[发明专利]具备阻燃性能的异形耗能复合抗爆防护装甲及制备方法

权利要求书

1.具备阻燃性能的异形耗能复合抗爆防护装甲，以能量处理层为中心，两侧由内到外对称设置聚脲涂层（2）和防护金属板（1），其特征在于：所述能量处理层由金属波纹板（3）、粘弹性阻尼层（4）和金属吸能管（5）组成；所述粘弹性阻尼层（4）位于两片金属波纹板（3）形成的夹层中；所述金属波纹板（3）采用等腰梯形波纹，所述金属波纹板（3）的凸出部与聚脲涂层（2）直接相连，所述波纹板的凹槽则通过金属吸能管（5）与聚脲涂层（2）相连接；所述聚脲涂层（2）为阻燃聚脲材料，采用下述方法制备得到：

①制备ZnO@MOF纳米颗粒：将硝酸钴和二甲基咪唑分散在DMF的水溶液中，磁力搅拌至分散均匀；向其中加入ZnO粉末，超声分散均匀后转入高压釜中进行溶剂热反应；反应完毕后恢复到室温，洗涤后冷冻干燥，得到ZnO@MOF纳米颗粒；

②制备ZnO@MOF@聚磷腈：首先将六氯环三磷腈溶解在溶剂中，得到六氯环三磷腈溶液；通过超声将ZnO@MOF纳米颗粒分散在前述溶剂中，得到悬浮液；将二元胺化合物和三乙胺分别加入所述悬浮液中；然后在超声处理下向其中滴加所述的六氯环三磷腈溶液，得到反应体系；将反应体系转移至油浴中，在50～80℃下搅拌10～30h，得到ZnO@MOF@聚磷腈溶液，乙醇洗涤后真空干燥，即得到ZnO@MOF@聚磷腈阻燃剂；以上过程均在氮气气氛中进行；

③制备阻燃聚脲材料：将步骤（2）得到的ZnO@MOF@聚磷腈阻燃剂加入到端氨基聚醚与胺类扩链剂的混合物中，超声分散均匀，然后向体系中加入异氰酸酯预聚物进行反应，得到阻燃聚脲材料；所述ZnO@MOF@聚磷腈阻燃剂的添加量为0.1-5.0wt%。

2.根据权利要求1所述的具备阻燃性能的异形耗能复合抗爆防护装甲，其特征在于：步骤②中所述ZnO@MOF纳米颗粒在溶剂中的浓度为3～5g/L，所述的二元胺化合物、三乙胺的重量比为1:3～4:3，所述的六氯环三磷腈溶液的浓度为10～30g/L。

3.根据权利要求2所述的具备阻燃性能的异形耗能复合抗爆防护装甲，其特征在于：步骤②所述的溶剂为乙腈、1,4-二氧六环或者四氢呋喃，所述的二元胺化合物为4,4'-二氨基二苯醚或者4,4'-二氨基二苯砜。

4.根据权利要求2所述的具备阻燃性能的异形耗能复合抗爆防护装甲，其特征在于：步骤①中所述DMF水溶液的质量浓度为700～850g/L；DMF水溶液中硝酸钴和二甲基咪唑的重量比为1:20～1:30，ZnO在DMF水溶液中的浓度为10～20 g/L。

5.根据权利要求2所述的具备阻燃性能的异形耗能复合抗爆防护装甲，其特征在于：步骤①中磁力搅拌的速度为300～500rpm；所述的溶剂热反应的温度条件为50～70℃，反应时间为1～3h；所述冷冻干燥的温度条件为-65～-50℃。

6.根据权利要求2-5任意一项所述的具备阻燃性能的异形耗能复合抗爆防护装甲，其特征在于：步骤③所述的端氨基聚醚与胺类扩链剂的重量比为4:1～2:1；所述异氰酸酯预聚物与端氨基聚醚、扩链剂总和的体积比为1:1；所述异氰酸酯预聚物是由重量比为10:9～5:7的异氰酸酯和端羟基聚醚在氮气氛围下通过预聚得到。

7.根据权利要求6所述的具备阻燃性能的异形耗能复合抗爆防护装甲，其特征在于：步骤③所述的端氨基聚醚为二官能度的聚四亚甲基醚二醇双对氨基苯甲酸酯、端氨基聚氧化丙烯醚和和三官能度的端氨基聚氧化丙烯醚中的一种或多种；所述的氨基扩链剂为二乙基甲苯二胺、二甲硫基甲苯二胺、N,N'-二烷基甲基二胺和3,3'-二氯-4,4'-二氨基二苯甲烷的一种或多种；所述的异氰酸酯为 4,4'-二苯基甲烷二异氰酸酯(4,4'-MDI)、2,4'-二苯基甲烷二异氰酸酯(2,4'-MDI)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)的一种或几种。