[发明专利]一种抗冲击防护材料及其制备方法

说明书

本发明提供了一种抗冲击防护材料及其制备方法。本发明提供的抗冲击防护材料由包括以下质量比组分的原料制得：聚硼硅氧烷，19.5％～80％；甲基乙烯基硅橡胶，19.5％～80％；硫化剂，0.2％～0.8％；所述聚硼硅氧烷的松弛时间为0.25～2s。本发明将聚硼硅氧烷、甲基乙烯基硅橡胶和硫化剂以一定比例搭配制备抗冲击防护材料，聚硼硅氧烷是结构中Si‑O:B动态配位键和含有Si‑O‑B(OH)末端之间形成的氢键的超分子聚合物，与甲基乙烯基硅橡胶共混固化后，聚硼硅氧烷中的非共价键在冲击下离解耗散能量，从而提高甲基乙烯基硅橡胶的抗冲击性能，且能够改善材料的蠕变性。

技术领域

本发明涉及有机材料领域，特别涉及一种抗冲击防护材料及其制备方法。

背景技术

抗冲击防护材料是一种受到冲击时可吸收和分散冲击能量从而起到防护作用的材料，抗冲击防护材料可保护人和物品在受到冲击时的安全，它被广泛应用在航空航天设备、军用防护装备、体育运动护具等领域。早期人们使用硬质材料来制作防护设备(如头盔等)，但这些防护材料存在厚重、穿戴不便、受到冲击时本身的重力会对使用者造成二次伤害等问题，所以这些应用领域对抗冲击防护材料提出了更安全、更轻、更舒适的要求。目前，人们希望防护材料具有优异防护性能的同时，也具有一定的舒适性和柔软性，所以当前研究的热点问题逐渐变为制备轻质柔软的防护材料。

申请号为201310088223.3的专利申请公开了一种聚氨酯吸能材料的制备方法，但搅拌反应和固化时间过长，且用到原料过多，增大了生产成本。聚硼硅氧烷具有频率依赖性，在低频区损耗模量大于储能模量，高频区储能模量大于损耗模量；慢速按压会发生形变，而快速敲击则会变硬；同时它还能利用非共价键离解来损耗冲击能量。因此，聚硼硅氧烷制作防护材料能够带来更好的效果，且成本相对较低。

但是，聚硼硅氧烷耐水解性差，易发生蠕变。而引入改性剂改善聚硼硅氧烷的蠕变性时，又容易影响聚硼硅氧烷的抗冲击性能，使得材料难以兼顾耐蠕变性和抗冲击性。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种抗冲击防护材料及其制备方法。本发明提供的抗冲击防护材料不仅改善了聚硼硅氧烷的蠕变性，又保证材料具有优异的抗冲击性。

本发明提供了一种抗冲击防护材料，由包括以下质量比组分的原料制得：

聚硼硅氧烷 19.5％～80％；

甲基乙烯基硅橡胶 19.5％～80％；

硫化剂 0.2％～0.8％；

所述聚硼硅氧烷的松弛时间为0.25～2s。

优选的，所述聚硼硅氧烷通过以下制备方法制得：

双羟基封端的聚二甲基硅氧烷与硼酸反应，得到聚硼硅氧烷；

所述硼酸与双羟基封端的聚二甲基硅氧烷的摩尔比为(0.9～1.5)∶1；

所述双羟基封端的聚二甲基硅氧烷的数均分子量为7000～400000。

优选的，所述反应的温度为110～130℃，时间为24～96h。

优选的，所述甲基乙烯基硅橡胶为110-2硅橡胶。

优选的，所述硫化剂为2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基过氧)己烷。

优选的，所述硫化剂与甲基乙烯基硅橡胶的质量比为(0.5～1.5)∶100。

本发明还提供了一种上述技术方案中所述的抗冲击防护材料的制备方法，包括以下步骤：

将聚硼硅氧烷基材料、甲基乙烯基硅橡胶和硫化剂混合后，固化，得到抗冲击防护材料。

优选的，具体包括以下步骤：