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一种易粉碎酯硬泡材料防爆罐内支撑件的制备方法

阅读:736发布:2023-03-03

专利汇可以提供一种易粉碎酯硬泡材料防爆罐内支撑件的制备方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种易 粉碎 聚 氨 酯硬泡材料防爆罐内 支撑 件的制备方法。通过在模具内发泡 固化 后制备成特定形状的防爆罐内支撑件。通过采用增加聚氨酯 泡沫 基体内刚性基团含量、增加聚氨酯泡沫基体内的化学交联点 密度 、添加无机 纳米粉体 材料等技术途径制备。这种以在爆炸冲击波作用下易粉碎聚氨酯硬质泡沫材料制备的防爆罐内支撑件,在爆炸冲击波冲击下瞬间变成粉碎状态,在泡沫粉碎和被压缩 变形 过程中将爆炸冲击波的 能量 高度分散和消耗,可极大减弱爆炸冲击波的破坏 力 ,同时该防爆罐内支撑件还具有较高的抗压强度和较低的密度,用于军用和民用防爆领域防爆器材,可有效增强防爆器材的安全性,同时显著减轻防爆器材的重量。,下面是一种易粉碎酯硬泡材料防爆罐内支撑件的制备方法专利的具体信息内容。

1.一种易粉碎酯硬泡材料防爆罐内支撑件的制备方法,其特征在于,步骤为:
(1)将高官能度、高羟值聚醚多元醇,与交联剂、化学发泡剂、物理发泡剂、泡沫稳定剂、催化剂、无机纳米粉体填料,按照质量比准确称量后均匀混合,得到聚醚多元醇A组分;
(2)A组分与B组分按照质量比1:1称量,均匀混合后倒入表面喷有聚氨酯脱模剂的特定防爆罐内支撑件模具中;模具要求温度在20 30℃之间,避免温度低时发泡不能充满模具,~
或温度高时泡沫大量溢出模具;待泡沫充满模具,在60 70℃烘箱内固化2h,然后脱模后进~
行表面修理后,即得到所需的易粉碎聚氨酯硬泡材料防爆罐内支撑件。
2.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于:所述的高官能度、高羟值聚醚多元醇可为:以含有4个及以上活泼氢的小分子为起始剂生产的官能度在4以上、羟值范围在400-
500 mgKOH / g的聚醚多元醇。
3.根据权利要求2所述的制备方法,其特征在于:含有4个及以上活泼氢的小分子为蔗糖、山梨醇、二亚乙基三胺或三亚乙基四胺,聚醚多元醇为牌号8010、4110、8205、835或
8305。
4.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于:所述的A组分以聚醚多元醇的中质量为100份计算,其它各组分的质量含量为:
高官能度、高羟值聚醚多元醇              100份
交联剂                                 1-5份
化学发泡剂                             0.5-1份
物理发泡剂                             5-20份
泡沫稳定剂                             0.2-2份
催化剂                                 0.2-2份
无机纳米粉体材料                       5-40份。
5.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于:所述的交联剂为三乙醇胺、二亚甲基三胺、三亚甲基四胺等含有3个及以上活泼氢原子的小分子化合物中的一种或多种;所述的化学发泡剂为H2O。
6.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于:所述的催化剂为A33(含有33%三乙烯二胺的液体催化剂)、T1(2 二月酸二丁基)、pc-41(三(二甲氨基丙基)六氢三嗪)、DMP30(2,4,6-三(二甲基氨基甲基)苯酚)的一种或多种。
7.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于:所述的无机纳米粉体填料为粒径为
30-50nm的纳米氢、粒径为30-50nm的纳米氢氧化镁的一种或两种。
8.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于:所述的B组分为聚合MDI(多苯基多亚甲基异氰酸酯),其与A组分使用质量比例为1:1,摩尔比为1.2 1.5:1。
~
9.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于:所述的聚氨酯脱模剂为溶剂型硅系脱模剂。
10.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于:当环境温度低于20℃时,所述的模具需要提前预热到20 30℃;所述的模具充满聚氨酯泡沫后,需在60 70℃烘箱内固化2h后,再~ ~
脱模,进行表面毛边和毛刺清理。

说明书全文

一种易粉碎酯硬泡材料防爆罐内支撑件的制备方法

技术领域

[0001] 本发明属于防爆材料领域,具体涉及一种易粉碎聚氨酯硬泡材料防爆罐内支撑件的制备方法。

背景技术

[0002] 传统公共场所用的防爆罐类器具的防爆原理是:采用较厚板,配合某些高强度韧性聚合物材料,制成多层复合结构外壳,来防止爆炸产生的碎片及能量的扩散,起到减小爆炸威、防止爆炸冲击波和碎片产生的危害的作用。由于大部分是高密度的金属材料,本体重量很大(传统可防500gTNT当量炸药爆炸的防爆罐,单个重量超过300公斤),且随着防爆当量的增大,传统防爆罐的尺寸和厚度将进一步增大,重量也进一步增大,靠人力已基本上不能实现快速移动,需要专业人员用专业机械牵引装置移动。另外传统防爆罐的使用还要求将载有爆炸物的防爆罐转移到空旷地带,并且要求上方必须有6米以上空间,以及避开承重梁、玻璃、吊灯等损坏后可能产生飞溅物伤人的物品,使用条件极为苛刻。传统防爆罐的高重量和严苛的使用条件,导致其实际使用起来非常耗时,这对于时间就是生命的公共安全防爆来说,其应用价值大打折扣。
[0003] 因此,研发能够显著减弱爆炸产生的冲击波能量、而且密度低、稳定性好的新型材料防爆罐,对于公共安全防爆事业来说,具有非常重要的意义。
[0004] 聚氨酯硬泡材料在较低密度时仍具有较高的抗压强度,通过原料选择和结构设计,增加聚氨酯泡沫材料基体中的刚性基团和化学交联点含量的技术途径,可制备出低密度、高强度、性脆、爆炸冲击波作用下易粉碎的聚氨酯泡沫材料。增加聚氨酯泡沫脆性和易粉碎性的途径有:(1)选用H2O化学发泡剂,可与含-NCO基团的固化剂反应生成刚性强的脲基;
(2)选用分子中含有苯环且苯环含量高的聚合MDI为固化剂;
(3)使用过量聚合MDI,通过催化发生三聚反应,生成内聚能更高的三聚体结构;
(4)选用低分子量、高官能度聚醚多元醇,缩短制备的聚氨酯基体内化学交联点间的距离,增加基体内化学交联点密度;
(5)选用高交联度的小分子交联剂,进一步缩短制备的聚氨酯基体内化学交联点间的距离,增加基体内化学交联点密度;
(6)选用高官能度的聚合MDI为固化剂,提高制备的聚氨酯基体内的化学交联点密度(7)添加大量的无机粉体材料,增加制备的聚氨酯硬泡的酥脆性
以上述技术手段制备的低密度聚氨酯硬泡材料,具有较高的强度和脆性,在爆炸冲击波冲击下可瞬间变成粉碎状态,将爆炸冲击波能量高度分散,并且在粉碎过程中泡孔被压缩吸收大量的冲击波能量,可极大减弱爆炸冲击波的破坏力,适合用于制备公共场所安全防护用的新一代轻质防爆罐内支撑件。

发明内容

[0005] 本发明的一种易粉碎聚氨酯硬泡材料防爆罐内支撑件的制备方法,由A组分和B组分经均匀混合后,在特定防爆罐内支撑件模具内发泡熟化后脱模制备而成;A组分为聚醚多元醇组合料,包括如下组分:高官能度、高羟值聚醚多元醇,交联剂、化学发泡剂、泡沫稳定剂、催化剂、无机纳米粉体材料;
以聚醚多元醇的中质量为100份计算,其它各组分的质量含量为:
高官能度、高羟值聚醚多元醇             100份
交联剂                                1-5份
化学发泡剂                            0.5-1份
物理发泡剂                            5-20份
泡沫稳定剂                            0.2-2份
催化剂                                0.2-2份
无机纳米粉体材料                      5-40份
B组分为聚合MDI(多苯基多亚甲基多异氰酸酯(PAPI)),其与A组分使用质量比例为1:
1,摩尔比为1.2 1.5:1。
~
[0006] 本发明的一种易粉碎聚氨酯硬泡材料防爆罐内支撑件的制备方法,步骤为:(1)将高官能度、高羟值聚醚多元醇,与交联剂、化学发泡剂、物理发泡剂、泡沫稳定剂、催化剂、无机纳米粉体填料,按照质量比准确称量后均匀混合,得到聚醚多元醇A组分;
(2)A组分与B组分按照质量比1:1称量,均匀混合后倒入表面喷有聚氨酯脱模剂的特定防爆罐内支撑件模具中。模具要求温度在20 30℃之间,避免温度低时发泡不能充满模具,~
或温度高时泡沫大量溢出模具。待泡沫充满模具,在60 70℃烘箱内固化2h,然后脱模后进~
行表面修理后,即得到所需的易粉碎聚氨酯硬泡材料防爆罐内支撑件。
[0007] 上述步骤(1)中高官能度、高羟值聚醚多元醇可为:以蔗糖、山梨醇、二亚乙基三胺、三亚乙基四胺等含有4个及以上活泼氢的小分子为起始剂生产的,官能度在4以上的高羟值聚醚多元醇,如牌号8010、4110、8205、835、8305等聚醚多元醇,羟值范围在400-500 mgKOH / g。一种爆炸冲击波易碎聚氨酯泡沫的制备可以选择所述聚醚多元醇的一种或多种。优选以蔗糖、山梨醇为起始剂,官能度大于4,羟值范围在400-500 mgKOH /g的聚醚多元醇,可选牌号为8010、4110聚醚多元醇;上述步骤(1)中的交联剂为:三乙醇胺、二亚甲基三胺、三亚甲基四胺等含有3个及以上活泼氢原子的小分子化合物中的一种或多种,优选三乙醇胺;
上述步骤(1)中的化学发泡剂为:H2O;
上述步骤(1)中的物理发泡剂为:一氟三氯甲烷(F11)、二氟二氯乙烷(141b)、正戊烷、环戊烷等低沸点化合物的一种,优选一氟三氯甲烷和二氟二氯乙烷为物理发泡剂;
上述步骤(1)中的泡沫稳定剂为:有机表面活性剂,可选江苏美思德公司的牌号为AK-8805,AK-8806的聚氨酯硬泡用泡沫稳定剂,优选牌号为AK-8805的泡沫稳定剂;
上述步骤(1)中的催化剂可为:A33(含有33%三乙烯二胺的液体催化剂)、T12(二月硅酸二丁基)、pc-41(三(二甲氨基丙基)六氢三嗪)、DMP30(2,4,6-三(二甲基氨基甲基)苯酚)的一种或多种,优选A33与T12、D MP30混合催化剂;
上述步骤(1)中的无机纳米粉体材料为:粒径为30-50nm的纳米氢、粒径为30-
50nm的纳米氢氧化镁的一种或两种,优选粒径为30-50nm的纳米氢氧化铝;
上述步骤(2)中的B组分为聚合MDI,可用烟台万华生产的牌号PM200的聚合MDI,其与A组分使用质量比例为1:1,摩尔比为1.2 1.5:1,优选比例为1.4:1。
~
[0008] 上述步骤(2)中的聚氨酯脱模剂为溶剂型硅系脱模剂;有益效果
本发明公开了一种易粉碎聚氨酯硬泡材料防爆罐内支撑件的制备方法。以该方法制备的易粉碎聚氨酯硬泡防爆罐内支撑件,在爆炸冲击波冲击下瞬间变成粉碎状态,将爆炸冲击波的能量高度分散,从而极大减弱爆炸冲击波的破坏力,同时制备该防爆罐内支撑件的硬质泡沫材料还具有较高的抗压强度,而密度不到0.20g/cm3,可显著减轻公共场所用的防爆罐的重量,为一线排爆人员提供一种轻质便捷、非接触式排爆的新型能力,提高综合处置能力。
[0009]具体实施例
[0010] 一种易粉碎聚氨酯硬泡材料防爆罐内支撑件的制备方法,其制备原料的组成成分及质量含量见表1:表1 一种爆炸冲击波易粉碎聚氨酯硬质泡沫原料配方
上述的高官能度、高羟值聚醚多元醇为牌号为4110的聚醚多元醇,官能度为4,羟值为
410mg.KOH/g,
上述的交联剂为三乙醇胺;
上述的化学发泡剂为
上述的物理发泡剂为二氟二氯乙烷;
上述的泡沫稳定剂为美思德牌号为AK8805的泡沫稳定剂;
上述的催化剂为A33与T12、DMP-30的组合物,其中A33占聚醚多元醇质量比的0.2%,T12占聚醚多元醇质量比的0.01%,DMP-30占聚醚多元醇质量比的0.8%;
上述的无机纳米填料为纳米氢氧化铝,其平均粒径为30-50nm,含量>99.9%;
上述的聚合MID为烟台万华牌号为PM200的聚合MDI。
[0011] 按上述表1中各实施例的配比,将A、B组分原料均匀混合后,倒入表面喷有聚氨酯脱模剂的特定防爆罐内支撑件模具中。待泡沫充满模具,在60 70℃烘箱内固化2h,然后脱~模后进行表面修理后,即得到所需的易粉碎聚氨酯硬泡材料防爆罐内支撑件。
[0012] 将得到的易粉碎聚氨酯硬泡材料进行抗压强度、密度、氧指数测试,将得到的易粉碎聚氨酯硬泡材料制备的防爆罐内支撑件进行了爆炸冲击波试验,其中,测试结果如表2所示:
表2一种爆炸冲击波易粉碎聚氨酯硬质泡沫及制备的防爆罐内支撑件性能
显然,本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样,倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内,则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
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