一种海洋软管的柔性智能感知材料及其制备方法与流程

本发明涉及材料领域，具体涉及一种海洋软管的柔性智能感知材料及其制备方法。

背景技术：

1、海洋软管应用于海上运输石油，天然气等，软管内外均受压力作用，一般影响软管的寿命的三大因素为压力、温度和弯曲半径，尽管比硬管相比，软管在具备刚性和韧性的同时，柔性更强，进而减振作用更好，但是由于使用环境的严苛，处于高压环境，海里的洋流等作用容易对软管造成冲击等损害作用，海洋软管的性能和寿命会随着使用时间的增加而减少，其抗拉强度和弯曲变形强度也减弱，可能会导致软管失效，而外覆层作为保护外胶层的存在，在海中的贴合能力容易受到影响，且容易失效，进而造成外胶层暴露破损；

2、而目前智能材料应用在各领域中，比如运动衣服、家居用品等，因为其拥有的感知响应特性，能带给产品更优越的效果，但目前还没有一种智能感知材料适用于海洋软管的应用中，因此研发一种适用于海洋软管的柔性智能感知材料来提高海洋软管的性能和寿命具有一定的研发意义。

技术实现思路

1、针对上述问题，本发明的目的在于提供一种海洋软管的柔性智能感知材料及其制备方法。

2、本发明的技术内容如下：

3、本发明提供一种海洋软管的柔性智能感知材料，包括智能感知成分和柔性成分；所述智能感知成分的制备为将聚氨酯进行胶化处理，滴加智能感知液得到；所述柔性成分由液态聚合物单体、大分子引发剂以质量比为22-25:3-5组成，再加热得到；

4、所述智能感知成分的添加量为材料的30-60%质量分数；

5、所述智能感知成分的制备为将聚氨酯混合聚二甲基硅油后，滴加为聚氨酯质量分数1-3%的硅烷偶联剂不停搅拌，形成胶状弹性体，滴加智能感知液慢速搅拌得到；其中聚氨酯、聚二甲基硅油、智能感知液的质量比为21-25：0.5-1.5：11-13；

6、所述智能感知成分中的胶状弹性体中聚二甲基硅油在硅烷偶联剂的作用下对聚氨酯的硬链段进行修饰，能增强其分子内互相作用力，增加其柔顺性，旋转度高，能与智能感知液进行高粘度结合。

7、所述智能感知液由质量比为11-14：2-4：18-26二氧化硅、柔性石墨与链状聚乙二醇二烷基醚制备而成。

8、所述智能感知液的制备为将二氧化硅、链状聚乙二醇二烷基醚与酸化后的柔性石墨在30-40℃的温度下通入高压气体，再进行减压压缩得到。

9、所述酸化为将柔性石墨加入盐酸溶液中浸泡3-5h；

10、所述智能感知液中酸化后的石墨亲水性提高，能吸附链状聚乙二醇二烷基醚和二氧化硅，增强其稠性，链状聚乙二醇二烷基醚和二氧化硅受力作用下从无序变有序定形相变，能起到支撑抗压作用；

11、所述柔性成分的制备为将3,4-乙烯二氧噻吩在硝酸铜溶液里分散，与四溴代季戊四醇进行混合，再进行剪切处理得到。

12、所述剪切处理的温度为100-120℃，时间为20-40min。

13、所述柔性成分中液态聚合单体含有的大体积官能团在水压和大分子引发剂的作用下，能发生自组装反应，形成液态聚合物，其大分子基团具有自调节优化性能，剪切增稠处理后，响应作用更强，能很好地覆盖在海洋软管上。

14、所述智能感知成分与柔性成分具有互相作用能力，智能感知成分能对柔性成分起到包裹稳定和协同稳定作用。

15、本发明还提供一种海洋软管的柔性智能感知材料的制备方法，包含以下步骤：

16、步骤1：分别制备好智能感知成分和柔性成分，并按比例混合得到混合物；

17、步骤2：将混合物在搅拌机中先低速搅拌，再进行高速搅拌得到。

18、所述低速搅拌为在50-80rpm下搅拌40-50min，高速搅拌为在100-120rpm下搅拌10-20min。

19、本发明所述的一种柔性智能感知材料可应用于制备海洋软管的外覆层，能起到智能贴合保护外胶层作用，并增强其抗压能力，不影响弯曲半径。

20、有益效果

21、本发明的柔性智能感知材料是一种能对环境感知、响应的材料，具有隔温、抗冲击性能、柔性高的特点，能智能感知压力，具有高压缩能力和自修复能力，降低海洋软管表面受到的压强和保护外胶层，提高海洋软管的性能和寿命，能保留海洋软管原本性能，不对海洋软管的柔性特性产生影响，增加海洋软管抗变形刚性，适用于复杂的海下环境；

22、本发明提供的柔性智能感知材料由双成分制备而成，智能感知成分与柔性成分，柔性成分受压力作用容易激发聚合反应，在材料发生损坏时能迅速修复；智能感知成分在海水压力作用下，顺着海水的作用力方向发生共性变形，具有伸缩形变作用，在压力作用下发生聚合，具有保护作用，当压力消失时复原，因此能很好减少软管的弯曲半径，保持其性能；因此该材料具有很好的增强柔性作用，能智能感知压力进行柔性形变，能智能与外胶层贴合。

技术特征：

1.一种海洋软管的柔性智能感知材料，其特征在于，包括智能感知成分和柔性成分；所述智能感知成分的制备为将聚氨酯进行胶化处理，滴加智能感知液得到；所述柔性成分由液态聚合物单体、大分子引发剂以质量比为22-25:3-5组成，再加热得到。

2.根据权利要求1所述的一种海洋软管的柔性智能感知材料的制备方法其特征在于，所述智能感知成分的添加量为材料的30-60%质量分数。

3.根据权利要求1所述的一种海洋软管的柔性智能感知材料，其特征在于，所述智能感知成分的制备为将聚氨酯混合聚二甲基硅油后，滴加为聚氨酯质量分数1-3%的硅烷偶联剂不停搅拌，形成胶状弹性体，滴加智能感知液慢速搅拌得到；其中聚氨酯、聚二甲基硅油、智能感知液的质量比为21-25：0.5-1.5：11-13。

4.根据权利要求1所述的一种海洋软管的柔性智能感知材料，其特征在于，所述智能感知液由质量比为11-14：2-4：18-26二氧化硅、柔性石墨与链状聚乙二醇二烷基醚制备而成。

5.根据权利要求1所述的一种海洋软管的柔性智能感知材料，其特征在于，所述智能感知液的制备为将二氧化硅、链状聚乙二醇二烷基醚与酸化后的柔性石墨在30-40℃的温度下通入高压气体，再进行减压压缩得到。

6.根据权利要求5所述的一种海洋软管的柔性智能感知材料，其特征在于，所述酸化为将柔性石墨加入盐酸溶液中浸泡3-5h。

7.根据权利要求1所述的一种海洋软管的柔性智能感知材料，其特征在于，所述柔性成分的制备为将3,4-乙烯二氧噻吩在硝酸铜溶液里分散，与四溴代季戊四醇进行混合，再进行剪切处理得到。

8.根据权利要求7所述的一种海洋软管的柔性智能感知材料，其特征在于，所述剪切处理的温度为100-120℃，时间为20-40min。

9.根据权利要求1-8任一项所述的一种海洋软管的柔性智能感知材料的制备方法，其特征在于，包含以下步骤：

10.根据权利要求9所述的一种海洋软管的柔性智能感知材料的制备方法，其特征在于，所述低速搅拌为在50-80rpm下搅拌40-50min，高速搅拌为在100-120rpm下搅拌10-20min。

技术总结本发明涉及材料领域，公开了一种海洋软管的柔性智能感知材料及其制备方法，包含智能感知成分和柔性成分，通过聚二甲基硅油修饰聚氨酯的硬链段进行修饰制备胶状弹性体，再与具有力学响应智能感知液进行混合得到智能感知成分，而柔性成分也为受力易聚合反应的聚合物单体组成；制得的智能感知材料能智能感知压力，具有高压缩、自修复能力，增加海洋软管抗变形刚性，能降低海洋软管表面受到的压强和保护外胶层，提高海洋软管的性能和寿命。技术研发人员：李有安,李忠利,焦洪亮,许荣娟,彭鑫鑫,冯丽君,李荣华受保护的技术使用者：河北泽邦塑胶科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/8/16