聚脲材料防爆手套的研制与性能评价
刘巍'周建'鲍蓓蕾2刘玉军2邱烨'孔维恒1
(1.中国海关科学技术研究中心"匕京100026#.山西聚脲防护材料有限公司，太原030032$
摘要：针对聚脲材料防爆手套研制，本文介绍了聚脲材料定义、化学原理、性能特点、材料应用，重点描述了该材料防弹防爆的优越性能及研制工艺，同时描述了聚脲防爆手套研制工艺及成品性能爆炸测试等&关键词：聚脲材料防爆手套材料特性研制工艺防爆实验
DOI：10.3969/j.issn.1001—232x.2021.03.041
Development and performance evaluation of polyurea explosion proof gloves.Liu Wei,Zhou Jian1,Bao Beil-ei2"Liu Yujun2"Qiu Ye1"Kong Weiheng1(1.Scienceand Technology RearchCenterofChinaCustoms"Bei-jing100026,China;2.Shanxi Polyurea Protective Materials Co.,Ltd.,Taiyuan030032,China) Abstract:In view of the development and performance evaluation of polyurea explosion-proof gloves, *hispaperin*roduces*hedefini*ion"chemicalprinciple"performancecharac*erisicsand ma*erialapplica-*ionofpolyureama*erial"mainlydescriJes*hesuperiorperformanceforJu l e*proofandexplosion—proof" an
ddevelopmen*processof*hema*erial"andalsodescriJes*hedevelopmen*processofpolyureaexplosion-proofglovesand*heexplosion*es*offinishedproduc*s.
田比Key words:Polyurea materials;Explosion-proof gloves;Material characteristics;Development process#Explosion-proofexperimen*
制造爆炸现象是犯罪分子破坏社会公共安全，
危害人民生命财产安全的重要手段之一，其后果非
常严重&针对风险可疑邮寄物，研发适用于多种风
险因子并存环境下使用的防护装备极为重要&聚脲具有优异的防水性、耐老化性、抗紫外线、防止老化、变色等性能，可应用于高档建筑物的屋
顶防水；聚脲材料还具有优异的耐磨、消音、降噪性，其耐磨性是碳钢的10倍，环氧树脂的3〜5倍，可用于经常有人走、车辆活动多的工业重载地坪地
下车库地面、工业厂房地面，体育场看台、运动场地面等+12&作为防弹和防爆材料，聚脲也大有作为&防弹聚脲是一种超硬、超级坚韧的能量吸收材料&
多肉如何养
当子弹击中涂层时，硬度迅速提高可以消耗掉大部
分能量，网状分子结构可以在背弹面将弹头兜住,
阻止子弹穿透；防爆聚脲是一种超级坚韧的皮肤式
涂层，具有强大的吸能转化功能&当遇到爆炸冲击
波后，其玻璃化温度迅速改变，硬度瞬间提高几十倍，可以承受巨大的爆炸冲击而不破坏&可用来加强各种军用基板的防爆能力［3\例如，装甲车辆抗爆组件、军车、建筑物结构加固等，能够防止被保护基板在遇到爆炸发生时产生碎裂和形成碎片，显著减少人员伤亡和财产损失
基于聚脲的优异性能，可用其制造防爆手套，作为直接接触小型可疑爆炸物的防护装备，本文研制了聚脲防爆手套的制备方法，并对其应用性能进行了评价研究&
1聚脲材料的制备及工艺控制
1.1聚脲的制备方法
聚脲作为一种A、B双组份、无溶剂、快速固化的弹性材料;A组份是由端氨基或端羟基化合物与异氰酸
酯反应制得的半预聚物；B组份是由端氨基树脂和端氨基扩链剂组成的混合物。在生产A组份时，为降低能耗，反应釜升温到70C〜90C之后，开启真空系统，同时从反应釜底部充入氮气，脱去反
基金项目：国家重点研发计划项目(2018YFC0809200)，项目名称：跨境邮寄物中风险源在线可视化识别与处置技术&
应釜中物料的水分&聚脲A 组份脱水时间由原来的 4小时减少到0.5〜1.5小时，脱水温度由原来的 110C 〜130C 降低到70C 〜90C ，此外，由于脱水温
度降低,A 组份不容易变黄，从而提高了产品品质&
在生产B 组份中，B 组份反应釜代替拉缸，专门 用于生产聚脲B 组份，反应釜体积加大到5m 3 ；聚脲
B 组份4小时可生产5m 3，提高了生产效率&
1.2 生产工艺
（1）A 组份的生产工艺：
反应釜内加入按质量比为40〜50份，分子量
1500〜2500，官能度为2的聚氧化丙烯醚多元醇，8
〜10份邻苯二甲酸二异壬酯（DINP ）。DINP 是一
种增塑剂，而多元醇将与要加入的异氰酸酯反应,
生成含异氰酸酯根的预聚体；
反应釜升温到70C 〜90C 之后，开启真空系 统，同时从反应釜底部充入氮气，脱去反应釜中物
料的水分& 0.5〜1小时后，反应釜中物料水分检测 小于0. 05%后，降温到40C 〜70C ，加入20〜25份
4,4-二苯基甲烷二异氰酸酯（4,4lMDI ）,15〜26
份2,4-二苯甲烷二异氰酸酯（2,4lMDI ）。在60C
〜90C 温度下反应1.5〜4. 5小时后，降温至60C
以下，过滤，出料包装&工艺流程见图1。
DINP （增塑剂）|
反应釜
k 聚氧化丙烯醸多元醇
升温
70°C-90°C
反应釜
开启真空系统
降温至
40°C~70°C
氮气底部注入
0.5-lh 脱去水
分至0.05%
反应釜
（60fl C ^90°C 反应
1.5-4. 5h ）
图1 A 组分工艺流程
（2）B 组份的生产工艺：
反应釜内加入分子量1500〜2000、官能度为2 的聚氨酯基聚醚，分子量300〜500、官能度为2的
聚氨酯基聚醚，防分色助剂；分子量1500〜2500、官
能度为2的聚氨酯基聚醚50〜55份、分子量300〜
500、官能度为2的聚氨酯基聚醚3〜5份，防分色助
剂0.01〜0.05份&开启搅拌系统，调转速至300〜
600转/分&在此转速下，加入0. 1〜0. 5份脱水剂，
调转速至900〜1200转/分，高速分散30〜35分钟&
然后依次加入分子量150〜200、官能度为2的
胺扩链剂、分子量280〜330、官能度为2的胺扩链 剂、紫外线吸收剂、消泡剂、增塑剂、润湿分散剂、金 红石型钛白粉、黑色浆、分子量4000〜6000、官能度
为3的端氨基聚醚到反应釜内，搅拌30〜35分钟至 充分搅拌均匀&用100目过滤网过滤，充氮密封包
装&工艺流程见图2。
2聚脲防爆手套的制备
手机怎么强制关机与常规聚脲材料相比，聚脲防爆材料的防爆破
油豆皮的热量机理非常复杂，对拉伸强度、断裂强度等力学性能 要求较高&通过对软段种类，相对分子质量、硬段
含量及异氰酸酯指数等因素研究后，聚脲防爆手套 的制备采用以下工艺流程。
（1） 聚脲材料的调制各种花的英文
聚脲材料的分子主链是由柔性链段（软段）和
刚性链段（硬段）交替组成的嵌段共聚物，其中硬段 包括脲键和氨酯键&硬段与软段在热力学上的不
相容性产生了微相分离，微相分离结构赋予了聚脲 材料优异的物理和机械性能&软段提供韧性和弹
性，硬段贡献刚性和强度&调整B 组份中端氨基扩 链剂添加量，使材料中软段分子增加，这对于聚脲
弹性体的防爆性能起着关键作用&同时根据防爆
手套的特点，对材料的柔性要求很高，因此研制时 大幅增加了端氨基扩链剂的使用量&
（2） 聚脲材料硬度的确定
根据端氨基扩链剂使用量的不同，制备5种聚脲 材料，涂布于织物表面，干燥后考察涂层织物的硬度,
根据防爆手套的使用场景，确定合适的软硬度
放荡青春
&
反应釜
4种不同分子量官能度为2的聚氨酯基聚離o.i~o.5份脱水剂
搅拌系统，调转速
至300-600转/分
反应釜
调转速至900-1200转/分
英语书信作文范文30~35min
胺扩链剂、紫外线
吸收剂、消泡剂、增
塑剂、润湿分散剂、
防分色助剂
反应釜
搅拌30™35min至均
匀
I100FI过滤网过
『滤，充氮寿封
金红石型钛白粉、-----------
组分B
黑色浆---------
图2B组分工艺流程
（3）防爆手套的底涂工艺&
制备A、B两组分，先将各组分取出少许，在烧杯中混合并快速搅拌，将搅拌均匀的浆料快速涂布于普通针织劳保手套表面，使涂层全面覆盖手套表面，且使涂层厚度均匀。该工艺使手套表面形成一道薄膜，便于后续喷涂&涂布后，常温晾干备用&
（4）防爆手套的喷涂工艺
两个组分混合涂布于手套表面，会快速反应固化成为类似橡胶的材料，待表面干后（手指按压不沾手）进行喷涂&
AB两种液体在专用喷枪内高温（70C）高压（150〜170公斤）快速撞击混合，快速喷涂到已经过底涂的手套表面，使涂层均匀&制备3种不同厚度手套，人工试用，选择合适的厚度页&
（5）风化干燥
喷涂后的手套，常温室内放置7天，AB两种材料进一步反应，最终达到设计指标（成品如图3）。
图3风化干燥完成的防爆手套成品
3成品性能的测试
由于防暴手套这样的柔性物质，防暴效果很难测试，我们寻找了替代方法&项目组定制了5只气球，并对这些气球进行了均匀性检验&试验时用移液枪向气球内定量加注3mL蒸馏水并进行封闭&在专业爆炸测试场地用20克黑火药进行爆炸测试（相当于12克TNT当量）&在一定距离下当5只气球均被爆破，记录此时气球顶点距爆炸点的距离&测试结果如下：
（1）无防护情况下，50cm时，5只气球均被爆破（据长期从事烟花爆竹测试人员评估，此时会使人体造成严重伤害）；乌云顶
（2）将注水后的气球置于普通劳动保护手套
内,30cm 时,5只气球均被爆破；
(3) 将注水后的气球置于本项目研制的两种防
爆手套内，20cm 时，部分气球才会被爆破；
(4) 将注水后的气球置于本项目研制的两种防
爆手套内，15cm 时,5只气球才会全部被爆破。
4结论
本项目研制的两种防暴手套，均对爆炸物有相
当的防护效果&发现可疑爆炸物且必须人工开启
包装时(此时一般为小包装，大包装可使用机械臂 拆包)，只要借助长度20cm 以上的工具，如长柄钳
子、改锥等即可有效保护拆包人员不受严重伤害&
参考文献
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yingProcess [J ,5Experimental Rearch and Applica tion 2012 15(10)：4-5 155
收稿日期：2020 - 04 - 27
作者简介：刘巍，男1990年岀生，本科，中国海关科学技术研究中心，主要从事实验室质量体系与能力验证工作
&
