一种增强的聚脲复合材料的制备方法和产品技术

本发明专利技术属于聚脲材料技术领域，具体涉及一种增强的聚脲复合材料的制备方法和产品。所述制备方法包括：将二元胺、硅烷改性的A组分、硅烷改性的纳米纤维材料、发泡剂和泡沫稳定剂混合均匀，得到混合物；将称取的异氰酸酯加入到上述混合物中，搅拌混合均匀，并迅速将其倒入模具中，在一定温度下发泡直至成型，熟化，然后脱模，即得到增强的聚脲复合材料；所述A组分为水镁石、钠基蒙脱土和硅藻土，其中水镁石、钠基蒙脱土和硅藻土的质量比为：0.4~0.8：0.5~0.9:1；所述纳米纤维材料为纳米氧化硅纤维和纳米TiO2纤维，其中纳米氧化硅纤维和纳米TiO2纤维的质量比为1:0.6~1.6。本发明专利技术制备的增强的聚脲复合材料具有优异的力学性能和保温性能。脲复合材料具有优异的力学性能和保温性能。

【技术实现步骤摘要】
一种增强的聚脲复合材料的制备方法和产品


[0001]本专利技术属于聚脲材料
更具体地，涉及一种增强的聚脲复合材料的制备方法和产品。

技术介绍

[0002]聚脲弹性体是由异氰酸酯组分与氨基化合物组分反应生成的聚合物，具有伸长率高、抗爆炸冲击性能好等优点，常作为一种涂层或夹层材料，广泛应用于加固墙体、船舰、车辆等结构或设施，以降低恐怖袭击、爆炸等事件中造成的伤害。
[0003]聚脲的分子结构由软段和硬段交替组成，软段主要是端氨基聚醚等构象容易改变的柔性链段，形成基体相，赋予了聚脲材料较好的柔韧性；硬段主要是异氰酸酯基、扩链剂等构象不容易改变的刚性链段，其中的强极性基团(如脲基
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NH
‑
CO
‑
NH
‑
)、刚性基团(如芳环)以及位阻效应会限制分子链的运动，在基体中相起到物理交联的作用。硬段在室温下处于玻璃态，赋予了材料较高的强度，提高了材料的机械强度、热性能以及耐溶剂性。硬段和软段在热力学的不相溶性使得他们具有自发分离的倾向，硬段容易聚集一起形成微区，分布于软段相，这使得聚脲涂层具有优异的力学性能图。
[0004]而对于聚脲材料的增强主要在基体中添加填料、如纤维、无机填料及纳米颗粒等，来改变和增强聚脲材料的性能。纤维增强改性主要通过向基体中添加纤维，表面经过预先处理后的纤维，可以能与高分子基体完美的分散融合，有良好的附着力，并且能够接收并传递一定的负载。无机材料的强度很大，能均匀地、无团聚地混合在高分子基体中，能够作为成核剂发挥其作用，这样发出的泡沫细腻且绵密，它还能在泡孔之间穿透并在泡孔的膜壁上也有分布，在增厚了壁膜厚度以外还能够传递负载，进而改善聚脲材料的性能；纳米级别的粒子独特的“尺寸效应”能够同时地增强发泡体材料的强度和韧性。
[0005]徐敬生等研究了采用高速匀质剪切法和加热膨胀法制备有机黏土／聚脲纳米复合材料．实验结果表明，高速匀质剪切法和加热膨胀法能有效促进黏土与聚脲单组分的插层反应；OREC可提高聚脲材料的热分解性能和拉伸强度，当OREC的添加量为5wt%时，复合材料拉伸强度增幅为72.9%；当ORE的含量为4.2wt%时，复合材料的断裂伸长率增幅为24.33%。
[0006]CN114015004A公开了一种减震聚脲硬质泡沫材料及其制备方法和应用，所述减震聚脲硬质泡沫材料的制备原料包括A组分和B组分，所述A组分的制备原料包括如下重量份数的组分：聚醚胺45
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6份；4,4'
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双仲丁氨基二苯基甲烷15
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20份；物理发泡剂3
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10份；助剂20
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40份；所述B组分包括多亚甲基多苯基异氰酸酯。本专利技术的聚脲硬质泡沫材料具有闭孔结构、在满足防渗漏、保温隔热的同时，还具有优异的动态剪切模量，可以有效延长减震层的寿命，同时避免衬砌裂损，适用于已运行或在建隧道。
[0007]CN104119498A公开了一种阻燃聚氨酯喷涂硬质泡沫塑料，属于硬质泡沫塑料领域。硬质泡沫塑料由异氰酸酯组分与多元醇组分按照体积比1:1聚合；其中的多元醇组分包括聚酯多元醇、反应型阻燃剂、无机微粒以及助剂，四者分别占多元醇组分总重量的10
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40％、5
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40％、10
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20％、24
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50％。其可以使用聚氨酯高压喷涂机喷涂成型，具有优异的阻燃
性能。但该聚氨酯喷涂硬质泡沫塑料的性能并不能满足隧道用材料的要求。
[0008]CN112831024A公开了一种安全的聚酰亚胺
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聚脲隔热保温泡沫及制备方法，制备方法包括以下步骤：1)将阻燃型羟基封端表面活性剂与异氰酸酯预聚，得到发泡黑料；2)将芳香族羧酸酯溶液、催化剂、发泡剂、泡沫稳定剂、特种固体抑烟剂混合，得到发泡白料；3)将发泡白料与发泡黑料混合搅拌均匀后转移至钢制模具中，闭模发泡，得到聚酰亚胺
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聚脲泡沫中间体；4)将中间体进行高温固化后，得到安全的聚酰亚胺
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聚脲隔热保温泡沫。该专利技术得到的聚酰亚胺
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聚脲隔热保温泡沫生产成本低廉，且该硬质泡沫材料的强度可以确保在其表层直接有效地涂抹装饰及包覆层结构，可直接安装于建筑物外墙等部位，广泛用作建筑、低温储藏及交通工具等领域的隔热保温材料。
[0009]由上述内容，可以发现通过在聚脲制备过程中通过添加助剂等材料可以改善聚脲材料的力学性能、保温性能等性能，然而对于上述性能的提高并不是很明显，因而急需开发一种聚脲复合材料，使其具有优异的力学性能和保温性能仍是亟待解决的问题。

技术实现思路

[0010]本专利技术要解决的技术问题是克服现有技术中存在的缺陷和不足，提供一种增强的聚脲复合材料的制备方法和产品。所述制备方法包括：将二元胺、硅烷改性的A组分、硅烷改性的纳米纤维材料、发泡剂和泡沫稳定剂混合均匀，得到混合物；将称取的异氰酸酯加入到上述混合物中，搅拌混合均匀，并迅速将其倒入模具中，在一定温度下发泡直至成型，熟化，然后脱模，即得到增强的聚脲复合材料；所述A组分为水镁石、钠基蒙脱土和硅藻土，其中水镁石、钠基蒙脱土和硅藻土的质量比为：0.4~0.8：0.5~0.9:1；所述纳米纤维材料为纳米氧化硅纤维和纳米TiO2纤维，其中纳米氧化硅纤维和纳米TiO2纤维的质量比为1:0.6~1.6。本专利技术制备的增强的聚脲复合材料具有优异的力学性能和保温性能。
[0011]本专利技术的目的是提供一种增强的聚脲复合材料的制备方法。
[0012]本专利技术另一目的是提供一种增强的聚脲复合材料。
[0013]本专利技术上述目的通过以下技术方案实现：一种增强的聚脲复合材料的制备方法，所述制备方法包括：（1）：将二元胺、硅烷改性的A组分、硅烷改性的纳米纤维材料、发泡剂和泡沫稳定剂混合均匀，得到混合物；（2）将称取的异氰酸酯加入到步骤1)所得混合物中，搅拌混合均匀，并迅速将其倒入模具中，在一定温度下发泡直至成型，熟化，然后脱模，即得到增强的聚脲复合材料；所述A组分为水镁石、钠基蒙脱土和硅藻土，其中水镁石、钠基蒙脱土和硅藻土的质量比为：0.4~0.8：0.5~0.9:1；所述纳米纤维材料为纳米氧化硅纤维和纳米TiO2纤维，其中纳米氧化硅纤维和纳米TiO2纤维的质量比为1:0.6~1.6。
[0014]优选的，在步骤（2）中，所述搅拌速度为2400~2800r/min；所述熟化条件为在70~80℃熟化20~40h。
[0015]优选的，在步骤（2）中，所述发泡的条件为在40~50℃发泡3~6h；然后在70~80℃下发泡处理4~8h。
[0016]优选的，按重量份计，其中
异氰酸酯
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30
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40份；二元胺
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60
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70份；发泡剂
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10~20份；硅烷改性的A组分
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3~5份硅本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种增强的聚脲复合材料的制备方法，其特征在于：所述制备方法包括以下步骤：（1）：将二元胺、硅烷改性的A组分、硅烷改性的纳米纤维材料、发泡剂和泡沫稳定剂混合均匀，得到混合物；（2）将称取的异氰酸酯加入到步骤1)所得混合物中，搅拌混合均匀，并迅速将其倒入模具中，在一定温度下发泡直至成型，熟化，然后脱模，即得到增强的聚脲复合材料；所述A组分为水镁石、钠基蒙脱土和硅藻土，其中水镁石、钠基蒙脱土和硅藻土的质量比为：0.4~0.8：0.5~0.9:1；所述纳米纤维材料为纳米氧化硅纤维和纳米TiO2纤维，其中纳米氧化硅纤维和纳米TiO2纤维的质量比为1:0.6~1.6。2.根据权利要求1所述的一种增强的聚脲复合材料的制备方法，其特征在于：在步骤（2）中，所述搅拌速度为2400~2800r/min；所述熟化条件为在70~80℃熟化20~40h。3.根据权利要求1所述的一种增强的聚脲复合材料的制备方法，其特征在于：在步骤（2）中，所述发泡的条件为在40~50℃发泡3~6h；然后在70~80℃下发泡处理4~8h。4.根据权利要求1所述的一种增强的聚脲复合材料的制备方法，其特征在于：按重量份计，其中异氰酸酯
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30
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40份；二元胺
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60
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70份；发泡剂
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10~20份；硅烷改性的A组分
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3~5份硅烷改性的纳米纤维材料 3~5份；所述泡沫稳定剂为二甲基硅油L580 1~3份。5.根据权利要求1所述的一种增强的聚脲复合材料的制备方法，其特征在于：所述二元胺为聚
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1,4
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丁二醇双(4
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氨基苯甲酸酯)、端氨基聚氧化丙烯醚和端氨基聚氧化乙烯醚中的至少一种，所述二元胺的分子量为3000～4000；所述异氰酸酯为甲苯二异氰酸酯(TDI)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)、二环己基甲烷二异氰酸酯(HMDI)、六亚甲基二异氰酸酯(HDI)、赖氨酸二异氰酸酯(LDI)中至少一种；所述发泡剂为己烷和异戊烷，所述己烷和异戊烷的质量比：1:2~4。6.根据权利要求1所述的一种增强的聚脲复合材料的制备方法，其特征在于：所述硅烷改性的A组分的制备方法为：将水镁石、...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘培礼，国晓军，霍行，张茂伟，刘福，姜立平，韩宁，
申请(专利权)人：青岛海洋新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：