[发明专利]多层复合吸能材料及其制备

权利要求书

1.多层复合吸能材料，依次由防护金属板I（1）、高强聚脲涂层（2）、超高分子量聚乙烯板（3）、闭孔泡沫铝（4）和能量处理层组成；其特征在于：相邻各层之间采用粘弹性阻尼材料进行连接；所述能量处理层依次包括夹层金属板（5）、粘弹性阻尼层I（6）、高强度弹簧（8）、薄壁吸能管（7）、粘弹性阻尼层II（9）和防护金属板II（11）；所述高强度弹簧（8）的一端固定在粘弹性阻尼层I（6）中，所述高强度弹簧（8）的另一端通过粘弹性阻尼层III（10）固定在薄壁吸能管（7）中；所述薄壁吸能管（7）远离高强度弹簧（8）的一端固定在粘弹性阻尼层II（9）中，且薄壁吸能管（7）内部的粘弹性阻尼层III（10）与外部的粘弹性阻尼层II（9）高度相等；所述高强度弹簧（8）的压并应力为750MPa-900MPa；所述聚脲涂层（2）通过喷涂工艺形成于防护金属板I（1）的内侧，所述聚脲涂层（2）的弹性模量为180MPa~260MPa，聚脲涂层的厚度为6mm。

2.根据权利要求1所述的多层复合吸能材料，其特征在于：所述薄壁吸能管（7）的高度h为能量处理层高度H的3/5；所述粘弹性阻尼层II（9）和粘弹性阻尼层III（10）的厚度d均大于吸能管高度h的2/3，小于吸能管高度h的7/8。

3.根据权利要求1所述的多层复合吸能材料，其特征在于：所述粘弹性阻尼层I（6）的厚度为10-15mm；所述薄壁吸能管（7）的高度h为30-45mm；所述粘弹性阻尼层II（9）和粘弹性阻尼层III（10）的厚度为20-40mm；所述高强度弹簧（8）的高度不小于薄壁吸能管（7）高度h的1.2倍，且不大于60mm。

4.根据权利要求1-3任意一项所述的多层复合吸能材料，其特征在于：所述薄壁吸能管（7）的材质为铝合金；所述夹层金属板（5）采用厚度为3.5-5mm的高强度抗爆合金。

5.根据权利要求4所述的多层复合吸能材料，其特征在于：所述的粘弹性阻尼层采用基于聚脲改性的双组份粘弹性阻尼材料；其中A组分为异氰酸酯，所述异氰酸酯的指数R值为0.8，B组分为氨基化合物。

6.根据权利要求4所述的多层复合吸能材料，其特征在于：所述超高分子量聚乙烯板（3）和闭孔泡沫铝（4）通过互相匹配且左右对称的圆弧-凹槽结构连接，组成二级吸能结构；所述二级吸能结构的高度与吸能管的高度h相同；所述超高分子量聚乙烯板（3）圆弧结构的两侧起始位置均为二级吸能结构的1/3h处，顶点位置为二级吸能结构的2/3h处。

7.根据权利要求4所述的多层复合吸能材料，其特征在于：所述防护金属板I（1）和防护金属板II（11）均采用厚度为5-12mm的高强度抗爆合金。

8.根据权利要求7所述的多层复合吸能材料，其特征在于：所述的聚脲涂层（2）为A、B两组分反应而成，其中A组分为异氰酸酯预聚物，B组分由端氨基聚醚、胺类扩链剂和助剂组成。

9.如权利要求1-8任一项所述的多层复合吸能材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

（a）准备防护金属板I，首先在金属板I内侧进行打磨处理，喷涂底漆；待底漆表干后喷涂一定厚度的高强聚脲弹性体，形成高强聚脲涂层；将超高分子量聚乙烯板、泡沫铝与聚脲层复合，相邻两层之间采用粘弹性阻尼材料进行连接，常温固定养护24h；结构稳定后将粘弹性阻尼材料浇注于泡沫铝上方，此时复合夹层金属板，常温养护12h；

（b）准备防护金属板II，在金属板内侧表面打磨后，采用少量粘弹性阻尼材料将金属薄壁吸能管固定于防护金属板II表面；待粘弹性阻尼材料表干后，浇注一定厚度的粘弹性阻尼材料于金属薄壁吸能管的四周，即为粘弹性阻尼层II；将高强度弹簧置于金属薄壁吸能管的中心，并向金属薄壁吸能管中浇注与外部的粘弹性阻尼层II等高的粘弹性阻尼材料，得到粘弹性阻尼层III；

（c）将固定有高强度弹簧的防护金属板II倒扣；向夹层金属板上浇注一定厚度的粘弹性阻尼材料，即为粘弹性阻尼层I；迅速将高强度弹簧浸没其中，待粘弹性阻尼层I表干；养护24h后，即可得到多层复合吸能材料。

10.如权利要求1-8任一项所述的多层复合吸能材料的应用，其特征在于：将其应用于车辆或者建筑物的防爆抗爆，具体为：将所述复合吸能材料安装/固定在车辆或建筑物的外层，作为吸能防护层。