本发明专利技术公开了一种仲胺基硅烷界面剂改性的碳化硅‑聚脲复合材料，属于聚脲复合材料技术领域，包括表面改性碳化硅和涂覆在其表面的聚脲，表面改性碳化硅是使用改性仲胺基硅烷界面剂表面修饰的碳化硅，聚脲通过聚合物和二苯基甲烷二异氰酸酯反应生成，聚合物包括质量比为(6.5～7.5):(2.5～3.5)的分子量为950～1050的软段端氨基聚醚和分子量为600～700的软段端氨基聚醚；本发明专利技术表面改性后的碳化硅与聚脲之间具有强色散作用力、酸碱作用力和化学键合作用力，干态附着力达到12.4，提高界面之间的结合强度，提高抗冲击性能；得到的聚脲的断裂伸长率达到1425.4％，具有较好的延展性和韧性。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种仲胺基硅烷界面剂改性的碳化硅-聚脲复合材料，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，常以涂层附着的形式与防护底材组成复合材料，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、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。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种仲胺基硅烷界面剂改性的碳化硅-聚脲复合材料，解决现有技术中存在的碳化硅和聚脲复合后性能较差的问题。
2、为实现以上目的，本专利技术是采用下述技术方案实现的：
>3、本专利技术提供了一种仲胺基硅烷界面剂改性的碳化硅-聚脲复合材料，包括表面改性碳化硅和涂覆在其表面的聚脲，所述表面改性碳化硅是使用改性仲胺基硅烷界面剂表面修饰的碳化硅，所述聚脲通过聚合物和二苯基甲烷二异氰酸酯反应生成，所述聚合物包括质量比为(6.5～7.5):(2.5～3.5)的分子量为950～1050的软段端氨基聚醚和分子量为600～700的软段端氨基聚醚。4、进一步的，所述聚合物和所述二苯基甲烷二异氰酸酯的摩尔比r(nco/nh)＝1～1.1。
5、进一步的，所述聚合物和所述二苯基甲烷二异氰酸酯的摩尔比r(nco/nh)＝1.05。
6、进一步的，所述改性仲胺基硅烷界面剂通过以下重量份的原料反应生成：15～35份的六亚甲基二异氰酸酯三聚体、30～40份的仲胺基。
7、进一步的，所述改性仲胺基硅烷界面剂通过以下重量份的原料反应生成：20份的六亚甲基二异氰酸酯三聚体、37.41份的仲胺基。
8、进一步的，所述改性仲胺基硅烷界面剂通过以下方法制备得到：将六亚甲基二异氰酸酯三聚体和仲胺基共混，先在室温下搅拌反应0.8～1.2h，然后在50～70℃下水浴搅拌0.8～1.2h，得到改性仲胺基硅烷界面剂。
9、进一步的，所述改性仲胺基硅烷界面剂通过以下方法制备得到：将六亚甲基二异氰酸酯三聚体和仲胺基共混，先在室温下搅拌反应1h，然后在60℃下水浴搅拌1h，得到改性仲胺基硅烷界面剂。
10、进一步的，所述改性仲胺基硅烷界面剂通过以下方法对碳化硅进行表面修饰：将改性仲胺基硅烷界面剂配置成2g/l的溶液，将碳化硅放入溶液中，室温下恒温振荡反应至少24h后，用去离子水清洗碳化硅三次以上，干燥。
11、进一步的，所述聚脲通过以下方法制备：
12、a、按照7:3的质量比将分子量为1000的软段端氨基聚醚和分子量为650的软段端氨基聚醚混合，作为a组分；
13、b、按照摩尔比r(nco/nh)＝1～1.1取二苯基甲烷二异氰酸酯作为b组分；
14、c、将a组分和b组分搅拌均匀，得成品。
15、进一步的，步骤c中的搅拌速度为1000～3000r/min，搅拌时间为20～40s，更优选地，步骤c中的搅拌速度为2000r/min，搅拌时间为30s。
16、与现有技术相比，本专利技术所达到的有益效果是：
17、本专利技术提供的一种仲胺基硅烷界面剂改性的碳化硅-聚脲复合材料，通过改性仲胺基硅烷界面剂对碳化硅的表面进行改性处理，将表面改性后的碳化硅与聚脲相复合，并限定了聚脲的原料组成和配比，获得一种新型的碳化硅-聚脲复合材料；其中表面改性后的碳化硅与聚脲之间具有强色散作用力、酸碱作用力和化学键合作用力，干态附着力可以达到12.4，大大提高两者界面之间的结合强度，提高抗冲击性能；且得到的聚脲的断裂伸长率可以达到1425.4％，具有较好的延展性和韧性。
本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种仲胺基硅烷界面剂改性的碳化硅-聚脲复合材料，其特征在于，包括表面改性碳化硅和涂覆在其表面的聚脲，所述表面改性碳化硅是使用改性仲胺基硅烷界面剂表面修饰的碳化硅，所述聚脲通过聚合物和二苯基甲烷二异氰酸酯反应生成，所述聚合物包括质量比为(6.5～7.5):(2.5～3.5)的分子量为950～1050的软段端氨基聚醚和分子量为600～700的软段端氨基聚醚。
2.根据权利要求1所述的一种仲胺基硅烷界面剂改性的碳化硅-聚脲复合材料，其特征在于，所述聚合物和所述二苯基甲烷二异氰酸酯的摩尔比R(NCO/NH)＝1～1.1。
3.根据权利要求1所述的一种仲胺基硅烷界面剂改性的碳化硅-聚脲复合材料，其特征在于，所述聚合物和所述二苯基甲烷二异氰酸酯的摩尔比R(NCO/NH)＝1.05。
4.根据权利要求1所述的一种仲胺基硅烷界面剂改性的碳化硅-聚脲复合材料，其特征在于，所述改性仲胺基硅烷界面剂通过以下重量份的原料反应生成：15～35份的六亚甲基二异氰酸酯三聚体、30～40份的仲胺基。
5.根据权利要求1所述的一种仲胺基硅烷界面剂改性的碳化硅-聚脲复合材料，其特征在于，所述改性仲胺基硅烷界面剂通过以下重量份的原料反应生成：20份的六亚甲基二异氰酸酯三聚体、37.41份的仲胺基。
6.根据权利要求1所述的一种仲胺基硅烷界面剂改性的碳化硅-聚脲复合材料，其特征在于，所述改性仲胺基硅烷界面剂通过以下方法制备得到：将六亚甲基二异氰酸酯三聚体和仲胺基共混，先在室温下搅拌反应0.8～1.2h，然后在50～70℃下水浴搅拌0.8～1.2h，得到改性仲胺基硅烷界面剂。
7.根据权利要求1所述的一种仲胺基硅烷界面剂改性的碳化硅-聚脲复合材料，其特征在于，所述改性仲胺基硅烷界面剂通过以下方法制备得到：将六亚甲基二异氰酸酯三聚体和仲胺基共混，先在室温下搅拌反应1h，然后在60℃下水浴搅拌1h，得到改性仲胺基硅烷界面剂。
8.根据权利要求1所述的一种仲胺基硅烷界面剂改性的碳化硅-聚脲复合材料，其特征在于，所述改性仲胺基硅烷界面剂通过以下方法对碳化硅进行表面修饰：将改性仲胺基硅烷界面剂配置成2g/L的溶液，将碳化硅放入溶液中，室温下恒温振荡反应至少24h后，用去离子水清洗碳化硅三次以上，干燥。
9.根据权利要求1所述的一种仲胺基硅烷界面剂改性的碳化硅-聚脲复合材料，其特征在于，所述聚脲通过以下方法制备：
10.根据权利要求9所述的一种仲胺基硅烷界面剂改性的碳化硅-聚脲复合材料，其特征在于，步骤c中的搅拌速度为1000～3000r/min，搅拌时间为20～40s，更优选地，步骤c中的搅拌速度为2000r/min，搅拌时间为30s。
...
【技术特征摘要】
1.一种仲胺基硅烷界面剂改性的碳化硅-聚脲复合材料，其特征在于，包括表面改性碳化硅和涂覆在其表面的聚脲，所述表面改性碳化硅是使用改性仲胺基硅烷界面剂表面修饰的碳化硅，所述聚脲通过聚合物和二苯基甲烷二异氰酸酯反应生成，所述聚合物包括质量比为(6.5～7.5):(2.5～3.5)的分子量为950～1050的软段端氨基聚醚和分子量为600～700的软段端氨基聚醚。
2.根据权利要求1所述的一种仲胺基硅烷界面剂改性的碳化硅-聚脲复合材料，其特征在于，所述聚合物和所述二苯基甲烷二异氰酸酯的摩尔比r(nco/nh)＝1～1.1。
3.根据权利要求1所述的一种仲胺基硅烷界面剂改性的碳化硅-聚脲复合材料，其特征在于，所述聚合物和所述二苯基甲烷二异氰酸酯的摩尔比r(nco/nh)＝1.05。
4.根据权利要求1所述的一种仲胺基硅烷界面剂改性的碳化硅-聚脲复合材料，其特征在于，所述改性仲胺基硅烷界面剂通过以下重量份的原料反应生成：15～35份的六亚甲基二异氰酸酯三聚体、30～40份的仲胺基。
5.根据权利要求1所述的一种仲胺基硅烷界面剂改性的碳化硅-聚脲复合材料，其特征在于，所述改性仲胺基硅烷界面剂通过以下重量份的原料反应生成：20份的六亚甲基二异氰酸酯三聚体、37.41份的仲胺基。
6.根据权利要求1所述的一...
【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。