[发明专利]一种抗冲击复合材料、其制备方法及应用

说明书

本发明公开了一种抗冲击复合材料，包括连续相多层纤维布和填充相含有多脲基、多酰脲基高分子不出现聚胺酯弹性体，多层纤维布为平纹纤维布和斜纹纤维布间隔排列，总层数为3‑15层。本发明抗冲击复合材料连续相采用平纹纤维布和斜纹纤维布间隔排布，连续相采用含有纳米功能材料短纤的含有多脲基、多酰脲基高分子弹性体，连续相和填充相间同时存在物理融合和化学交联，复合材料的均一度高，具有高强度、高延伸率和高抗冲击性能。

技术领域

本发明涉及复合材料领域，尤其涉及一种抗冲击复合材料、其制备方法及应用。

背景技术

复合材料是由有机高分子、无机非金属或金属等几类不同材料通过复合工艺组合而成的新型材料。它既保留原组成材料的重要特色，又通过复合效应获得原组分所不具备的性能。可以通过材料设计使各组分的性能互相补充并彼此关联，从而获得更优秀的性能，与一般材料的简单混合有本质区别。

纤维复合材料以纤维骨架作为连续相，以短切纤维和聚合物的混合物作为填充，短切纤维与骨架纤维互相缠结具有比强度高，比模量大，抗腐蚀性和耐久性能好，热膨胀系数低等优点，可应用于防腐、工程支撑、表面防护等领域。

发明内容

本发明提供一种抗冲击复合材料，采用多层纤维布作为连续相，纳米功能材料和聚合物的混合物作为填充相。

多层纤维布为平纹纤维布和斜纹纤维布间隔排列，单层纤维布厚度介于0.05-0.35mm之间，总层数为3-15层。相邻两层整块纤维布之间的1-3层是小块纤维布拼接而成，为相同的四块小块纤维布均匀平铺，如此，既减少了废料的产生，小块纤维布间的缝隙还有利于填充相的浸润，减少复合材料中的空洞的产生。为了增加小块纤维布之间的结合力，可用另外两块同材质的小块纤维布将横向或纵向的两块小块纤维压覆。

从成分看，本发明平纹纤维布具体为平纹玻璃纤维布、平纹玄武岩纤维布、平纹碳纤维布或平纹芳纶布，斜纹纤维布具体为斜纹玻璃纤维布、斜纹玄武岩纤维布、斜纹碳纤维布或斜纹芳纶布。每一层纤维布的成分和其他层相同类型的纤维布成分可以相同，也可以不同。

本发明填充相聚合物为聚氨酯弹性体，现有聚氨酯弹性体均可，也可以在聚氨酯弹性体中添加一定含量的功能材料，与纤维布互相缠结，增加连续相和填充相的相互作用。

基于上述机理，本发明采用如下重量分数配比的聚氨酯弹性体作为填充相：胺类混合物49％-67％、聚氨酯预聚体32％-50％和纳米功能材料1％-2％。

胺类混合物包括以下重量份的物质：二元醇聚醚胺D400、D2000或D80020-50份，乙二胺、丙二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺或多乙烯多胺中一种或多种2-10份，间苯二胺PDA、间苯二甲胺MDA、二氨基二苯基甲烷HT972、二乙基甲苯二胺DETDA或二苯DBTDA中一种或多种3-15份，异佛尔酮二胺IPDA或异佛尔酮二胺与多元醇聚合物2-10份，固化剂590或5935-20份，固化剂T31或固化剂T53110-40份，多异氰酸酯固化剂T6001或固化剂62003-15份，紫外吸收剂UV531、UV944、UV326、UV327或uv-p中一种或多种1-2份，分散剂BYK5040、BYK1100或BYK116中一种或多种0.5-1份，抗氧剂1010、1076、1068、1135、1157一种或多种0.5-2份，消泡剂DF116或DF8310.1-0.2份，增韧剂TP136或TP15871-5份。