本发明属于高分子复合材料技术领域，涉及亚微米sio2/聚乙二醇改性发泡聚氨酯复合材料的制备方法。
背景技术：
聚乙二醇与sio2体系所构成的是一种具有典型剪切增稠效应的非牛顿流体材料(stf)。在快速冲击条件下，stf材料的粘度可提高2-3个数量级，可在若干毫秒内从流动性较好的液体瞬间转变为粘度极高、强度较高的固态，因此其抗冲击性能优良，并且物理-化学性质稳定。微孔发泡聚氨酯材料则是一种优良的缓冲吸能材料，广泛应用于体育保护用品、缓冲鞋垫、振动防护等领域。如将stf与微孔发泡聚氨酯材料有机结合，则有望得到一种抗冲击能力得到大幅提升的新型复合材料。另外，在实际应用中，由于聚乙二醇的凝固点最低仅能到-15℃(乙二醇)，在加入二氧化硅后，其凝固点多在0℃以上，因此对其应用温度范围造成了一定的局限。如何将stf与微孔发泡聚氨酯相结合，并提高其抗低温能力，是需要解决的关键问题。
技术实现要素：
为克服现有技术所存在的缺陷，本发明提供一种亚微米sio2/聚乙二醇改性发泡聚氨酯复合材料的制备方法，能够解决上述技术问题。
本发明要解决其技术问题所采用的技术方案是：设计一种亚微米sio2/聚乙二醇改性发泡聚氨酯复合材料的制备方法，按照下述步骤依次进行：
步骤一：称取一定质量比的聚乙二醇、亚微米sio2，在一定温度下搅拌混合均匀，然后加入一定质量的端羟基硅油得到stf基料；
步骤二：取步骤一所述的stf基料与发泡聚氨酯a料混合均匀后得到发泡聚氨酯中的组分a，stf基料与组分a的质量比达到一定的值；
步骤三：取步骤二所述的组分a与发泡聚氨酯b料混合，在一定温度下交联发泡即可得到复合材料。
优选的，步骤一中所述的聚乙二醇为乙二醇、聚乙二醇200、聚乙二醇400、聚乙二醇600或聚乙二醇800中的任意一个。
优选的，步骤一中所述端羟基硅油聚合度从80-1000。
优选的，步骤一中所述的聚乙二醇与亚微米sio2一定质量比为55-60:45-40。
优选的，步骤一中所述的一定温度为80℃。
优选的，步骤一中所述亚微米二氧化硅的粒径为100-950nm。
优选的，步骤一中所述端羟基硅油与聚乙二醇/sio2的质量比为1-30:99-70。
优选的，步骤二中所述的发泡聚氨酯a料为多元醇组合料。
优选的，步骤二中所述的stf基料与组分a的质量比为0.5-18:99.5-82。
优选的，步骤三中所述的发泡聚氨酯b料为异氰酸酯。
优选的，步骤三中所述的一定温度为70℃。
本发明所具有的有益效果是：
1、本发明将聚乙二醇/sio2所构成的stf材料与发泡聚氨酯材料复合，制备出的复合材料在受到剪切或冲击时，材料中呈分散相分布的stf材料能够通过二氧化硅颗粒的迅速团聚而吸收并耗散一部分能量，从而实现对发泡聚氨酯基体的增强；冲击后，非破坏性的形变可恢复。该制备工艺操作简便，适于商品化生产。
2、本发明中发泡聚氨酯由双组份组成，a组分为多元醇组合，b组分为异氰酸酯(mdi)。这一种发泡聚氨酯具有泡沫孔洞均匀细腻，物理化学稳定性好等优点。本发明拟将发泡聚氨酯与聚乙二醇/亚微米sio2所构成的剪切增稠液(stf)复合，一方面利用stf材料的剪切增稠效应，使复合材料在受到冲击时，由呈分散相分布的剪切增稠材料吸收并耗散一部分能量；另一方面，聚乙二醇的加入可使聚氨酯泡沫的开孔率得到改善；而基体材料发泡聚氨酯发挥其回弹性，在非破坏冲击后复合材料在弹性作用下恢复初始状态。本发明得到的聚乙二醇/sio2改性的发泡聚氨酯与未改性的发泡聚氨酯相比，具有更优良的抗冲击性能与防护性能。
具体实施方式
比较例
将发泡聚氨酯a料与b料混合发泡成型，混合比例为100:55,制备1厘米厚的发泡板材，得到普通发泡聚氨酯材料。
实施例一
一种亚微米sio2/聚乙二醇改性发泡聚氨酯复合材料的制备方法，按照下述步骤依次进行：
步骤一：使用聚乙二醇200与粒径100nm的二氧化硅混合均匀，然后加入聚合度为80的端羟基硅油制成stf基料，聚乙二醇200：二氧化硅质量比为60:40，端羟基硅油:聚乙二醇/二氧化硅混合物质量比为1:99。
步骤二：将stf基料与发泡聚氨酯a料混合得到发泡预备体，stf基料与发泡聚氨酯a组分质量比为0.5：99.5。
步骤三：将步骤二得到的发泡预备体与发泡聚氨酯b料混合发泡(混合比例固定为100:55)制备1厘米厚的发泡板材，即得到亚微米sio2/聚乙二醇改性发泡聚氨酯复合材料。
实施例二
一种亚微米sio2/聚乙二醇改性发泡聚氨酯复合材料的制备方法，按照下述步骤依次进行：
步骤一：使用聚乙二醇200与粒径950nm的二氧化硅混合均匀,然后加入聚合度为1000的端羟基硅油制成制成stf基料，聚乙二醇200：二氧化硅质量比为55:45,端羟基硅油:聚乙二醇/二氧化硅混合物质量比为30:70。
步骤二：将stf基料与发泡聚氨酯a料混合得到发泡预备体，stf基料与发泡聚氨酯a组分质量比为18:82。
步骤三：将步骤二得到的发泡预备体与发泡聚氨酯b料混合发泡制备1厘米厚的发泡板材，即得到亚微米sio2/聚乙二醇改性发泡聚氨酯复合材料。
实施例三
一种亚微米sio2/聚乙二醇改性发泡聚氨酯复合材料的制备方法，按照下述步骤依次进行：
步骤一：使用聚乙二醇400与粒径100nm的二氧化硅混合均匀，然后加入聚合度为80的端羟基硅油制成stf基料，聚乙二醇400：二氧化硅质量比为60:40，端羟基硅油:聚乙二醇/二氧化硅混合物质量比为1:99。
步骤二：将stf基料与发泡聚氨酯a料混合得到发泡预备体，stf基料与发泡聚氨酯a组分质量比为0.5:99.5。
步骤三：将步骤二得到的发泡预备体与发泡聚氨酯b料混合发泡制备1厘米厚的发泡板材，即得到亚微米sio2/聚乙二醇改性发泡聚氨酯复合材料。
实施例四
一种亚微米sio2/聚乙二醇改性发泡聚氨酯复合材料的制备方法，按照下述步骤依次进行：
步骤一：使用聚乙二醇400与粒径950nm的二氧化硅混合均匀，后加入聚合度为1000的端羟基硅油制成制成stf基料，聚乙二醇400：二氧化硅质量比为55:45,端羟基硅油:聚乙二醇/二氧化硅混合物质量比为30:70。
步骤二：将stf基料与发泡聚氨酯a料混合得到发泡预备体，stf基料与发泡聚氨酯a组分质量比为18：82。
步骤三：将步骤二得到的发泡预备体与发泡聚氨酯b料混合发泡制备1厘米厚的发泡板材，即得到亚微米sio2/聚乙二醇改性发泡聚氨酯复合材料。
实施例五
一种亚微米sio2/聚乙二醇改性发泡聚氨酯复合材料的制备方法，按照下述步骤依次进行：
步骤一：使用聚乙二醇600与粒径100nm的二氧化硅混合均匀，然后加入聚合度为80的端羟基硅油制成stf基料，聚乙二醇600：二氧化硅质量比为60:40，端羟基硅油:聚乙二醇/二氧化硅混合物质量比为1:99。
步骤二：将stf基料与发泡聚氨酯a料混合得到发泡预备体，stf基料与发泡聚氨酯a组分质量比为0.5：99.5。
步骤三：将步骤二得到的发泡预备体与发泡聚氨酯b料混合发泡制备1厘米厚的发泡板材，即得到亚微米sio2/聚乙二醇改性发泡聚氨酯复合材料。
实施例六
一种亚微米sio2/聚乙二醇改性发泡聚氨酯复合材料的制备方法，按照下述步骤依次进行：
步骤一：使用聚乙二醇600与粒径950nm的二氧化硅混合均匀，后加入聚合度为1000的端羟基硅油制成制成stf基料，聚乙二醇600：二氧化硅质量比为55:45,端羟基硅油:聚乙二醇/二氧化硅混合物质量比为30:70。
步骤二：将stf基料与发泡聚氨酯a料混合得到发泡预备体，stf基料与发泡聚氨酯a组分质量比为18：82。
步骤三：将步骤二得到的发泡预备体与发泡聚氨酯b料混合发泡制备1厘米厚的发泡板材，即得到亚微米sio2/聚乙二醇改性发泡聚氨酯复合材料。
实施例七
一种亚微米sio2/聚乙二醇改性发泡聚氨酯复合材料的制备方法，按照下述步骤依次进行：
步骤一：使用乙二醇与粒径100nm的二氧化硅混合均匀，然后加入聚合度为80的端羟基硅油制成stf基料，乙二醇：二氧化硅质量比为60:40，端羟基硅油:乙二醇/二氧化硅混合物质量比为1:99。
步骤二：将stf基料与发泡聚氨酯a料混合得到发泡预备体，stf基料与发泡聚氨酯a组分质量比为0.5：99.5。
步骤三：将步骤二得到的发泡预备体与发泡聚氨酯b料混合发泡制备1厘米厚的发泡板材，即得到亚微米sio2/聚乙二醇改性发泡聚氨酯复合材料。
实施例八
一种亚微米sio2/乙二醇改性发泡聚氨酯复合材料的制备方法，按照下述步骤依次进行：
步骤一：使用乙二醇与粒径950nm的二氧化硅混合均匀，后加入聚合度为1000的端羟基硅油制成制成stf基料，乙二醇：二氧化硅质量比为55:45,端羟基硅油:聚乙二醇/二氧化硅混合物质量比为30:70。
步骤二：将stf基料与发泡聚氨酯a料混合得到发泡预备体，stf基料与发泡聚氨酯a组分质量比为1：99。
步骤三：将步骤二得到的发泡预备体与发泡聚氨酯b料混合发泡制备1厘米厚的发泡板材，即得到亚微米sio2/聚乙二醇改性发泡聚氨酯复合材料。
上述得到的各样品均按照en14120标准进行测试，其测试结果如下：
由此可见，采用本发明提供的方法改性的发泡聚氨酯材料，其防护性能明显优于普通发泡聚氨酯材料。
最后所应说明的是：以上实施例仅用以说明而非限制本发明的技术方案，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应该理解：依然可以对本发明进行修改或者等同替换，而不脱离本发明的精神和范围的任何修改或局部替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。