击穿的迅速自密封效果。

Description

基于聚氨酯-酰胺高分子聚合物的油箱自密封材料
技术领域
本发明涉及基于聚氨酯-酰胺高分子聚合物的油箱自密封材料，属于自密封技术领域。
背景技术
机动性、适应性与防护性是军用战术车辆的重要要求。燃油系统作为战术车辆的动力供给系统，直接为车辆机动性提供支撑与保障。油箱本身无任何直接防护，极易遭受武器弹药毁伤，将导致战术车辆整体作战与战术功能丧失，连锁影响战局。通过在油箱表面涂覆具有自修复功能的材料可改善上述问题。中国专利申请CN104010814A和CN108250937A针对油箱自密封提供了各自的技术方案，但二者采用材料均为多层结构，需要分多步骤制备、涂覆，实际施工效率不高。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供基于聚氨酯-酰胺高分子聚合物的油箱自密封材料，通过选用带有二硫键的羧酸类物质作为扩链剂先与异氰酸酯进行预聚，之后再与二元醇聚合反应形成大分子弹性体，由此避免反应过程中产生二氧化碳对制品的影响。最终以更低的成本和简单的方式获得了具有优异力学性能和室温自修复能力的高强的自修复高分子聚合物，所述聚合物作为油箱自密封材料使用具有优异的防护效果。
为实现上述目的，本发明的技术方案如下：
基于聚氨酯-酰胺高分子聚合物的油箱自密封材料，所述材料通过以下方法制备得到，所述方法包括以下步骤：
(1)预聚物的制备：氮气保护下，将二异氰酸酯和二羧酸二硫醚扩链剂溶于溶剂Ⅰ中，机械搅拌混合均匀，60-100℃下反应4-6h，得到异氰酸根封端预聚物，于氮气氛围保存；
(2)预聚物的扩链反应：将二元醇真空脱水完毕后，通入氮气保护，然后向所述二元醇中加入所述异氰酸根封端预聚物，同时加入催化剂和溶剂Ⅱ，60-90℃下搅拌至混合均匀后，涂覆于表面清洁的油箱外表面，去除溶剂Ⅰ、溶剂Ⅱ和残余反应气体，在油箱外表面得到基于聚氨酯-酰胺高分子聚合物的油箱自密封材料，所述材料厚度大于等于2mm；
其中，步骤(2)中所述二元醇为聚醚二元醇、聚酯二元醇和聚硅氧烷二元醇中一种以上；步骤(2)中所述催化剂为二月桂酸二丁基锡或辛酸亚锡。
优选的，步骤(1)中所述二异氰酸酯为被两个二异氰酸酯基取代的饱和链烃、饱和脂环烃或芳香烃。
优选的，步骤(1)中所述二异氰酸酯为1,6-六亚甲基二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、甲苯-2,4-二异氰酸酯、二苯基甲烷-4,4’-二异氰酸酯、苯二亚甲基二异氰酸酯、萘-1,5-二异氰酸酯和二环己基甲烷二异氰酸酯中的一种以上。
优选的，步骤(1)中所述二羧酸二硫醚扩链剂为3,3’-二硫代二丙酸、4,4’-二硫代二丁酸、2,2’-二硫代二苯甲酸和5,5’-二硫代双(2-硝基苯甲酸)中一种以上。
优选的，步骤(1)和步骤(2)中所述溶剂Ⅰ和溶剂Ⅱ分别独立为丙酮、四氢呋喃、三氯甲烷和N,N-二甲基甲酰胺中一种以上。
优选的，步骤(2)中所述二元醇为聚四氢呋喃二醇、聚己内酯二醇、聚乙二醇、聚氧化丙烯二醇、聚己二酸乙二醇酯二醇、聚己二酸丙二醇酯二醇和聚己二酸丁二醇酯二醇中的一种以上，所述二元醇的平均分子量为500-10000g/mol。
优选的，步骤(1)中所述二异氰酸酯和二羧酸二硫醚扩链剂的摩尔比为1-3:1；步骤(2)中所述异氰酸根封端预聚物与二元醇的摩尔比为1-2:1；步骤(2)中所述催化剂与步骤(1)中所述二异氰酸酯的摩尔比为2-5:100。
优选的，步骤(2)中所述二元醇在反应前通过脱水处理，脱水处理的条件为100-110℃真空脱水1-2h，真空度为0.06-0.1MPa。
优选的，步骤(2)中去除溶剂Ⅰ和溶剂Ⅱ的方式为放入60-90℃减压或真空环境，放置时间为2-12h。
优选的，所述油箱为金属或高分子材质，所述油箱自密封材料的厚度为2-8mm。厚度可根据防护需求在所述范围内进行调整。需指出厚度低于下限无法保证自密封效果；高于上限除增重、不经济外，厚度过大会使形变能力减弱会导致穿透处的自密封材料与油箱外壳的局部分离。
有益效果
本发明的自修复聚氨酯-酰胺材料本身即同时具备高力学性能和室温快速自修复性能，且制备工艺简单，原材料价廉易得。将自修复聚氨酯-酰胺材料应用于油箱自密封领域，在保证油箱被击穿后的迅速自密封性能的前提下，可大幅简化原本油箱自密封技术装配流程，且成本低廉，有很大推广应用空间。
本发明所述基于聚氨酯-酰胺的自修复高分子聚合物的油箱自密封材料具有优异的力学性能和室温自修复性能。一方面，对于自密封材料，力学性能决定了其在被击穿后的毁伤和形变，材料的拉伸强度和断裂伸长率有各自的合理区间和匹配范围。本发明所述基于聚氨酯-酰胺的自修复高分子聚合物，因为聚氨酯-酰胺弹性体具有区别于纯聚氨酯和聚氨酯-脲体系的特殊氢键序列，具有拉伸结晶特性，宏观表现出强而韧的高强力学性能，可实现穿孔的缩紧封闭，为后续的自修复提供基础。另一方面，适当的软段分子量调控和链段结构设计使得聚氨酯-酰胺弹性体仍具备可观的室温链段运动能力，基于此，在聚氨酯-酰胺氢键作用和二硫键交换反应的共同驱动下，本发明自修复高分子同时表现出了优异的室温快速自修复性能。最终，在多种性能因素的共同作用下，本发明材料能够实现对子弹、破片击穿后的迅速高强自密封效果。
附图说明
图1为实施例1在所述油箱被7.62mm子弹击穿后的弹孔正面图；
图2为实施例1在所述油箱被7.62mm子弹击穿后的弹孔背面图；
图3为实施例1在所述油箱被7.62mm子弹击穿后的弹孔侧面图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步详细的说明。
以下实施例中：
如无特殊说明，实施例中所使用的试剂和加工助剂均购买自市售商品，使用前未经过纯化。以下份数均为摩尔份数。
自密封性能测试：
在自然温度(-20℃-50℃)下，将待测试油箱固定在地面或支架上，往燃油箱内加入不低于2/3额定容量的柴油，盖上燃油箱盖，密封好所有进、出口。在距油箱外表面100米发射子弹或破片，子弹弹道以接近垂直于箱体表面的角度(射角0°)击穿单侧箱壁。在侧面采用高速摄像机监测保证子弹入射时弹速≥500m/s，同时用普通摄录设备对自封闭过程实时监测，全程录像。在油箱底部放置油液收集装置，持续观察1小时并记录油液泄漏量。以子弹击中燃油箱液面之下的弹孔为有效数据。
实施例1
(1)预聚反应：将160份异佛尔酮二异氰酸酯和80份2,2’-二硫代二苯甲酸溶于75mL丙酮，并对其进行机械搅拌，在氮气保护下于90℃下进行反应，5h后得到呈黄色乳液状的异氰酸根封端预聚物，于氮气氛围保存。
(2)预聚体的扩链反应：
①二元醇除水处理：将75份分子量为2000g/mol的聚己二酸丁二醇酯二醇加热熔融至110℃并搅拌，于0.1MPa真空度下干燥2小时；
②除水完毕后，关闭加热开关，待温度降至70-80℃，取出移入反应容器，向反应容器中通入氮气；加入所述异氰酸根封端预聚物，并溶于150mL丙酮，滴加4份二月桂酸二丁基锡搅拌至混合均匀，将混合好的溶液涂于表面清洁的油箱箱体基材(材质为铝合金)，放入真空(80℃)，保温减压反应6小时，排除溶液中的溶剂以及残余反应产生的气体(CO2)。最终在油箱外表面得到基于聚氨酯-酰胺高分子聚合物的油箱自密封材料，厚度为6mm。
所述油箱在7.62mm子弹击穿后，即时无喷射泄露，持续观察1小时后，仍无泄漏。所述油箱被7.62mm子弹击穿后的弹孔正面图、背面图和侧面图如图1-3所示，结果表明所述油箱自密封材料具备对7.62mm子弹(弹速≥500m/s)击穿的完全自密封。
实施例2
(1)预聚反应：将160份1,6-六亚甲基二异氰酸酯和80份2,2’-二硫代二苯甲酸溶于75mL丙酮，并对其进行机械搅拌，在氮气保护下于90℃下进行反应，5h后得到呈黄色乳液状的异氰酸根封端预聚物，于氮气氛围保存。
(2)预聚体的扩链反应：
①二元醇除水处理：将80份分子量为1000g/mol的聚己二酸乙二醇酯二醇加热熔融至110℃并搅拌，于0.1MPa真空度下干燥2小时；
②除水完毕后，关闭加热开关，待温度降至70-80℃，取出移入反应容器，向反应容器中通入氮气；加入所述异氰酸根封端预聚物，并溶于150mL丙酮，滴加5份二月桂酸二丁基锡搅拌至混合均匀，将混合好的溶液涂于表面清洁的油箱箱体基材(材质为铝合金)，放入真空(80℃)，保温减压反应6小时，排除溶液中的溶剂以及残余反应产生的气体(CO2)。最终得到基于聚氨酯-酰胺的自修复高分子聚合物的油箱自密封材料，厚度为6mm。
所述油箱在Ф8mm破片击穿后，即时无喷射泄露，持续观察1小时后，仍无泄漏。结果表明所述油箱自密封材料具备对Ф8mm破片(弹速≥500m/s)击穿的完全自密封。
实施例3
(1)预聚反应：将150份1,6-六亚甲基二异氰酸酯和75份4,4’-二硫代二丁酸溶于90mL丙酮，并对其进行机械搅拌，在氮气保护下于90℃下进行反应，6h后得到异氰酸根封端预聚物，于氮气氛围保存。
(2)预聚体的扩链反应：
①二元醇除水处理：将75份分子量为2000g/mol的聚己二酸丁二醇酯二醇加热熔融至110℃并搅拌，于0.1MPa真空度下干燥2小时；
②除水完毕后，关闭加热开关，待温度降至70-80℃，取出移入反应容器，向反应容器中通入氮气；加入所述异氰酸根封端预聚物，并溶于180mL丙酮，滴加6份二月桂酸二丁基锡搅拌至混合均匀，将混合好的溶液涂于表面清洁的油箱箱体基材(材质为铁合金)，放入真空(80℃)，保温减压反应8小时，排除溶液中的溶剂以及残余反应产生的气体(CO2)。最终得到基于聚氨酯-酰胺的自修复高分子聚合物的油箱自密封材料，厚度为7mm。
所述油箱在Ф10mm破片击穿后，即时无喷射泄露，持续观察1小时后，仍无泄漏。结果表明所述油箱自密封材料具备对Ф10mm破片(弹速≥500m/s)击穿的完全自密封。
实施例4
(1)预聚反应：将160份甲苯-2,4-二异氰酸酯和75份3,3’-二硫代二丙酸溶于60mL四氢呋喃，并对其进行机械搅拌，在氮气保护下于80℃下进行反应，5h后得到呈黄色乳液状的异氰酸根封端预聚物，于氮气氛围保存。
(2)预聚体的扩链反应：
①二元醇除水处理：将75份分子量为5000g/mol的聚己二酸丁二醇酯二醇加热熔融至110℃并搅拌，于0.1MPa真空度下干燥2小时；
②除水完毕后，关闭加热开关，待温度降至70-80℃，取出移入反应容器，向反应容器中通入氮气；加入所述异氰酸根封端预聚物，并溶于120mL四氢呋喃，滴加4份二月桂酸二丁基锡搅拌至混合均匀，将混合好的溶液涂于表面清洁的油箱箱体基材(材质为铝合金)，放入真空(90℃)，保温减压反应10小时，排除溶液中的溶剂以及残余反应产生的气体(CO2)。最终得到基于聚氨酯-酰胺的自修复高分子聚合物的油箱自密封材料，厚度为5mm。
所述油箱在7.62mm子弹破片击穿后，即时无喷射泄露，持续观察1小时后，仍无泄漏。结果表明所述油箱自密封材料具备对7.62mm子弹(弹速≥500m/s)击穿的完全自密封。
实施例5
(1)预聚反应：将150份二苯基甲烷-4,4’-二异氰酸酯和50份2,2’-二硫代二苯甲酸溶于75mL四氢呋喃，并对其进行机械搅拌，在氮气保护下于90℃下进行反应，6h后得到异氰酸根封端预聚物，于氮气氛围保存。
(2)预聚体的扩链反应：
①二元醇除水处理：将50份分子量为6000g/mol的聚己二酸丁二醇酯二醇加热熔融至120℃并搅拌，于0.1MPa真空度下干燥2小时；
②除水完毕后，关闭加热开关，待温度降至70-80℃，取出移入反应容器，向反应容器中通入氮气；加入所述异氰酸根封端预聚物，并溶于150mL四氢呋喃，滴加4份二月桂酸二丁基锡搅拌至混合均匀，将混合好的溶液涂于表面清洁的油箱箱体基材(材质为铝合金)，放入真空(90℃)，保温减压反应10小时，排除溶液中的溶剂以及残余反应产生的气体(CO2)。最终得到基于聚氨酯-酰胺的自修复高分子聚合物的油箱自密封材料，厚度为4mm。
所述油箱在Ф6mm破片击穿后，即时无喷射泄露，持续观察1小时后，仍无泄漏。结果表明所述油箱自密封材料具备对Ф6mm破片(弹速≥500m/s)击穿的完全自密封。
实施例6
(1)预聚反应：将150份1,6-六亚甲基二异氰酸酯和150份5,5’-二硫代双(2-硝基苯甲酸)溶于75mL N,N-二甲基甲酰胺，并对其进行机械搅拌，在氮气保护下于100℃下进行反应，5h后得到异氰酸根封端预聚物，于氮气氛围保存。
(2)预聚体的扩链反应：
①二元醇除水处理：将75份分子量为5000g/mol的聚四氢呋喃二醇加热熔融至110℃并搅拌，于0.1MPa真空度下干燥2小时；
②除水完毕后，关闭加热开关，待温度降至70-80℃，取出移入反应容器，向反应容器中通入氮气；加入所述异氰酸根封端预聚物，并溶于150mL N,N-二甲基甲酰胺，滴加7份二月桂酸二丁基锡搅拌至混合均匀，将混合好的溶液涂于表面清洁的油箱箱体基材(材质为铁合金)，放入真空(90℃)，保温减压反应12小时，排除溶液中的溶剂以及残余反应产生的气体(CO2)。最终得到基于聚氨酯-酰胺的自修复高分子聚合物的油箱自密封材料，厚度为8mm。
所述油箱在Ф13mm破片击穿后，即时无喷射泄露，持续观察1小时后，仍无泄漏。结果表明所述油箱自密封材料具备对Ф13mm破片(弹速≥500m/s)击穿的完全自密封。
实施例7
(1)预聚反应：将160份异佛尔酮二异氰酸酯和78份3,3’-二硫代二丙酸溶于75mL三氯甲烷，并对其进行机械搅拌，在氮气保护下于90℃下进行反应，5h后得到呈黄色乳液状的异氰酸根封端预聚物，于氮气氛围保存。
(2)预聚体的扩链反应：
①二元醇除水处理：将75份分子量为1000g/mol的聚四氢呋喃二醇加热熔融至110℃并搅拌，于0.1MPa真空度下干燥2小时；
②除水完毕后，关闭加热开关，待温度降至70-80℃，取出移入反应容器，向反应容器中通入氮气；加入所述异氰酸根封端预聚物，并溶于150mL三氯甲烷，滴加4份二月桂酸二丁基锡搅拌至混合均匀，将混合好的溶液涂于表面清洁的油箱箱体基材(材质为铝合金)，放入真空(90℃)，保温减压反应8小时，排除溶液中的溶剂以及残余反应产生的气体(CO2)。最终得到基于聚氨酯-酰胺的自修复高分子聚合物的油箱自密封材料，厚度为7mm。
所述油箱在Ф8mm破片击穿后，即时无喷射泄露，持续观察1小时后，仍无泄漏。结果表明所述油箱自密封材料具备对Ф8mm破片(弹速≥500m/s)击穿的完全自密封。
实施例8
(1)预聚反应：将160份甲苯-2,4-二异氰酸酯和80份2,2’-二硫代二苯甲酸溶于75mL四氢呋喃，并对其进行机械搅拌，在氮气保护下于90℃下进行反应，5h后得到异氰酸根封端预聚物，于氮气氛围保存。
(2)预聚体的扩链反应：
①二元醇除水处理：将75份分子量为4000g/mol的聚己内酯二醇加热熔融至110℃并搅拌，于0.1MPa真空度下干燥2小时；
②除水完毕后，关闭加热开关，待温度降至70-80℃，取出移入反应容器，向反应容器中通入氮气；加入所述异氰酸根封端预聚物，并溶于150mL四氢呋喃，滴加4份辛酸亚锡搅拌至混合均匀，将混合好的溶液涂于表面清洁的油箱箱体基材(材质为碳纤维复合材料)，放入真空(80℃)，保温减压反应10小时，排除溶液中的溶剂以及残余反应产生的气体(CO2)。最终得到基于聚氨酯-酰胺的自修复高分子聚合物的油箱自密封材料，厚度为3mm。
所述油箱在被5.56mm子弹击穿后，即时无喷射泄露，持续观察1小时后，仍无泄漏。结果表明所述油箱自密封材料具备对5.56mm子弹(弹速≥500m/s)击穿的完全自密封。
实施例9
(1)预聚反应：将150份1,6-六亚甲基二异氰酸酯和75份4,4’-二硫代二丁酸溶于90mL丙酮，并对其进行机械搅拌，在氮气保护下于90℃下进行反应，6h后得到异氰酸根封端预聚物，于氮气氛围保存。
(2)预聚体的扩链反应：
①二元醇除水处理：将75份分子量为2000g/mol的聚己二酸丁二醇酯二醇加热熔融至110℃并搅拌，于0.1MPa真空度下干燥2小时；
②除水完毕后，关闭加热开关，待温度降至70-80℃，取出移入反应容器，向反应容器中通入氮气；加入所述异氰酸根封端预聚物，并溶于180mL丙酮，滴加6份二月桂酸二丁基锡搅拌至混合均匀，将混合好的溶液涂于表面清洁的油箱箱体基材(材质为铁合金)，放入真空(80℃)，保温减压反应8小时，排除溶液中的溶剂以及残余反应产生的气体(CO2)。最终得到基于聚氨酯-酰胺的自修复高分子聚合物的油箱自密封材料，厚度为9mm。
所述油箱在Ф10mm破片击穿后，即时无喷射泄露，持续观察1小时后，仍无泄漏。结果表明所述油箱自密封材料具备对Ф10mm破片(弹速≥500m/s)击穿的完全自密封，但自密封材料与油箱壳体局部分离，导致部分油液聚积于自密封材料与油箱壳体之间形成的空腔内。
综上所述，发明包括但不限于以上实施例，凡是在本发明的精神和原则之下进行的任何等同替换或局部改进，都将视为在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.基于聚氨酯-酰胺高分子聚合物的油箱自密封材料，其特征在于：所述材料通过以下方法制备得到，所述方法包括以下步骤：
(1)预聚物的制备：氮气保护下，将二异氰酸酯和二羧酸二硫醚扩链剂溶于溶剂Ⅰ中，机械搅拌混合均匀，60-100℃下反应4-6h，得到异氰酸根封端预聚物，于氮气氛围保存；
(2)预聚物的扩链反应：将二元醇真空脱水完毕后，通入氮气保护，然后向所述二元醇中加入所述异氰酸根封端预聚物，同时加入催化剂和溶剂Ⅱ，60-90℃下搅拌至混合均匀后，涂覆于表面清洁的油箱外表面，去除溶剂Ⅰ、溶剂Ⅱ和残余反应气体，在油箱外表面得到基于聚氨酯-酰胺高分子聚合物的油箱自密封材料，所述材料厚度大于等于2mm；
其中，步骤(2)中所述二元醇为聚醚二元醇、聚酯二元醇和聚硅氧烷二元醇中一种以上；步骤(2)中所述催化剂为二月桂酸二丁基锡或辛酸亚锡。
2.如权利要求1所述的基于聚氨酯-酰胺高分子聚合物的油箱自密封材料，其特征在于：步骤(1)中所述二异氰酸酯为被两个二异氰酸酯基取代的饱和链烃、饱和脂环烃或芳香烃。
3.如权利要求1所述的基于聚氨酯-酰胺高分子聚合物的油箱自密封材料，其特征在于：步骤(1)中所述二异氰酸酯为1,6-六亚甲基二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、甲苯-2,4-二异氰酸酯、二苯基甲烷-4,4’-二异氰酸酯、苯二亚甲基二异氰酸酯、萘-1,5-二异氰酸酯和二环己基甲烷二异氰酸酯中的一种以上。
4.如权利要求1所述的基于聚氨酯-酰胺高分子聚合物的油箱自密封材料，其特征在于：步骤(1)中所述二羧酸二硫醚扩链剂为3,3’-二硫代二丙酸、4,4’-二硫代二丁酸、2,2’-二硫代二苯甲酸和5,5’-二硫代双(2-硝基苯甲酸)中一种以上。
5.如权利要求1所述的基于聚氨酯-酰胺高分子聚合物的油箱自密封材料，其特征在于：步骤(1)和步骤(2)中所述溶剂Ⅰ和溶剂Ⅱ分别独立为丙酮、四氢呋喃、三氯甲烷和N,N-二甲基甲酰胺中一种以上。
6.如权利要求1所述的基于聚氨酯-酰胺高分子聚合物的油箱自密封材料，其特征在于：步骤(2)中所述二元醇为聚四氢呋喃二醇、聚己内酯二醇、聚乙二醇、聚氧化丙烯二醇、聚己二酸乙二醇酯二醇、聚己二酸丙二醇酯二醇和聚己二酸丁二醇酯二醇中的一种以上，所述二元醇的平均分子量为500-10000g/mol。
7.如权利要求1所述的基于聚氨酯-酰胺高分子聚合物的油箱自密封材料，其特征在于：步骤(1)中所述二异氰酸酯和二羧酸二硫醚扩链剂的摩尔比为1-3:1；步骤(2)中所述异氰酸根封端预聚物与二元醇的摩尔比为1-2:1；步骤(2)中所述催化剂与步骤(1)中所述二异氰酸酯的摩尔比为2-5:100。
8.如权利要求1所述的基于聚氨酯-酰胺高分子聚合物的油箱自密封材料，其特征在于：步骤(2)中所述二元醇在反应前通过脱水处理，脱水处理的条件为100-110℃真空脱水1-2h，真空度为0.06-0.1MPa。
9.如权利要求1所述的基于聚氨酯-酰胺高分子聚合物的油箱自密封材料，其特征在于：步骤(2)中去除溶剂Ⅰ和溶剂Ⅱ的方式为放入60-90℃减压或真空环境，放置时间为2-12h。
10.如权利要求1所述的基于聚氨酯-酰胺高分子聚合物的油箱自密封材料，其特征在于：所述油箱为金属或高分子材质，所述油箱自密封材料的厚度为2-8mm。
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104010814A (zh) * 2011-12-20 2014-08-27 亨斯迈国际有限责任公司 与油箱一起使用的自修复涂层体系
CN109942773A (zh) * 2019-03-18 2019-06-28 四川大学 一种含动态硫氨酯键的自修复聚氨酯及其制备方法
CN110511344A (zh) * 2019-07-25 2019-11-29 华南理工大学 基于多重动态可逆作用的自修复聚氨酯弹性体及其制备方法
CN110790888A (zh) * 2019-11-07 2020-02-14 华南理工大学 基于多重动态可逆作用的高强度室温自修复聚氨酯弹性体及其制备与应用

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104010814A (zh) * 2011-12-20 2014-08-27 亨斯迈国际有限责任公司 与油箱一起使用的自修复涂层体系
CN109942773A (zh) * 2019-03-18 2019-06-28 四川大学 一种含动态硫氨酯键的自修复聚氨酯及其制备方法
CN110511344A (zh) * 2019-07-25 2019-11-29 华南理工大学 基于多重动态可逆作用的自修复聚氨酯弹性体及其制备方法
CN110790888A (zh) * 2019-11-07 2020-02-14 华南理工大学 基于多重动态可逆作用的高强度室温自修复聚氨酯弹性体及其制备与应用

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
杨一林: "基于芳香族二硫交换反应制备的室温自修复聚氨酯弹性体", 《中国优秀博硕士学位论文全文数据库(硕士) 工程科技Ⅰ辑》 *

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