【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种pda快速沉积改性碳化硅-聚脲复合材料及其制备方法，属于聚脲复合材料。
技术介绍
1、碳化硅(sic)是一种由si和c两种元素通过共价键相结合而形成的碳化物。它具有非常高的硬度，仅次于金刚石和碳化硼，其晶体的结构类似于金刚石，由si-c四面体紧密堆积而成。碳化硅(sic)因其强度高重量轻等特性，一直以来被人们视作制作防弹装备的最理想的材料之一，但sic材料韧性低，其在弹体冲击下易产生大面积破碎，抗多次打击性能弱是其突出短板。
2、聚脲(polyurea，pu)是一种由异氰酸酯(isocyanate)组分和氨基化合物组分反应生成的弹性体物质。其化学结构类似于聚脂，但相比聚脂具有更高的硬度、强度、耐磨性、抗腐蚀性、耐化学品性，耐候性和抗冲击性等。聚脲是一种被应用于轻量化防护领域的材料之一，主要应用于应对战斗部爆炸效应产生的冲击波和碎片侵彻等毁伤威胁。聚脲材料通常采用喷涂成型技术，在防护应用领域中应用广泛。
3、将sic陶瓷片与聚脲材料进行“刚-柔”层错复合构筑形成新型抗弹装甲结构，利用陶瓷本身的高强度高硬度、陶瓷片层间聚脲的大变形吸能的协同增韧效应，可实现抗弹性能的大幅提升。虽然对sic进行聚脲涂覆能够提升材料整体性能，但是碳化硅和聚脲之间的界面结合性比较差，制约了二者复合后的整体性能，目前还没有较好的方式将sic和聚脲复合后，形成较佳性能的复合材料。因此研究烧结碳化硅与聚脲的结合具有非常重要意义。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于克服现
2、为达到上述目的，本专利技术是采用下述技术方案实现的：
3、一方面，本专利技术提供一种pda快速沉积改性碳化硅-聚脲复合材料，包括表面改性的碳化硅基材，所述碳化硅基材表面涂覆有聚脲，所述聚脲的组分包括端氨基聚醚和二苯基甲烷二异氰酸酯，所述端氨基聚醚的软段分子量为650。
4、可选的，所述端氨基聚醚和二苯基甲烷二异氰酸酯的摩尔比r(nco/nh)＝1～1.1。
5、另一方面，本专利技术提供一种pda快速沉积改性碳化硅-聚脲复合材料的制备方法，所述方法用于制备上述所述的pda快速沉积改性碳化硅-聚脲复合材料，其包括以下步骤：
6、a、对碳化硅基材进行表面处理，得表面处理后的碳化硅基材；
7、b、向含有多巴胺盐酸盐的三羟甲基氨基甲烷缓冲液中加入h2o2和cuso4，溶解搅拌后得聚多巴胺沉积液；
8、c、将表面处理后的碳化硅基材浸入聚多巴胺沉积液，室温震荡反应，清洗烘干，得pda快速沉积改性的碳化硅基材；
9、d、制备聚脲，并将其涂覆于pda快速沉积改性的碳化硅基材表面，得pda快速沉积改性碳化硅-聚脲复合材料。
10、可选的，步骤a中碳化硅的表面处理为用无水乙醇清洁。
11、可选的，步骤b中多巴胺盐酸盐的浓度范围为1～3g/l，三羟甲基氨基甲烷缓冲液的浓度范围为40～60mm，其ph＝7.5～8.5，h2o2的浓度范围为18～20mm，cuso4的浓度范围为4～6mm。
12、可选的，步骤b中多巴胺盐酸盐的浓度范围为2g/l，三羟甲基氨基甲烷缓冲液的浓度范围为50mm，其ph＝8，h2o2的浓度范围为19.6mm，cuso4的浓度范围为5mm。
13、可选的，步骤c中清洗烘干包括用去离子水清洗反应后的碳化硅基材三次以上，于50～70℃烘干，烘干时间大于12h。
14、可选的，步骤d中聚脲的制备方法包括将软段分子量为650的端氨基聚醚与二苯基甲烷二异氰酸酯搅拌混合均匀。
15、可选的，所述搅拌速率为1000～3000r/min，搅拌时间为20～40s。
16、与现有技术相比，本专利技术所达到的有益效果：
17、本专利技术将碳化硅通过pda快速沉积方法进行表面改性处理，将表面改性后的碳化硅与聚脲相复合，并限定聚脲由软段分子量为650的端氨基聚醚与异氰酸酯按照摩尔比r(nco/nh)＝1.05混合制得，获得一种新型的复合材料。该复合材料充分发挥两者的优点，其中的碳化硅可以提供高硬度、高强度和高温稳定性等特点，聚脲增加复合材料的韧性和耐冲击性，并且pda在碳化硅表面修饰后大大提高了碳化硅与聚脲间的干态附着力和湿态附着力，对碳化硅和聚脲复合界面的结合进行有效增强，解决了碳化硅和聚脲复合界面结合力不强的问题，使得整体复合材料结构稳定性高，撕裂强度、硬度和耐磨性均较强，使用寿命长。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种PDA快速沉积改性碳化硅-聚脲复合材料，其特征在于，包括表面改性的碳化硅基材，所述碳化硅基材表面涂覆有聚脲，所述聚脲的组分包括端氨基聚醚和二苯基甲烷二异氰酸酯，所述端氨基聚醚的软段分子量为650。
2.根据权利要求1所述的碳化硅-聚脲复合材料，其特征在于，所述端氨基聚醚和二苯基甲烷二异氰酸酯的摩尔比R（NCO/NH）=1~1.1。
3.一种PDA快速沉积改性碳化硅-聚脲复合材料的制备方法，其特征在于，所述方法用于制备权利要求1或2所述的PDA快速沉积改性碳化硅-聚脲复合材料，其包括以下步骤：
4.根据权利要求3所述的PDA快速沉积改性碳化硅-聚脲复合材料的制备方法，其特征在于，步骤a中碳化硅的表面处理为用无水乙醇清洁。
5.根据权利要求3所述的PDA快速沉积改性碳化硅-聚脲复合材料的制备方法，其特征在于，步骤b中多巴胺盐酸盐的浓度范围为1~3g/L，三羟甲基氨基甲烷缓冲液的浓度范围为40~60mM，其pH=7.5~8.5，H2O2的浓度范围为18~20mM，CuSO4的浓度范围为4~6mM。
6.根据权利要求5所
7.根据权利要求3所述的PDA快速沉积改性碳化硅-聚脲复合材料的制备方法，其特征在于，步骤c中清洗烘干包括用去离子水清洗反应后的碳化硅基材三次以上，于50~70℃烘干，烘干时间大于12h。
8.根据权利要求3所述的PDA快速沉积改性碳化硅-聚脲复合材料的制备方法，其特征在于，步骤d中聚脲的制备方法包括将软段分子量为650的端氨基聚醚与二苯基甲烷二异氰酸酯搅拌混合均匀。
9.根据权利要求8所述的PDA快速沉积改性碳化硅-聚脲复合材料的制备方法，其特征在于，所述搅拌速率为1000~3000r/min，搅拌时间为20~40s。
...【技术特征摘要】
1.一种pda快速沉积改性碳化硅-聚脲复合材料，其特征在于，包括表面改性的碳化硅基材，所述碳化硅基材表面涂覆有聚脲，所述聚脲的组分包括端氨基聚醚和二苯基甲烷二异氰酸酯，所述端氨基聚醚的软段分子量为650。
2.根据权利要求1所述的碳化硅-聚脲复合材料，其特征在于，所述端氨基聚醚和二苯基甲烷二异氰酸酯的摩尔比r（nco/nh）=1~1.1。
3.一种pda快速沉积改性碳化硅-聚脲复合材料的制备方法，其特征在于，所述方法用于制备权利要求1或2所述的pda快速沉积改性碳化硅-聚脲复合材料，其包括以下步骤：
4.根据权利要求3所述的pda快速沉积改性碳化硅-聚脲复合材料的制备方法，其特征在于，步骤a中碳化硅的表面处理为用无水乙醇清洁。
5.根据权利要求3所述的pda快速沉积改性碳化硅-聚脲复合材料的制备方法，其特征在于，步骤b中多巴胺盐酸盐的浓度范围为1~3g/l，三羟甲基氨基甲烷缓冲液的浓度范围为40~60mm，其ph=7.5~8.5，h2...
【专利技术属性】
技术研发人员：纪冲，王昕，赵长啸，涂建刚，张凯凯，王钰婷，
申请(专利权)人：中国人民解放军陆军工程大学，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。