[发明专利]一种羟基、氨基修饰改性的抗爆复合材料及其制备方法

权利要求书

1.一种羟基、氨基修饰改性的抗爆复合材料，其特征在于，所述抗爆复合材料包括半预聚体A组分和B组分，其中，所述半预聚体A组分包括如下质量百分比的原料：聚醚二元醇或聚酯二元醇40～60％、多异氰酸酯8～10％、羟基修饰纳米碳与二次掺杂态聚苯胺复合材料30～35％；所述B组分包括如下质量百分比的原料：端氨基聚醚或端羧基聚醚50～70％、二胺扩链剂10～30％、分子筛粉浆料0.5～1％、色浆0.5～1％和氨基修饰纳米碳与本征态聚苯胺和二次掺杂态聚苯胺的复合材料0.1～0.5％，所述聚醚二元醇或聚酯二元醇、所述多异氰酸酯以异氰酸酯封端的半预聚体的形式存在所述半预聚体A组分中。

2.根据权利要求1所述的抗爆复合材料，其特征在于，所述氨基修饰纳米碳材料与本征态聚苯胺和二次掺杂态聚苯胺的复合材料为所述羟基修饰纳米碳与二次掺杂态聚苯胺复合材料通过引入端氨基聚醚和N,N-二甲基甲酰胺后部分解掺杂形成的复合材料。

3.根据权利要求1所述的抗爆复合材料，其特征在于，所述纳米碳包括石墨烯、碳纳米管或石墨烯与碳纳米管组成的复合纳米碳材料。

4.根据权利要求1所述的抗爆复合材料，其特征在于，所述多异氰酸酯包括4,4,-二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI-100)、2,4,二苯基甲烷二异氰酸酯、4,4，-二苯基甲烷二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、4，4,-二环己基甲烷二异氰酸酯或萘二异氰酸酯中的至少一种；

5.根据权利要求1所述的抗爆复合材料，其特征在于，所述二胺扩链剂包括异佛尔酮二胺、4,4，-双仲丁氨基二环己基甲烷、3，3，-二甲基-4，4，-双仲丁氨基-二环己基甲烷、甲基二乙醇胺、二乙基甲苯二胺、二甲硫基甲苯二胺、4,4'-亚甲基双、4,4-亚甲基双或N,N’-双仲戊基环己烷二胺中的一种或几种。

6.一种制备如权利要求1～5任一项所述的羟基、氨基修饰改性的抗爆复合材料的方法，其特征在于，所述方法包括：

步骤1：将纳米碳原料与混酸按0.1:100的质量百分比混合，超声分散均匀后60℃下搅拌6～8h，之后用去离子水进行水洗，水洗至pH＝1时，按照摩尔质量百分比为0.8:1的比例加入苯胺与过硫酸铵，常温下搅拌2h后静置反应12h，之后采用去离子水多次水洗并抽滤直至滤液呈中性，将产物在80℃下干燥，得到目标产物羟基修饰纳米碳与一次掺杂态聚苯胺的复合材料；

步骤2：向干燥的烧瓶中充入氮气，将0.1份羟基修饰纳米碳与一次掺杂态聚苯胺的复合材料加入烧瓶中，再次抽真空充氮气，加入80～100份N,N-二甲基甲酰胺超声分散2h，再加入1份丙烯酸及1份偶氮二异丁腈，60℃恒温水浴并搅拌5h，之后采用去离子水多次水洗并抽滤至中性，然后用丙酮多次洗涤并真空抽滤，置于80℃烘箱中烘至恒重得到目标产物羧基修饰纳米碳与二次掺杂态聚苯胺的复合材料；

步骤3：向干燥的烧瓶中充入N2，将0.1份羧基修饰纳米碳与二次掺杂态聚苯胺的复合材料加入烧瓶中，再次抽真空充氮气，加入80～100份N,N-二甲基甲酰胺后超声分散0.5h，再加入4份端氨基聚醚，在80℃恒温水浴下搅拌12h，之后采用去离子水多次水洗并抽滤至中性，最后用丙酮多次洗涤并真空抽滤，置于80℃烘箱烘至恒重得到目标产物氨基修饰纳米碳与本征态聚苯胺和二次掺杂态聚苯胺的复合材料；

步骤4：在惰性环境下，将聚醚二元醇或聚酯二元醇搅拌加热至100℃～130℃，在真空-0.1MPa下脱水2～3小时，之后解除真空，降温至60℃以下加入多异氰酸酯，在80～90℃下反应2～4小时，反应结束后，测定NCO值后出料，过滤制得异氰酸酯封端的半预聚体；

步骤5：在惰性环境下，将制备的异氰酸酯封端的半预聚体与功能化的羟基修饰纳米碳与二次掺杂态聚苯胺的复合材料相互混合，之后在50～60℃的温度下采用超声分散处理24小时，反应结束后测定NCO值并出料，过滤得到半预聚体A组分；

步骤6：在惰性环境中，按50～70％：10～30％：0.5～1％：0.5～1％的质量百分比将端氨基聚醚或端羟基聚醚、二胺扩链剂、分子筛粉料浆和色浆分散搅拌过滤得到B组分预混物，之后按照210:0.2～1的质量比将B组分预混物和功能化的氨基修饰纳米碳与本征态聚苯胺和二次掺杂态聚苯胺的复合材料相互混合并采用超声波分散过滤得到B组分；

步骤7：在喷涂之前，按照1:1的体积比将半预聚体A组分和B组分相互混合得到羟基、氨基修饰改性的抗爆复合材料。