[发明专利]一种抗爆材料及其制备方法

权利要求书

1.一种抗爆材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

A1、利用硅烷偶联剂对芳纶纳米纤维进行羟基化改性，制备羟基化芳纶纳米纤维水凝胶；

A2、将羟基化芳纶纳米纤维水凝胶置于超临界干燥装置中，进行超临界干燥，得到羟基化芳纶纳米纤维气凝胶；

A3、利用化学气相沉积技术在羟基化芳纶纳米纤维气凝胶上沉积二氧化硅，得到芳纶纳米纤维-二氧化硅复合气凝胶；

A4、在基材的两个表面喷涂聚脲涂层，然后向其中一个聚脲涂层表面粘接固定芳纶纳米纤维-二氧化硅复合气凝胶，作为迎爆面，未粘接固定有芳纶纳米纤维-二氧化硅复合气凝胶的聚脲涂层作为背面，从而在基材表面形成抗爆材料。

2.根据权利要求1所述的一种抗爆材料的制备方法，其特征在于，所述羟基化芳纶纳米纤维水凝胶的具体制备过程为：将硅烷偶联剂溶于二甲基亚砜溶剂中，得到混合溶液，将芳纶纳米纤维和氢氧化钾加入上述混合溶液中，室温下磁力搅拌5-7d，得到芳纶纳米纤维分散液；将芳纶纳米纤维分散液加入二甲基亚砜中，再加入去离子水，溶剂交换3次，每次1-2d，得到羟基化芳纶纳米纤维水凝胶。

3.根据权利要求2所述的一种抗爆材料的制备方法，其特征在于，所述混合溶液中的硅烷偶联剂和二甲基亚砜的体积比为0.12-0.23∶1；所述硅烷偶联剂为3-氨丙基三乙氧基硅烷；所述芳纶纳米纤维、氢氧化钾和混合溶液的质量体积比为12-15g∶16-20g∶1-1.3L。

4.根据权利要求1所述的一种抗爆材料的制备方法，其特征在于，所述步骤A2中，超临界干燥过程中，干燥介质为CO₂，干燥温度为55-65℃，干燥压力为14-16MPa，保温保压时间为1-2h。

5.根据权利要求1所述的一种抗爆材料的制备方法，其特征在于，芳纶纳米纤维-二氧化硅复合气凝胶的具体制备过程为：将羟基化芳纶纳米纤维气凝胶置于干燥器中，并分别通入原硅酸四乙酯和氨水，在25-30℃、18-23kPa条件下利用化学气相沉积技术在羟基化芳纶纳米纤维气凝胶上反应沉积二氧化硅，得到芳纶纳米纤维-二氧化硅复合气凝胶。

6.根据权利要求5所述的一种抗爆材料的制备方法，其特征在于，所述原硅酸四乙酯和氨水的体积比为3-4：20，反应沉积时间为6-10h。

7.根据权利要求1所述的一种抗爆材料的制备方法，其特征在于，步骤A4的具体操作过程为：对基材表面进行清理，将异氰酸酯组分和氨基化合物分别装入喷涂机的原料桶中，先分别加热，再混合经过高压雾化，喷涂至基材的两个表面，形成聚脲涂层；再向其中一个聚脲涂层表面喷涂粘合剂，将芳纶纳米纤维-二氧化硅复合气凝胶粘接固定至聚脲涂层表面，作为迎爆面；未粘接固定有芳纶纳米纤维-二氧化硅复合气凝胶的聚脲涂层作为背面，从而在基材表面形成抗爆材料。

8.根据权利要求7所述的一种抗爆材料的制备方法，其特征在于，所述步骤A4中，异氰酸酯组分和氨基化合物的摩尔比为1.1-1.2∶1；加热温度为28-32℃。

9.根据权利要求7所述的一种抗爆材料的制备方法，其特征在于，所述步骤A4中，迎爆面的聚脲涂层厚度为3-5mm；背面的聚脲涂层厚度为6-8mm；芳纶纳米纤维-二氧化硅复合气凝胶的厚度为7-10mm。

10.一种采用如权利要求1-9任一项所述的方法制备得到的抗爆材料。