[发明专利]一种仿生智能自适应动态变构减阻材料及其制备方法

权利要求书

1.一种仿生智能自适应动态变构减阻材料，其特征在于：包括柔性硅胶基底层、柔性硅胶中间层、聚氨酯表面层和剪切增稠液，所述的柔性硅胶中间层内部设有竖向的通孔，通孔内填充有剪切增稠液，柔性硅胶中间层密封胶粘于柔性硅胶基底层和聚氨酯表面层之间；所述的剪切增稠液为聚乙二醇与纳米SiO₂粒子组合液，SiO₂粒子在剪切增稠液中的质量分数为35％～65％。

2.根据权利要求1所述的一种仿生智能自适应动态变构减阻材料，其特征在于：所述的柔性硅胶基底层的硅胶型号为HC9010，厚度为1mm～5mm，拉伸强度为5MPa～8MPa，断裂伸长率为600％～800％，邵氏硬度为10A～20A；

所述的柔性硅胶中间层的硅胶型号为HC9000，厚度为1mm～30mm，拉伸强度为4MPa～7MPa，断裂伸长率为800％～1000％，邵氏硬度为0A～5A；

所述的聚氨酯表面层的聚氨酯型号为RP8400，厚度为1mm～5mm，拉伸强度为8MPa～15MPa，断裂伸长率为500％～600％，邵氏硬度为5A～10A。

3.根据权利要求1所述的一种仿生智能自适应动态变构减阻材料，其特征在于：所述的剪切增稠液中聚乙二醇分子量为200～400，SiO₂粒子的粒径为20nm～40nm；

所述的柔性硅胶中间层内部通孔为竖向柱状孔或条形槽，竖向柱状孔内径为0.2mm～10mm，深度为1mm～30mm，按中心距2mm～40mm等距阵列；条形槽宽度为0.2mm～10mm，长度与聚氨酯表面层纵向长度相同，深度为1mm～30mm，按间距1mm～40mm等距阵列。

4.一种仿生智能自适应动态变构减阻材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

一、制备剪切增稠液

称取分子量为200～400的聚乙二醇和粒径为20nm～40nm的SiO₂粒子，所述的聚乙二醇和SiO₂粒子的质量百分比分别为35％～65％和35％～65％，采用机械搅拌的方式在聚乙二醇中边搅拌边加入SiO₂粒子，搅拌时间3h～5h，搅拌速率30r/min～120r/min，当SiO₂粒子全部溶入后，在超声搅拌器中进行超声分散1h～2h，随后在温度30℃～40℃的真空干燥器中进行真空加热干燥2h～3h，得到SiO₂粒子质量分数为35％～65％的剪切增稠液；

二、制备柔性硅胶基底层

将液态AB硅胶灌注在深度为1mm～5mm的预制模具中，在温度30℃～50℃条件下凝固5h～12h成型，得到厚度为1mm～5mm的柔性硅胶基底层；

三、制备柔性硅胶中间层

将液态AB硅胶灌注在深度为1mm～30mm的预制模具中，在温度30℃～50℃条件下凝固5h～12h成型，得到厚度为1mm～30mm的柔性硅胶中间层，然后对柔性硅胶中间层进行冲孔，形成内径为0.2mm～10mm、深度为1mm～30mm、按中心距2mm～40mm等距阵列的竖向柱状孔，或形成宽度为0.2mm～10mm、长度与聚氨酯表面层纵向长度相同、深度为1mm～30mm、按间距1mm～40mm等距阵列的竖向条形槽；

四、制备聚氨酯表面层

将液态聚氨酯灌注在深度为1mm～5mm的预制模具中，在温度30℃～50℃条件下凝固5h～12h成型，得到厚度为1mm～5mm的聚氨酯表面层；

五、胶合与封装剪切增稠液

采用压力粘接的方法将步骤三制得的柔性硅胶中间层的底部与步骤二制得的柔性硅胶基底层通过粘接剂进行粘接；然后将步骤一制得的剪切增稠液分别灌注到柔性硅胶中间层的每个孔中；最后采用压力粘接的方法将柔性硅胶中间层的顶部与步骤四制得的聚氨酯表面层通过粘接剂进行粘接，将剪切增稠液封装在柔性硅胶中间层的每个孔中。

5.根据权利要求4所述的一种仿生智能自适应动态变构减阻材料的制备方法，其特征在于：步骤二中的AB硅胶型号为HC9010；步骤三中的AB硅胶型号为HC9000；步骤四中的聚氨酯型号为RP8400。

6.根据权利要求4所述的一种仿生智能自适应动态变构减阻材料的制备方法，其特征在于：步骤五中所述的压力粘接方法的压力为0.1MPa～1MPa，粘接时间为2min～10min；所述的粘接剂为型号为KD-866的硅胶胶水。