[发明专利]一种易粉碎聚氨酯硬泡材料防爆罐内支撑件的制备方法

说明书

本发明公开了一种易粉碎聚氨酯硬泡材料防爆罐内支撑件的制备方法。通过在模具内发泡固化后制备成特定形状的防爆罐内支撑件。通过采用增加聚氨酯泡沫基体内刚性基团含量、增加聚氨酯泡沫基体内的化学交联点密度、添加无机纳米粉体材料等技术途径制备。这种以在爆炸冲击波作用下易粉碎聚氨酯硬质泡沫材料制备的防爆罐内支撑件，在爆炸冲击波冲击下瞬间变成粉碎状态，在泡沫粉碎和被压缩变形过程中将爆炸冲击波的能量高度分散和消耗，可极大减弱爆炸冲击波的破坏力，同时该防爆罐内支撑件还具有较高的抗压强度和较低的密度，用于军用和民用防爆领域防爆器材，可有效增强防爆器材的安全性，同时显著减轻防爆器材的重量。

技术领域

本发明属于防爆材料领域，具体涉及一种易粉碎聚氨酯硬泡材料防爆罐内支撑件的制备方法。

背景技术

传统公共场所用的防爆罐类器具的防爆原理是：采用较厚钢板，配合某些高强度韧性聚合物材料，制成多层复合结构外壳，来防止爆炸产生的碎片及能量的扩散，起到减小爆炸威力、防止爆炸冲击波和碎片产生的危害的作用。由于大部分是高密度的金属材料，本体重量很大（传统可防500gTNT当量炸药爆炸的防爆罐，单个重量超过300公斤），且随着防爆当量的增大，传统防爆罐的尺寸和厚度将进一步增大，重量也进一步增大，靠人力已基本上不能实现快速移动，需要专业人员用专业机械牵引装置移动。另外传统防爆罐的使用还要求将载有爆炸物的防爆罐转移到空旷地带，并且要求上方必须有6米以上空间，以及避开承重梁、玻璃、吊灯等损坏后可能产生飞溅物伤人的物品，使用条件极为苛刻。传统防爆罐的高重量和严苛的使用条件，导致其实际使用起来非常耗时，这对于时间就是生命的公共安全防爆来说，其应用价值大打折扣。

因此，研发能够显著减弱爆炸产生的冲击波能量、而且密度低、稳定性好的新型材料防爆罐，对于公共安全防爆事业来说，具有非常重要的意义。

聚氨酯硬泡材料在较低密度时仍具有较高的抗压强度，通过原料选择和结构设计，增加聚氨酯泡沫材料基体中的刚性基团和化学交联点含量的技术途径，可制备出低密度、高强度、性脆、爆炸冲击波作用下易粉碎的聚氨酯泡沫材料。增加聚氨酯泡沫脆性和易粉碎性的途径有：

（1）选用H₂O化学发泡剂，可与含-NCO基团的固化剂反应生成刚性强的脲基；

（2）选用分子中含有苯环且苯环含量高的聚合MDI为固化剂；

（3）使用过量聚合MDI，通过催化发生三聚反应，生成内聚能更高的三聚体结构；

（4）选用低分子量、高官能度聚醚多元醇，缩短制备的聚氨酯基体内化学交联点间的距离，增加基体内化学交联点密度；

（5）选用高交联度的小分子交联剂，进一步缩短制备的聚氨酯基体内化学交联点间的距离，增加基体内化学交联点密度；

（6）选用高官能度的聚合MDI为固化剂，提高制备的聚氨酯基体内的化学交联点密度

（7）添加大量的无机粉体材料，增加制备的聚氨酯硬泡的酥脆性

以上述技术手段制备的低密度聚氨酯硬泡材料，具有较高的强度和脆性，在爆炸冲击波冲击下可瞬间变成粉碎状态，将爆炸冲击波能量高度分散，并且在粉碎过程中泡孔被压缩吸收大量的冲击波能量，可极大减弱爆炸冲击波的破坏力，适合用于制备公共场所安全防护用的新一代轻质防爆罐内支撑件。

发明内容

本发明的一种易粉碎聚氨酯硬泡材料防爆罐内支撑件的制备方法，由A组分和B组分经均匀混合后，在特定防爆罐内支撑件模具内发泡熟化后脱模制备而成；

A组分为聚醚多元醇组合料，包括如下组分：高官能度、高羟值聚醚多元醇，交联剂、化学发泡剂、泡沫稳定剂、催化剂、无机纳米粉体材料；

以聚醚多元醇的中质量为100份计算，其它各组分的质量含量为：