一种多层结构低温防护材料及其制备方法和应用与流程

本发明涉及防护材料，具体涉及一种多层结构低温防护材料及其制备方法和应用。

背景技术：

1、缓冲防护材料在现代工作生活中的应用越来越广泛，这类材料往往具有缓冲吸能的特性，用于运动防护、减震、产品包装中，可以较好地保护人体或物体。

2、但目前的缓冲防护材料容易受到环境温度的影响，在低温，尤其低于-20℃环境下，如在滑雪等运动中，护具长期处于低温状态下，容易转变为坚硬而脆性甚至发生开裂，极大地削弱了其缓冲吸能的能力，并且舒适性不佳，影响运动表现。

技术实现思路

1、针对现有技术中存在的技术问题，本发明的目的是：提供一种适用于低温环境且舒适并防护效果较好的多层结构低温防护材料及其制备方法和应用。

2、为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：一种多层结构低温防护材料，包括外缓冲层、内缓冲层和薄膜层，外缓冲层、薄膜层和内缓冲层依次粘连，薄膜层位于外缓冲层和内缓冲层之间，薄膜层为弹性薄膜，内缓冲层和外缓冲层均为柔性结构。

3、采用这种结构后，薄膜层在外缓冲层与内外缓冲层之间形成架桥作用，内外层不易脱离。用作人体护具时，外缓冲层可采用吸能性能超强的植物油基软骨仿生减震材料制作，内缓冲层可采用耐低温且舒适的材料制作，可保证其在低温环境下舒适且防护效果好。

4、作为一种优选，弹性薄膜为tpu膜。

5、作为一种优选，内缓冲层的材料为低温柔软缓冲吸能材料，内缓冲层由a料和b料制成，b料为a料总重量的30～50％；

6、a料主要由以下按重量计份的组分组成：二官能聚醚多元醇1型70～100份、二官能聚醚多元醇2型0～30份、发泡剂0.25～0.35份、交联剂1.0～5.0份、扩链剂0.3～5.0份、催化剂0.18～1.08份、硅烷表面活性剂0.1～0.5份；

7、二官能聚醚多元醇1型和二官能聚醚多元醇2型的分子量均为650～4000；

8、b料为聚醚多元醇改性二苯基甲烷二异氰酸酯预聚体。

9、作为一种优选，聚醚多元醇改性二苯基甲烷二异氰酸酯的预聚体制备方法为：将纯mdi加热到45～50℃熔融至透明状后，置于反应釜中，加入低分子量聚醚二元醇及稳定剂，以每分钟5℃的升温速度升温至80～90℃，氮气保护下预聚1～2小时，得到nco基含量为18～20％的预聚体；低分子量聚醚二元醇的分子量为650-2000，稳定剂为磷酸。

10、作为一种优选，二官能聚醚多元醇1型和二官能聚醚多元醇2型均为聚四氢呋喃醚二醇。

11、作为一种优选，发泡剂为水，交联剂为醇胺类，扩链剂为二官度低分子量多元醇类，催化剂为n,n-二甲基环己胺、n,n,n',n'-四甲基亚烷基二胺、三乙胺、n,n-二甲基苄胺、双(2-二甲氨基乙基)醚、三乙烯二胺、有机铋、有机锡中一种以上。

12、作为一种优选，交联剂为二乙醇胺和三乙醇胺的混合物，二乙醇胺和三乙醇胺的重量比为(0.5～1.5)：(0.5～3.5)；

13、扩链剂为1，4丁二醇和甲基丙二醇中的一种以上；

14、催化剂为双(2-二甲氨基乙基)醚和三乙烯二胺的混合物，双(2-二甲氨基乙基)醚和三乙烯二胺的重量比为(0.03～0.08)：(0.15～1.0)。

15、作为一种优选，外缓冲层的材料为植物油基软骨仿生缓冲减震材料。

16、上述一种多层结构低温防护材料的制备方法，采用多层加工模具，多层加工模具包括第一上模、第二上模和下模，第一上模的表面设有用于固定弹性薄膜的定位件；

17、制备方法包括如下步骤：

18、s1，将弹性薄膜通过固定件固定于第一上模的内侧表面，将制备外缓冲层的材料组分混合后形成混合料，浇注于已涂有脱模剂的下模上；

19、s2，将第一上模和下模合紧，使混合料在第一上模与下模之间的模腔中膨胀并固化成型，得到具有外缓冲层和薄膜层的复合材料层；

20、s3，打开第一上模，将内缓冲层的材料组分混合并浇注于复合材料层的表面；

21、s4，将已涂有脱模剂的第二上模和下模合紧，使内缓冲层的材料在第二上模与复合材料层之间的模腔中膨胀并固化成型，得到多层结构低温防护材料；

22、s5，打开第二上模，将得到的多层结构低温防护材料取出；

23、步骤s2和步骤s4中，固化成型温度均控制在40-70℃，时间为2-10min。

24、上述一种多层结构低温防护材料的应用，将一种多层结构低温防护材料用于人体运动防护产品和电子产品防摔防护领域。

25、总的说来，本发明具有如下优点：采用多层结构，通过薄膜的隔离及架桥作用，使整个材料的内层和外层即能粘合紧密又被隔离开，且外层采用植物油基软骨仿生缓冲减震材料，内层采用新的低温柔软材料，使其具备较高的低温稳定性和抗冲击能力，同时使该材料在低温时整体穿戴舒适易用。

技术特征：

1.一种多层结构低温防护材料，其特征在于：包括外缓冲层、内缓冲层和薄膜层，外缓冲层、薄膜层和内缓冲层依次粘连，薄膜层位于外缓冲层和内缓冲层之间，薄膜层为弹性薄膜，内缓冲层和外缓冲层均为柔性结构。

2.按照权利要求1所述的一种多层结构低温防护材料，其特征在于：弹性薄膜为tpu膜。

3.按照权利要求1所述的一种多层结构低温防护材料，其特征在于：内缓冲层的材料为低温柔软缓冲吸能材料，内缓冲层由a料和b料制成，b料为a料总重量的30～50％；

4.按照权利要求3所述的一种多层结构低温防护材料，其特征在于：聚醚多元醇改性二苯基甲烷二异氰酸酯的预聚体制备方法为：将纯mdi加热到45～50℃熔融至透明状后，置于反应釜中，加入低分子量聚醚二元醇及稳定剂，以每分钟5℃的升温速度升温至80～90℃，氮气保护下预聚1～2小时，得到nco基含量为18～20％的预聚体；低分子量聚醚二元醇的分子量为650-2000，稳定剂为磷酸。

5.按照权利要求3所述的一种多层结构低温防护材料，其特征在于：二官能聚醚多元醇1型和二官能聚醚多元醇2型均为聚四氢呋喃醚二醇。

6.按照权利要求3所述的一种多层结构低温防护材料，其特征在于：发泡剂为水，交联剂为醇胺类，扩链剂为二官度低分子量多元醇类，催化剂为n,n-二甲基环己胺、n,n,n',n'-四甲基亚烷基二胺、三乙胺、n,n-二甲基苄胺、双(2-二甲氨基乙基)醚、三乙烯二胺、有机铋、有机锡中一种以上。

7.按照权利要求6所述的一种多层结构低温防护材料，其特征在于：交联剂为二乙醇胺和三乙醇胺的混合物，二乙醇胺和三乙醇胺的重量比为(0.5～1.5)：(0.5～3.5)；

8.按照权利要求1所述的一种多层结构低温防护材料，其特征在于：外缓冲层的材料为植物油基软骨仿生缓冲减震材料。

9.权利要求1～8任一项所述的一种多层结构低温防护材料的制备方法，其特征在于：采用多层加工模具，多层加工模具包括第一上模、第二上模和下模，第一上模的表面设有用于固定弹性薄膜的定位件；

10.权利要求1～8任一项所述的一种多层结构低温防护材料的应用，其特征在于：将一种多层结构低温防护材料用于人体运动防护产品和电子产品防摔防护领域。

技术总结一种多层结构低温防护材料，包括外缓冲层、内缓冲层和薄膜层，外缓冲层、薄膜层和内缓冲层依次粘连，薄膜层位于外缓冲层和内缓冲层之间，薄膜层为弹性薄膜，内缓冲层和外缓冲层均为柔性结构，内缓冲层的材料为低温柔软缓冲吸能材料，外缓冲层的材料为植物油基软骨仿生缓冲减震材料。还涉及上述一种多层结构低温防护材料的制备方法和应用，通过多层加工模具来制造，上述一种多层结构低温防护材料可用于人体运动防护产品和电子产品防摔防护领域，属于防护材料技术领域。技术研发人员：张鸣雯,王博伟,王小刚,王柱,陈可儿受保护的技术使用者：佛山林至高分子材料科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/23