CN116120818A - 一种防弹聚脲弹性体涂料的制备方法 - Google Patents

一种防弹聚脲弹性体涂料的制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN116120818A
CN116120818A CN202310066892.4A CN202310066892A CN116120818A CN 116120818 A CN116120818 A CN 116120818A CN 202310066892 A CN202310066892 A CN 202310066892A CN 116120818 A CN116120818 A CN 116120818A
Authority
CN
China
Prior art keywords
parts
bulletproof
nano
weight
polyurea elastomer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202310066892.4A
Other languages
English (en)
Inventor
苗宗成
吴永乐
王冬
赵玉真
贺泽民
赵阳
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Xijing University
Original Assignee
Xijing University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Xijing University filed Critical Xijing University
Priority to CN202310066892.4A priority Critical patent/CN116120818A/zh
Publication of CN116120818A publication Critical patent/CN116120818A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D175/00—Coating compositions based on polyureas or polyurethanes; Coating compositions based on derivatives of such polymers
    • C09D175/02—Polyureas
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D5/00—Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, characterised by their physical nature or the effects produced; Filling pastes
    • C09D5/14—Paints containing biocides, e.g. fungicides, insecticides or pesticides
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D5/00—Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, characterised by their physical nature or the effects produced; Filling pastes
    • C09D5/18—Fireproof paints including high temperature resistant paints
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D7/00—Features of coating compositions, not provided for in group C09D5/00; Processes for incorporating ingredients in coating compositions
    • C09D7/40—Additives
    • C09D7/60—Additives non-macromolecular
    • C09D7/61—Additives non-macromolecular inorganic
    • C09D7/62—Additives non-macromolecular inorganic modified by treatment with other compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/02—Elements
    • C08K3/08—Metals
    • C08K2003/0806—Silver
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/18—Oxygen-containing compounds, e.g. metal carbonyls
    • C08K3/20—Oxides; Hydroxides
    • C08K3/22—Oxides; Hydroxides of metals
    • C08K2003/2227—Oxides; Hydroxides of metals of aluminium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/18—Oxygen-containing compounds, e.g. metal carbonyls
    • C08K3/20—Oxides; Hydroxides
    • C08K3/22—Oxides; Hydroxides of metals
    • C08K2003/2237—Oxides; Hydroxides of metals of titanium
    • C08K2003/2241—Titanium dioxide
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K2201/00—Specific properties of additives
    • C08K2201/011—Nanostructured additives

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Plant Pathology (AREA)
  • Paints Or Removers (AREA)

Abstract

本发明公开了一种防弹聚脲弹性体涂料的制备方法，包括步骤：1、按重量份将6～10份氨基化合物、0.5份纳米防弹增强剂和0.5份纳米防弹改性剂混合，在30～60℃下搅拌均匀，烘干后得到经氨基化合物修饰后的纳米防弹增强剂与纳米防弹改性剂的混合物C；2、按照重量份将1‑50份二异氰酸酯、0.01‑1份催化剂和1‑50份增塑剂混合均匀后置于管式炉中以1～3℃的升温速率自室温升温至90～100℃，保温2～2.5h，得到组分A；3、按照重量份将1‑50份端氨基聚醚、0.1‑30份液体胺扩链剂、0‑50份增塑剂、0.01‑1份催化剂、0.01‑1份紫外光吸收剂、0.1‑10份消泡剂、0.2‑20混合物C在40～60℃下搅拌均匀，得到组分B；4、将组分A和B同时喷涂，得到防弹聚脲弹性体涂料，具有优良的防弹性能。

Description

一种防弹聚脲弹性体涂料的制备方法
技术领域
本发明属于复合材料技术领域，具体是一种防弹聚脲弹性体涂料的制备方法。
背景技术
聚脲弹性体常被应用于防护结构中，在不同的领域，对其性能有不同的要求，例如：在防弹和防爆破领域，需要聚脲材料具有非常高的拉伸强度和撕裂强度；在军需库、加油站，需要聚脲材料具有优异的阻燃性能等。
现有的聚脲弹性体受到爆炸、中弹等强外力冲击时，因其附着界面结构和附着力不强，极易出现微裂纹扩展以及剥离现象，从而导致其抗撕裂性能低，继而防弹和防爆性能差，进而大大减弱了聚脲弹性体的实际应用效果。可见，研究聚脲弹性体的附着界面结构和附着力是至关重要的，通常通过对聚脲弹性体改性等方法，以提高其与防护结构之间的粘结力，最终提高其防弹和防爆性能。但是，目前对聚脲弹性体改性技术尚不成熟，需要进一步深入研究。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目是提供一种防弹聚脲弹性体涂料的制备方法，提高了聚脲弹性体涂料的抗撕裂性能，从而使其具有优良的防弹和防爆性能。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：
一种防弹聚脲弹性体涂料的制备方法，包括如下步骤：
步骤1、按照重量份将6～10份氨基化合物、0.5份纳米防弹增强剂和0.5份纳米防弹改性剂混合，在30～60℃下搅拌均匀，烘干后得到经氨基化合物修饰后的纳米防弹增强剂与纳米防弹改性剂的混合物C；
所述氨基化合物是二乙烯三胺、三乙烯四胺、3-氨丙基三乙氧基硅烷、聚多巴胺、聚烯丙基胺盐酸盐或壳聚糖中的一种或多种；
所述纳米防弹增强剂是纳米碳化硼粉末、纳米二氧化钛粉末或纳米碳化硅粉末中的一种或多种；
所述纳米防弹改性剂是氧化石墨烯粉末、纳米氧化铝粉末或纳米银粉末中的一种或多种；
步骤2、按照重量份将36.5-52份二异氰酸酯、0.5-1份催化剂和3-7份增塑剂混合均匀后置于管式炉中以1～2℃/min的升温速率自室温升温至90～100℃，保温2～2.5h，得到组分A；
步骤3、按照重量份将33-50份端氨基聚醚、2-3份液体胺扩链剂、2-4份增塑剂、0.6份催化剂、0.4份紫外光吸收剂、0.4-1份消泡剂、0.6-1.2混合物C在40～60℃下搅拌均匀，得到组分B；
步骤4、按照重量份分别取40-60份组分A和40-60份组分B在20～45℃下同时喷涂，得到防弹聚脲弹性体涂料。
进一步地，所述步骤2的二异氰酸酯是2,2,5,5-四氟-1,6-己二异氰酸酯、2,2-二羟基-1,3-丙二异氰酸酯、4,6-二氟-间苯基二异氰酸酯、溴代苯-2,4-二异氰酸酯中的一种或多种，且各组分的结构式分别如下：
Figure BDA0004062475490000021
Figure BDA0004062475490000031
进一步地，所述步骤2的催化剂是1-[双(3-二甲基氨丙基)氨基]-2-丙醇、3-庚基-2-[(3-庚基-4-甲基-1,3-噻唑-3-碘-2-基)亚甲基]-4-甲基-1,3-噻唑、三(N,N-二甲基氨基丙基)胺或苄基三乙基溴化铵中的一种或多种。
进一步地，所述步骤2的增塑剂是磷酸三苯酯、对苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二(2-乙基己)酯中的一种或多种。
进一步地，所述步骤3的端氨基聚醚是聚醚三元胺或聚醚四元胺的一种或两种。
进一步地，所述步骤3的扩链剂是对苯二酚二羟乙基醚、2,2-二羟甲基丁酸或2-甲基-2,4-戊二醇中的一种或多种。
进一步地，所述步骤3的增塑剂是乙酰柠檬酸三丁酯、二苯甲酸二甘醇酯或对苯二甲酸二辛酯中的一种或多种。
进一步地，所述步骤3的催化剂是十六烷基三甲基氯化铵、5-溴-2-氯嘧啶、苄基三乙基氯化铵或月桂基三甲基溴化铵中的一种或多种。
进一步地，所述步骤3中的紫外光吸收剂是四(3,5-二叔丁基-4-羟基)苯丙酸季戊四醇酯、2-羟基-4-甲氧基-5-磺酸二苯甲酮、2,2"-(1,4-亚苯基)双-4H-3,1-苯并恶嗪-4-酮或三乙二醇醚-二(3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基)丙酸酯中的一种或多种。
进一步地，所述步骤3的消泡剂是聚二甲基硅氧烷、聚醚改性硅氧烷、有机硅改性聚醚酯中的一种或多种。
本发明与现有技术相比，具有如下技术效果：
通过氨基化合物修饰纳米防弹增强剂与纳米防弹改性剂，是纳米粒子表面接上氨基基团，在聚合时，纳米粒子与聚脲之间形成化学键，使纳米粒子更稳定地存在于整个聚脲体系中；且氨基基团能够与聚脲弹性体涂料所附着的基底产生更强的结合力，从而不易脱落，纳米防弹增强剂和纳米防弹改性剂的粒子也随之长时间附着在基底表面，从而改善了聚脲弹性体的化学稳定性、耐热性、紫外线反射性，减少了静电荷的产生，提高了聚脲弹性体涂料的耐用性和抗菌抑菌性能；此外，A组分中的二异氰酸酯可以增加分子链的不对称性，从而提高聚脲弹性体涂料的耐磨性、阻燃性、耐高温性以及力学性能。经过试验比对，在防弹性能相同的前提下，现有的聚脲弹性体涂料的喷涂厚度为3.5～4mm，而本发明的聚脲弹性体涂层的厚度仅为1.5～2mm，可见，本发明制备的包含组分A和组分B的聚脲弹性体涂料具有良好的防弹性能。
附图说明
图1：本发明制备的聚脲弹性体基底上纳米防弹增强剂与纳米防弹改性剂的分布示意图；
图2：本发明实施例1-实施例7的制备的聚脲弹性体涂料喷涂在基底表面，中弹后的凹陷程度曲线；
图3：本发明实施例1-实施例7制备的聚脲弹性体，在4.5mm/min的加载速度下的真应力-真应变曲线；
图中：1、纳米防弹添加剂与纳米防弹改性剂；2、聚脲弹性体基底。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明的具体内容做进一步详细解释说明。
实施例1
步骤1、按照重量份将1份二乙烯三胺、1份三乙烯四胺、1份3-氨丙基三乙氧基硅烷、1份聚多巴胺、1份聚烯丙基胺盐酸盐和1份壳聚糖混合，得到氨基化合物的混合物；按照重量份将0.2份纳米碳化硼粉末、0.2份纳米二氧化钛粉末和0.1份纳米碳化硅粉末混合，得到纳米防弹增强剂；按照重量份将0.2份氧化石墨烯粉末、0.2份纳米氧化铝粉末和0.1份纳米银粉末混合，得到纳米防弹改性剂；再将氨基化合物的混合物、纳米防弹增强剂和纳米防弹改性剂混合，在30℃下搅拌30min，然后在120℃下烘干后得到经氨基化合物修饰后的纳米防弹增强剂与纳米防弹改性剂的混合物C；
步骤2、按照重量份将10份2,2,5,5-四氟-1,6-己二异氰酸酯、10份2,2-二羟基-1,3-丙二异氰酸酯、10份4,6-二氟-间苯基二异氰酸酯和11.5份溴代苯-2,4-二异氰酸酯混合，得到二异氰酸酯的混合物；按照重量份将0.2份1-[双(3-二甲基氨丙基)氨基]-2-丙醇、0.1份3-庚基-2-[(3-庚基-4-甲基-1,3-噻唑-3-碘-2-基)亚甲基]-4-甲基-1,3-噻唑、0.1份三(N,N-二甲基氨基丙基)胺和0.1份苄基三乙基溴化铵混合，得到催化剂；按照重量份将1份磷酸三苯酯、1份对苯二甲酸二辛酯和1份邻苯二甲酸二(2-乙基己)酯混合，得到增塑剂，再将二异氰酸酯的混合物、催化剂和增塑剂混合均匀后置于管式炉中以1℃的升温速率自室温升温至90℃，保温2h，得到组分A；
步骤3、按照重量份将30份聚醚三元胺和20份聚醚四元胺混合，得到端氨基聚醚；按照重量份将1份对苯二酚二羟乙基醚、1份2,2-二羟甲基丁酸和1份2-甲基-2,4-戊二醇混合，得到液体胺扩链剂；将2份乙酰柠檬酸三丁酯、1份二苯甲酸二甘醇酯和1份对苯二甲酸二辛酯混合，得到增塑剂；将0.2份十六烷基三甲基氯化铵、0.1份5-溴-2-氯嘧啶、0.2份苄基三乙基氯化铵和0.1份月桂基三甲基溴化铵混合，得到催化剂；将0.1份四(3,5-二叔丁基-4-羟基)苯丙酸季戊四醇酯、0.1份2-羟基-4-甲氧基-5-磺酸二苯甲酮、0.1份2,2"-(1,4-亚苯基)双-4H-3,1-苯并恶嗪-4-酮和0.1份三乙二醇醚-二(3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基)丙酸酯混合得到紫外光吸收剂；将0.3份聚二甲基硅氧烷消泡剂、0.3份聚醚改性硅氧烷消泡剂和0.4份有机硅改性聚醚酯消泡剂混合，得到消泡剂；然后取1重量份的混合物C与端氨基聚醚、液体胺扩链剂、增塑剂、催化剂、紫外光吸收剂和消泡剂混合，并在40℃下搅拌30min，得到组分B；
步骤4、按照重量份分别取40份组分A和60份组分B在20℃下同时喷涂，得到防弹聚脲弹性体涂料。
实施例2
步骤1、按照重量份将2份三乙烯四胺、2份3-氨丙基三乙氧基硅烷、1份聚多巴胺、1份聚烯丙基胺盐酸盐和1份壳聚糖混合，得到氨基化合物的混合物；按照重量份将0.2份纳米碳化硼粉末、0.2份纳米二氧化钛粉末和0.1份纳米碳化硅粉末混合，得到纳米防弹增强剂；按照重量份将0.2份氧化石墨烯粉末、0.2份纳米氧化铝粉末和0.1份纳米银粉末混合，得到纳米防弹改性剂；再将氨基化合物的混合物、纳米防弹增强剂和纳米防弹改性剂混合，在35℃下搅拌30min，然后在140℃下烘干后得到经氨基化合物修饰后的纳米防弹增强剂与纳米防弹改性剂的混合物C；
步骤2、按照重量份将10份2,2-二羟基-1,3-丙二异氰酸酯、10份4,6-二氟-间苯基二异氰酸酯和18.5份溴代苯-2,4-二异氰酸酯混合，得到二异氰酸酯的混合物；按照重量份将0.2份3-庚基-2-[(3-庚基-4-甲基-1,3-噻唑-3-碘-2-基)亚甲基]-4-甲基-1,3-噻唑、0.5份三(N,N-二甲基氨基丙基)胺和0.1份苄基三乙基溴化铵混合，得到催化剂；按照重量份将2份磷酸三苯酯、1份对苯二甲酸二辛酯和1份邻苯二甲酸二(2-乙基己)酯混合，得到增塑剂，再将二异氰酸酯的混合物、催化剂和增塑剂混合均匀后置于管式炉中以1.5℃的升温速率自室温升温至90℃，保温2.1h，得到组分A；
步骤3、按照重量份将27份聚醚三元胺和20份聚醚四元胺混合，得到端氨基聚醚；按照重量份将1.2份对苯二酚二羟乙基醚、0.8份2,2-二羟甲基丁酸和1份2-甲基-2,4-戊二醇混合，得到液体胺扩链剂；按照重量份将1份乙酰柠檬酸三丁酯、2份二苯甲酸二甘醇酯和1份对苯二甲酸二辛酯混合，得到增塑剂；按照重量份将0.2份5-溴-2-氯嘧啶、0.2份苄基三乙基氯化铵和0.2份月桂基三甲基溴化铵混合，得到催化剂；按照重量份将0.2份2-羟基-4-甲氧基-5-磺酸二苯甲酮、0.1份2,2"-(1,4-亚苯基)双-4H-3,1-苯并恶嗪-4-酮和0.1份三乙二醇醚-二(3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基)丙酸酯混合得到紫外光吸收剂；按照重量份将0.3份聚醚改性硅氧烷消泡剂和0.4份有机硅改性聚醚酯消泡剂混合，得到消泡剂；然后取0.8重量份的混合物C与端氨基聚醚、液体胺扩链剂、增塑剂、催化剂、紫外光吸收剂和消泡剂混合，并在43℃下搅拌35min，得到组分B；
步骤4、按照重量份分别取43份组分A和57份组分B在25℃下同时喷涂，得到防弹聚脲弹性体涂料。
实施例3
步骤1、按照重量份将4份3-氨丙基三乙氧基硅烷、2份聚多巴胺、1份聚烯丙基胺盐酸盐和1份壳聚糖混合，得到氨基化合物的混合物；按照重量份将0.2份纳米二氧化钛粉末和0.3份纳米碳化硅粉末混合，得到纳米防弹增强剂；按照重量份将0.2份纳米氧化铝粉末和0.3份纳米银粉末混合，得到纳米防弹改性剂；再将氨基化合物的混合物、纳米防弹增强剂和纳米防弹改性剂混合，在40℃下搅拌30min，然后在160℃下烘干后得到经氨基化合物修饰后的纳米防弹增强剂与纳米防弹改性剂的混合物C；
步骤2、按照重量份将30份4,6-二氟-间苯基二异氰酸酯和11.5份溴代苯-2,4-二异氰酸酯混合，得到二异氰酸酯的混合物；按照重量份将0.5份3-庚基-2-[(3-庚基-4-甲基-1,3-噻唑-3-碘-2-基)亚甲基]-4-甲基-1,3-噻唑、0.1份三(N,N-二甲基氨基丙基)胺和0.1份苄基三乙基溴化铵混合，得到催化剂；按照重量份将3份对苯二甲酸二辛酯和2份邻苯二甲酸二(2-乙基己)酯混合，得到增塑剂，再将二异氰酸酯的混合物、催化剂和增塑剂混合均匀后置于管式炉中以2℃的升温速率自室温升温至95℃，保温2.2h，得到组分A；
步骤3、按照重量份将23份聚醚三元胺和20份聚醚四元胺混合，得到端氨基聚醚；按照重量份将1份2,2-二羟甲基丁酸和2份2-甲基-2,4-戊二醇混合，得到液体胺扩链剂；按照重量份将2份二苯甲酸二甘醇酯和2份对苯二甲酸二辛酯混合，得到增塑剂；按照重量份将0.2份5-溴-2-氯嘧啶、0.2份苄基三乙基氯化铵和0.2份月桂基三甲基溴化铵混合，得到催化剂；按照重量份将0.2份2-羟基-4-甲氧基-5-磺酸二苯甲酮和0.2份三乙二醇醚-二(3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基)丙酸酯混合得到紫外光吸收剂；按照重量份将0.6份聚醚改性硅氧烷消泡剂和0.4份有机硅改性聚醚酯消泡剂混合，得到消泡剂；然后取1重量份的混合物C与端氨基聚醚、液体胺扩链剂、增塑剂、催化剂、紫外光吸收剂和消泡剂混合，并在47℃下搅拌40min，得到组分B；
步骤4、按照重量份分别取47份组分A和53份组分B在30℃下同时喷涂，得到防弹聚脲弹性体涂料。
实施例4
步骤1、按照重量份将4份聚多巴胺、3份聚烯丙基胺盐酸盐和2份壳聚糖混合，得到氨基化合物的混合物；按照重量份取0.5份纳米二氧化钛粉末作为纳米防弹增强剂；按照重量份取0.5份纳米氧化铝粉末作为纳米防弹改性剂；再将氨基化合物的混合物、纳米防弹增强剂和纳米防弹改性剂混合，在45℃下搅拌30min，然后在180℃下烘干后得到经氨基化合物修饰后的纳米防弹增强剂与纳米防弹改性剂的混合物C；
步骤2、按照重量份取43.4份4,6-二氟-间苯基二异氰酸酯；按照重量份将0.4份三(N,N-二甲基氨基丙基)胺和0.2份苄基三乙基溴化铵混合，得到催化剂；按照重量份取6份对苯二甲酸二辛酯作为增塑剂，再将4,6-二氟-间苯基二异氰酸酯、催化剂和增塑剂混合均匀后置于管式炉中以1℃的升温速率自室温升温至100℃，保温2.25h，得到组分A；
步骤3、按照重量份将15份聚醚三元胺和26份聚醚四元胺混合，得到端氨基聚醚；按照重量份取2份2-甲基-2,4-戊二醇作为液体胺扩链剂；按照重量份取3份对苯二甲酸二辛酯作为增塑剂；按照重量份将0.4份苄基三乙基氯化铵和0.2份月桂基三甲基溴化铵混合，得到催化剂；按照重量份取0.4份三乙二醇醚-二(3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基)丙酸酯作为紫外光吸收剂；按照重量份取1份聚醚改性硅氧烷消泡剂；然后取1重量份的混合物C与端氨基聚醚、液体胺扩链剂、增塑剂、催化剂、紫外光吸收剂和消泡剂混合，并在50℃下搅拌45min，得到组分B；
步骤4、按照重量份分别取50份组分A和50份组分B在33℃下同时喷涂，得到防弹聚脲弹性体涂料。
实施例5
步骤1、按照重量份将6份3-氨丙基三乙氧基硅烷、3份聚烯丙基胺盐酸盐和1份壳聚糖混合，得到氨基化合物的混合物；按照重量份取0.5份纳米二氧化钛粉末作为纳米防弹增强剂；按照重量份取0.5份纳米氧化铝粉末作为纳米防弹改性剂；再将氨基化合物的混合物、纳米防弹增强剂和纳米防弹改性剂混合，在50℃下搅拌30min，然后在200℃下烘干后得到经氨基化合物修饰后的纳米防弹增强剂与纳米防弹改性剂的混合物C；
步骤2、按照重量份取47.5份溴代苯-2,4-二异氰酸酯；按照重量份将0.5份3-庚基-2-[(3-庚基-4-甲基-1,3-噻唑-3-碘-2-基)亚甲基]-4-甲基-1,3-噻唑和0.4份三(N,N-二甲基氨基丙基)胺混合，得到催化剂；按照重量份取5份对苯二甲酸二辛酯作为增塑剂，再将溴代苯-2,4-二异氰酸酯、催化剂和增塑剂混合均匀后置于管式炉中以2℃的升温速率自室温升温至98℃，保温2.3h，得到组分A；
步骤3、按照重量份取39份聚醚三元胺；按照重量份取3份2,2-二羟甲基丁酸作为液体胺扩链剂；按照重量份取2份二苯甲酸二甘醇酯作为增塑剂；按照重量份将0.2份5-溴-2-氯嘧啶和0.4份月桂基三甲基溴化铵混合，得到催化剂；按照重量份取0.4份2-羟基-4-甲氧基-5-磺酸二苯甲酮作为紫外光吸收剂；按照重量份取1份聚醚改性硅氧烷消泡剂；然后取1重量份的混合物C与聚醚三元胺、液体胺扩链剂、增塑剂、催化剂、紫外光吸收剂和聚醚改性硅氧烷消泡剂混合，并在53℃下搅拌50min，得到组分B；
步骤4、按照重量份分别取53份组分A和47份组分B在35℃下同时喷涂，得到防弹聚脲弹性体涂料。
实施例6
步骤1、按照重量份将2份二乙烯三胺、2份三乙烯四胺和2份3-氨丙基三乙氧基硅烷混合，得到氨基化合物的混合物；按照重量份将0.2份纳米碳化硼粉末和0.3份纳米碳化硅粉末混合，得到纳米防弹增强剂；按照重量份将0.3份氧化石墨烯粉末和0.2份纳米银粉末混合，得到纳米防弹改性剂；再将氨基化合物的混合物、纳米防弹增强剂和纳米防弹改性剂混合，在55℃下搅拌30min，然后在190℃下烘干后得到经氨基化合物修饰后的纳米防弹增强剂与纳米防弹改性剂的混合物C；
步骤2、按照重量份将20份2,2,5,5-四氟-1,6-己二异氰酸酯、10份2,2-二羟基-1,3-丙二异氰酸酯和20.5份溴代苯-2,4-二异氰酸酯混合，得到二异氰酸酯的混合物；按照重量份将0.2份1-[双(3-二甲基氨丙基)氨基]-2-丙醇和0.2份3-庚基-2-[(3-庚基-4-甲基-1,3-噻唑-3-碘-2-基)亚甲基]-4-甲基-1,3-噻唑和0.1份苄基三乙基溴化铵混合，得到催化剂；按照重量份将2份磷酸三苯酯和4份邻苯二甲酸二(2-乙基己)酯混合，得到增塑剂，再将二异氰酸酯的混合物、催化剂和增塑剂混合均匀后置于管式炉中以1℃的升温速率自室温升温至96℃，保温2.4h，得到组分A；
步骤3、按照重量份取36份聚醚四元胺；按照重量份将1份对苯二酚二羟乙基醚和2份2-甲基-2,4-戊二醇混合，得到液体胺扩链剂；按照重量份将1份乙酰柠檬酸三丁酯和1份对苯二甲酸二辛酯混合，得到增塑剂；将0.2份十六烷基三甲基氯化铵、0.1份5-溴-2-氯嘧啶和0.3份苄基三乙基氯化铵混合，得到催化剂；将0.1份四(3,5-二叔丁基-4-羟基)苯丙酸季戊四醇酯、0.1份2-羟基-4-甲氧基-5-磺酸二苯甲酮和0.2份2,2"-(1,4-亚苯基)双-4H-3,1-苯并恶嗪-4-酮混合得到紫外光吸收剂；将0.1份聚二甲基硅氧烷消泡剂和0.3份聚醚改性硅氧烷消泡剂混合，得到消泡剂；然后取1重量份的混合物C与聚醚四元胺、液体胺扩链剂、增塑剂、催化剂、紫外光吸收剂和消泡剂混合，并在57℃下搅拌55min，得到组分B；
步骤4、按照重量份分别取57份组分A和43份组分B在40℃下同时喷涂，得到防弹聚脲弹性体涂料。
实施例7
步骤1、按照重量份将4份二乙烯三胺和2份三乙烯四胺混合，得到氨基化合物的混合物；按照重量份取0.1份纳米碳化硼粉末和0.4份纳米碳化硅粉末混合，得到纳米防弹增强剂；按照重量份将0.4份氧化石墨烯粉末和0.1份纳米银粉末混合，得到纳米防弹改性剂；再将氨基化合物的混合物、纳米防弹增强剂和纳米防弹改性剂混合，在60℃下搅拌30min，然后在150℃下烘干后得到经氨基化合物修饰后的纳米防弹增强剂与纳米防弹改性剂的混合物C；
步骤2、按照重量份将30份2,2,5,5-四氟-1,6-己二异氰酸酯和22份2,2-二羟基-1,3-丙二异氰酸酯混合，得到二异氰酸酯的混合物；按照重量份将0.8份1-[双(3-二甲基氨丙基)氨基]-2-丙醇和0.2份3-庚基-2-[(3-庚基-4-甲基-1,3-噻唑-3-碘-2-基)亚甲基]-4-甲基-1,3-噻唑混合，得到催化剂；按照重量份将3份磷酸三苯酯和4份邻苯二甲酸二(2-乙基己)酯混合，得到增塑剂，再将二异氰酸酯的混合物、催化剂和增塑剂混合均匀后置于管式炉中以1℃的升温速率自室温升温至96℃，保温2.5h，得到组分A；
步骤3、按照重量份取33份聚醚四元胺；按照重量份将1份对苯二酚二羟乙基醚和1份2-甲基-2,4-戊二醇混合，得到液体胺扩链剂；按照重量份将1份乙酰柠檬酸三丁酯和1份对苯二甲酸二辛酯混合，得到增塑剂；将0.2份十六烷基三甲基氯化铵和0.2份5-溴-2-氯嘧啶混合，得到催化剂；将0.3份四(3,5-二叔丁基-4-羟基)苯丙酸季戊四醇酯和0.1份2-羟基-4-甲氧基-5-磺酸二苯甲酮混合得到紫外光吸收剂；将0.5份聚二甲基硅氧烷消泡剂和0.3份聚醚改性硅氧烷消泡剂混合，得到消泡剂；然后取1.2重量份的混合物C与聚醚四元胺、液体胺扩链剂、增塑剂、催化剂、紫外光吸收剂和消泡剂混合，并在60℃下搅拌60min，得到组分B；
步骤4、按照重量份分别取60份组分A和40份组分B在45℃下同时喷涂，得到防弹聚脲弹性体涂料。
从图1可知，实施例1～实施例7制备的聚脲弹性体基底2上分布有诸多纳米防弹增强剂与纳米防弹改性剂1；
从图2可以看出，本发明实施例1～实施例7制备的聚脲弹性体涂料喷涂在基底上以后，凹陷均在19.4mm以内，满足GA141—2010中3级防弹性能测试要求(凹陷小于25mm)；
由图3可知，实施例1～实施例7制备的聚脲弹性体，在4.5mm/min的加载速度下，其拉伸强度均在380MPa以上，拥有优良的防弹性能。
考虑到在长期的服役过程中，应用领域的不确定性，尤其是在有些极端环境中的紫外线辐射太强，而有些环境中可能菌类较多，而紫外线与菌类是影响聚脲弹性体涂料性能的两个重要的因素因素，原因在于：1)、当聚脲层受到环境中的紫外线影响时，其分子连段中的某些化学键因吸收能量会发生断裂，使得由大分子链构成的网络结构变成小分子链，从而降低了其拉伸强度与剪切强度，进而丧失了原有的防弹防刺性能。2)、由于在复杂的细菌环境中，有些细菌的分泌物会与聚脲分子链发生化学反应，导致化学键断裂的概率大大提高，直接导致拉伸强度与剪切强度下降的概率提高，从而降低材料的防弹防刺性能。由于聚脲弹性体材料在微观上为交织的网络结构以及纳米添加剂使其拥有紫外线屏蔽功能(不低于92％)以及抑菌抗菌性能(不低于99.4％)。表1是实施例1～7制备的聚脲弹性体涂料喷涂在基底上以后的各项性能参数，其中：凹陷指的是受到子弹撞击后，产生的凹痕深度；穿透层数指的是将50层厚0.5mm的聚脲弹性体涂层叠加在一起进行射击时，子弹共穿透的层数。此外，从表1可以看出，本发明制备的聚脲弹性体涂料还具有使用温度范围广、磨损率低和使用寿命长的优点，因此可适用于较多的领域。
表1：实施例1～实施例7的聚脲弹性体涂料喷涂以后的各项性能参数
Figure BDA0004062475490000121
Figure BDA0004062475490000131

Claims (10)

1.一种防弹聚脲弹性体涂料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1、按照重量份将6～10份氨基化合物、0.5份纳米防弹增强剂和0.5份纳米防弹改性剂混合，在30～60℃下搅拌均匀，烘干后得到经氨基化合物修饰后的纳米防弹增强剂与纳米防弹改性剂的混合物C；
所述氨基化合物是二乙烯三胺、三乙烯四胺、3-氨丙基三乙氧基硅烷、聚多巴胺、聚烯丙基胺盐酸盐或壳聚糖中的一种或多种；
所述纳米防弹增强剂是纳米碳化硼粉末、纳米二氧化钛粉末或纳米碳化硅粉末中的一种或多种；
所述纳米防弹改性剂是氧化石墨烯粉末、纳米氧化铝粉末或纳米银粉末中的一种或多种；
步骤2、按照重量份将36.5-52份二异氰酸酯、0.5-1份催化剂和3-7份增塑剂混合均匀后置于管式炉中以1～2℃/min的升温速率自室温升温至90～100℃，保温2～2.5h，得到组分A；
步骤3、按照重量份将33-50份端氨基聚醚、2-3份液体胺扩链剂、2-4份增塑剂、0.6份催化剂、0.4份紫外光吸收剂、0.4-1份消泡剂、0.6-1.2份混合物C在40～60℃下搅拌均匀，得到组分B；
步骤4、按照重量份分别取40-60份组分A和40-60份组分B在20～45℃下同时喷涂，得到防弹聚脲弹性体涂料。
2.根据权利要求1所述的防弹聚脲弹性体涂料的制备方法，其特征在于，所述步骤2的二异氰酸酯是2,2,5,5-四氟-1,6-己二异氰酸酯、2,2-二羟基-1,3-丙二异氰酸酯、4,6-二氟-间苯基二异氰酸酯、溴代苯-2,4-二异氰酸酯中的一种或多种，且各组分的结构式分别如下：
2,2,5,5-四氟-1,6-己二异氰酸酯
2,2-二羟基-1,3-丙二异氰酸酯
4,6-二氟-间苯基二异氰酸酯
溴代苯-2,4-二异氰酸酯。
3.根据权利要求1所述的防弹聚脲弹性体涂料的制备方法，其特征在于，所述步骤2的催化剂是1-[双(3-二甲基氨丙基)氨基]-2-丙醇、3-庚基-2-[(3-庚基-4-甲基-1,3-噻唑-3-碘-2-基)亚甲基]-4-甲基-1,3-噻唑、三(N,N-二甲基氨基丙基)胺或苄基三乙基溴化铵中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的防弹聚脲弹性体涂料的制备方法，其特征在于，所述步骤2的增塑剂是磷酸三苯酯、对苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二(2-乙基己)酯中的一种或多种。
5.根据权利要求1所述的防弹聚脲弹性体涂料的制备方法，其特征在于，所述步骤3的端氨基聚醚是聚醚三元胺或聚醚四元胺中的一种或两种。
6.根据权利要求1所述的防弹聚脲弹性体涂料的制备方法，其特征在于，所述步骤3的扩链剂是对苯二酚二羟乙基醚、2,2-二羟甲基丁酸或2-甲基-2,4-戊二醇中的一种或多种。
7.根据权利要求1所述的防弹聚脲弹性体涂料的制备方法，其特征在于，所述步骤3的增塑剂是乙酰柠檬酸三丁酯、二苯甲酸二甘醇酯或对苯二甲酸二辛酯中的一种或多种。
8.根据权利要求1所述的防弹聚脲弹性体涂料的制备方法，其特征在于，所述步骤3的催化剂是十六烷基三甲基氯化铵、5-溴-2-氯嘧啶、苄基三乙基氯化铵或月桂基三甲基溴化铵中的一种或多种。
9.根据权利要求1所述的防弹聚脲弹性体涂料的制备方法，其特征在于，所述步骤3中的紫外光吸收剂是四(3,5-二叔丁基-4-羟基)苯丙酸季戊四醇酯、2-羟基-4-甲氧基-5-磺酸二苯甲酮、2,2"-(1,4-亚苯基)双-4H-3,1-苯并恶嗪-4-酮或三乙二醇醚-二(3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基)丙酸酯中的一种或多种。
10.根据权利要求1所述的防弹聚脲弹性体涂料的制备方法，其特征在于，所述步骤3的消泡剂是聚二甲基硅氧烷、聚醚改性硅氧烷、有机硅改性聚醚酯中的一种或多种。
CN202310066892.4A 2023-01-15 2023-01-15 一种防弹聚脲弹性体涂料的制备方法 Pending CN116120818A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202310066892.4A CN116120818A (zh) 2023-01-15 2023-01-15 一种防弹聚脲弹性体涂料的制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202310066892.4A CN116120818A (zh) 2023-01-15 2023-01-15 一种防弹聚脲弹性体涂料的制备方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN116120818A true CN116120818A (zh) 2023-05-16

Family

ID=86311322

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202310066892.4A Pending CN116120818A (zh) 2023-01-15 2023-01-15 一种防弹聚脲弹性体涂料的制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN116120818A (zh)

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060208238A1 (en) * 2005-03-21 2006-09-21 Falloon Stephen B Flame retardants and flame retarded polymers
CN102516491A (zh) * 2011-11-18 2012-06-27 宁波继峰汽车零部件股份有限公司 一种低回弹头枕泡沫及其制备方法
CN102993930A (zh) * 2012-09-29 2013-03-27 北京东方雨虹防水技术股份有限公司 高耐磨喷涂聚脲弹性涂料及其制备方法
CN104497823A (zh) * 2014-10-20 2015-04-08 上海东方雨虹防水技术有限责任公司 一种防爆吸能聚脲弹性涂料及制备方法
CN106543431A (zh) * 2016-11-01 2017-03-29 万华化学集团股份有限公司 一种合成聚醚酰亚胺的方法
CN111548712A (zh) * 2020-05-28 2020-08-18 山东新诺新材料有限公司 一种快速固化的建筑用聚脲防爆涂料及其制备方法
CN112552476A (zh) * 2020-12-07 2021-03-26 上海宏璞化工科技有限公司 一种聚氨酯泡沫材料及其制备方法

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060208238A1 (en) * 2005-03-21 2006-09-21 Falloon Stephen B Flame retardants and flame retarded polymers
CN102516491A (zh) * 2011-11-18 2012-06-27 宁波继峰汽车零部件股份有限公司 一种低回弹头枕泡沫及其制备方法
CN102993930A (zh) * 2012-09-29 2013-03-27 北京东方雨虹防水技术股份有限公司 高耐磨喷涂聚脲弹性涂料及其制备方法
CN104497823A (zh) * 2014-10-20 2015-04-08 上海东方雨虹防水技术有限责任公司 一种防爆吸能聚脲弹性涂料及制备方法
CN106543431A (zh) * 2016-11-01 2017-03-29 万华化学集团股份有限公司 一种合成聚醚酰亚胺的方法
CN111548712A (zh) * 2020-05-28 2020-08-18 山东新诺新材料有限公司 一种快速固化的建筑用聚脲防爆涂料及其制备方法
CN112552476A (zh) * 2020-12-07 2021-03-26 上海宏璞化工科技有限公司 一种聚氨酯泡沫材料及其制备方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110499086B (zh) 一种含氮化硅氧化石墨烯复合粉体无溶剂环氧涂料及其制备方法与应用
CN113956777B (zh) 自修复的阻燃、耐熔滴、耐磨耗聚氨酯涂料的制备及应用方法
CN113881192B (zh) 一种低烟阻燃的环氧树脂复合材料及其制备方法
CN116083043B (zh) 一种高性能密封胶及其制备方法和应用
CN106634555A (zh) 一种uv双固化汽车修补涂料及其制备方法
CN116970325B (zh) 一种建筑防火涂料及其制备方法
CN110511714B (zh) 建筑用聚氨酯防火胶
CN105086925A (zh) 一种新型环保阻燃硅酮密封胶及其制备方法
CN116120818A (zh) 一种防弹聚脲弹性体涂料的制备方法
CN111763475A (zh) 一种单组分聚氨酯防水涂料
CN115044278A (zh) 一种耐温防腐修补剂
CN113278312B (zh) 一种有机-无机杂化水性乳液及其制备方法、超防腐涂料
CN114806322B (zh) 一种生物基柔性环氧防火涂料及其制备方法和应用
CN113845840A (zh) 一种环氧改性有机硅阻燃涂料及其应用
CN113698656A (zh) 一种防雾膜材料及其制备方法
CN114574138A (zh) 无卤阻燃环氧树脂密封胶
CN115895182A (zh) 一种阻燃增韧改性酚醛树脂薄膜及其制备方法
CN115491117A (zh) 一种接枝改性高分子防雾涂料及制备方法和应用方法
CN109111797B (zh) 一种电力设备用防火涂料及其制备方法
CN114133861A (zh) 一种耐候防覆冰的复合绝缘子伞裙护套及其制备方法和应用
CN114381212A (zh) 一种聚氨酯自粘胶膜防水卷材、制备方法及其应用
CN107868469B (zh) 耐水-紫外粘接脱醇型双组分室温硫化硅橡胶及制备方法
CN112457820A (zh) 一种用于有机硅酸性胶与板材粘接的新材料及其制备方法
CN110643263A (zh) 一种微波隐身涂层制备工艺
CN118085373A (zh) 一种热塑阻燃双曲面pc封装组件及其制备方法和应用

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination