[发明专利]一种用于泡沫铝的抗爆耐冲击聚脲涂料及其制备方法

说明书

本发明提供了一种可较好地黏附于泡沫铝表面的抗爆耐冲击聚脲涂料及其制备方法，属于高分子合成和爆炸冲击动力学交叉领域。该涂料由异氰酸酯半预聚体A组分和端氨基聚醚、胺类扩链剂以及助剂组成的B组分经高温高压碰撞雾化混合工艺喷涂而成。所述A组分由47~53质量份异氰酸酯、45~50质量份聚醚多元醇和3~5质量份活性稀释剂经加热、真空脱水等工艺反应而成；所述B组分由58~66质量份端氨基聚醚、30~38质量份液态胺类扩链剂、3~5质量份助剂经搅拌混合、真空脱水而成。本发明合成的聚脲涂料具有强度高、韧性好、抗冲击性能佳外，同时与泡沫铝材料有较强的界面粘附力，可涂覆于泡沫铝表面形成复合防护装甲结构，在轻量化武器制备以及军民两用工程防护设施上有广阔的应用空间。

技术领域

本发明属于功能性涂层材料制备领域，特别涉及一种应用于泡沫铝的抗爆耐冲击聚脲涂料及其制备方法。

背景技术

由于自然灾害或者战争等原因，人们生活中的常见结构体经常会受到爆炸冲击荷载的作用，如建筑结构、汽车结构、飞机结构等。这些荷载作用时间都非常短，通常在以毫秒、微秒，甚至纳秒计的短时间内引起结构响应的快速变化，从而给结构体造成巨大的破坏。结构的突然破坏会引起大量人员伤亡和财产损失，提高结构在爆炸冲击下的防护性能已经成为防灾减灾领域研究的热点和难点。当今社会中，大多数的防护结构主要采用混凝土类和金属类材料，这些材料具有一定的防护性能，但也有一定的不足，例如：这些材料组成的结构体在爆炸冲击荷载作用下倒塌失稳的响应时间短，同时产生的碎片和冲击波会造成巨大的次生灾害等。因此，亟需研制在爆炸冲击荷载作用下具备强防护能力和无附带伤害的新型防护结构材料。

传统泡沫铝材料具有轻质高强、吸能效率高、抗破坏力强和电磁屏蔽性能优异等特点，广泛用于受爆炸冲击威胁的人防工程结构、装甲结构的防护，也是武器装备和航天器设计的首选防护材料。然而，泡沫铝材料在爆炸冲击荷载作用下容易变脆、并产生大量碎片飞溅，造成严重的二次伤害，间接阻碍了其进一步推广应用。随着材料制备技术的发展，近来在防灾减灾领域出现了一种新兴的聚合物材料-聚脲弹性体，其造价低廉，质量轻，且有良好的耐磨、耐冲击、耐腐蚀性，良好的阻燃能力和防水能力。同时，聚脲还具有涂覆方便，快速固化的特性，并且对包括金属在内的底材有很强的粘附力，能够保证长久涂覆使用不脱落。这些优良的特性使得聚脲涂层材料可以与传统泡沫铝材料相结合，以降低爆炸冲击荷载作用下结构碎片和冲击波造成的危害，进一步拓宽泡沫铝材料的应用前景。

通过上述应用需求可以看出，研发应用于泡沫铝的抗爆耐冲击聚脲涂料既可以弥补泡沫铝材料在爆炸冲击防护领域应用的不足，又可以发挥聚脲材料的固有优势。由于聚脲分子链具有从橡胶态到玻璃态可调控性，现有聚脲涂层材料软硬差异较大且以防水功能为主，吸能效果差。同时，由于泡沫铝胞孔的存在，导致现有聚脲涂层材料与泡沫铝的界面结合力较弱，粘附力较差，亟需研发专用于泡沫铝的抗爆耐冲击聚脲涂料。

发明内容

针对应用于泡沫铝的抗爆耐冲击聚脲涂料产品的匮乏和其广阔的应用前景，本发明公开了一种用于泡沫铝的抗爆耐冲击聚脲涂料及其制备方法。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种用于泡沫铝的抗爆耐冲击聚脲涂料，是由A组分异氰酸酯半预聚体和B组分端氨基聚醚、胺类扩链剂以及功能性助剂组成的固化剂经高温高压碰撞雾化混合工艺喷涂成型的双组份涂层材料。其中所述A组分由47~53质量份异氰酸酯、45~50质量份聚醚多元醇和3~5质量份活性稀释剂经加热、真空脱水等工艺反应而成；所述B组分由58~66质量份端氨基聚醚、30~38质量份液态胺类扩链剂、3~5质量份功能助剂经搅拌混合、真空脱水而成。

进一步的验证优选，所述A组分异氰酸酯半预聚体中的-NCO含量为13~15.5%，所述异氰酸酯半预聚体主要由过量的芳香族二异氰酸酯、聚醚多元醇和活性稀释剂反应而得。

进一步的验证优选，所述芳香族二异氰酸酯为二甲基二苯基甲烷二异氰酸酯、奈二异氰酸酯、二甲基联苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯中的一种或几种组合。