本发明涉及一种阻燃复合材料及其制备方法，特别是涉及一种阻燃高耐磨宽温域吸波减振复合材料及其制备方法。
背景技术：
随着社会及科技的发展，机械设备及装置日渐趋于高速化、大型化，但其引起的振动和噪声问题越来越突出。振动、噪声和疲劳破坏等方面问题，严重地影响设备运行的稳定性、可靠性及寿命，并对人们的身心健康产生危害。因此减震降噪，改善人机工作环境是一个必须予以解决的重要技术问题。
作为阻尼材料首先是要求其具有较高的阻尼峰值，使其能够更高效的将机械能转换为其他形式能损耗掉，起到有效减震的效果。其次，随着工业及军工领域的大幅发展，仅对某一波段的振动起到阻尼吸波效果已不能满足实际使用的要求，更需要对较宽范围内的各种振动波进行有效的抑制。根据“时-温”等效原理，为了达到这种要求就需要材料在较宽的温度范围内具有较好阻尼效果，也就是阻尼温域要足够宽，为了扩宽材料阻尼温域，提高材料的阻尼峰值，在高分子阻尼材料的设计方面出现了通过将两种玻璃化温度相差较大的高聚物共混、共聚及构造互穿聚合物网络ipn结构等方法来制备宽温域高阻尼复合材料。如us4687835a、us4205158a、us4562232等专利均是从聚酯聚醚多元醇入手，解决了聚醚多元醇和聚酯多元醇不相容问题；中国专利cn102093528公开了一种将环氧树脂加入到聚氨酯中来提高材料的阻尼因子的方法，而在实际的应用中既需要材料具有较高的阻尼因子，又需要材料具有较宽的阻尼温域，这样才能满足对更宽频率波段、更高阻尼效果的要求。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种阻燃高耐磨宽温域吸波减振复合材料及其制备方法，该方法利用碱式氯化镁优良的阻燃性能、高耐磨性等特性，采用两步合成法和超声波分散法，制备出了既具有较宽阻尼温域，又具有较好阻燃效果和耐磨性能的碱式氯化镁晶须/酯-醚共聚聚氨酯吸波减振复合材料，且具有原料来源广泛、制备工艺简单、可重复性好、易工业化生产等特点。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
一种阻燃高耐磨宽温域吸波减振复合材料，所述材料包括酯-醚共聚型聚氨酯基体及偶联剂处理的碱式氯化镁晶须；所述材料由质量比为90%～50%的酯-醚共聚型聚氨酯和10%～50%偶联剂处理的碱式氯化镁晶须组成，且偶联剂的用量占碱式氯化镁晶须的质量比为0.1-5%；
所述的一种阻燃高耐磨宽温域吸波减振复合材料，所述碱式氯化镁晶须形状为针状或纤维状。
所述的一种阻燃高耐磨宽温域吸波减振复合材料，所述偶联剂为3-氨丙基三乙氧基硅烷、3-氨丙基三甲氧基硅烷、3-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、3-巯基丙基三乙氧基硅烷、3-巯基丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、异丙基三（二辛基焦磷酸酰氧基）钛酸酯、双-（γ-三乙氧基硅基丙基）四硫化物、十七氟癸基三甲氧基硅烷、硬脂酸中的一种。
所述的一种阻燃高耐磨宽温域吸波减振复合材料，所述酯-醚共聚型聚氨酯是由聚丙二醇（ppg）、聚乙二醇（peg）、聚四氢呋喃二醇（ptmg）、聚四氢呋喃-氧化丙烯共聚二醇（pthfg-pog）、蓖麻油型中的一种或多种聚醚多元醇，和端羟基聚已二酸乙二醇酯（pea）、端羟基聚对苯二甲酸乙二醇酯（pet）、苯酐聚酯多元醇、油脂肪酸中的一种或多种聚酯多元醇构成的软段，同二异氰酸酯是甲苯二异氰酸酯（tdi）、二苯基甲烷二异氰酸酯（mdi）、1,4-环己烷二异氰酸酯（chdi）、甲基环己烷二异氰酸酯（htdi）、1,4苯二异氰酸酯（ppdi），降冰片烷二异氰酸酯（nbdi）中的一种或多种异氰酸酯构成的硬段所组成。
一种阻燃高耐磨宽温域吸波减振复合材料的制备方法，所述方法包括以下制备过程：
（1）碱式氯化镁晶须的处理
首先将占碱式氯化镁晶须质量0.1～5%的偶联剂溶解在过量的丙酮或乙醇溶液中，然后将碱式氯化镁晶须放入该含有偶联剂的溶液中，在20～35khz频率条件下，超声分散0.5～1小时，然后再将分散产物60～70℃条件下烘干12～24小时，制得经偶联剂处理后的碱式氯化镁晶须；
（2）聚酯型聚氨酯预聚体的制备
将聚酯多元醇加入到反应器中，加热至90～120℃，真空脱水5～8小时；将温度降至40℃，在氮气保护条件下，缓慢加入计量好的异氰酸酯（预设-noc%含量为5~8%）到聚酯多元醇
反应器中，全部加完后将温度升至80～110℃，反应1～3小时后，降至室温即得到聚酯型聚氨酯预聚体；
（3）聚醚型聚氨酯预聚体的制备
将聚醚多元醇加入到反应器中，加热至90～120℃，高真空脱水5～8小时；将温度降至40℃，在氮气保护条件下，加入计量的异氰酸酯（预设-noc%含量为5~8%）到预聚体反应器中，全部加完后将温度升至80～110℃，反应1～3小时后，降至室温即得到聚醚型聚氨酯预聚体；
（4）碱式氯化镁晶须/酯-醚共聚型聚氨酯吸波减振阻尼复合材料的制备
先在60~70℃条件下，将聚酯型聚氨酯预聚体和聚醚型聚氨酯预聚体按照质量比1:1混合，制得酯-醚共聚型聚氨酯预聚体，然后将质量分数为10%～50%偶联剂处理后的碱式氯化镁晶须加入酯-醚共聚型聚氨酯预聚体中，并将混合物在50～60hz频率条件下，超声波处理10～30分钟，之后将交联剂3,3’-二氯-4,4’-二氨基二苯基甲烷（moca）按照计算量，放入聚氨酯预聚体和碱式氯化镁晶须组成的混合物中，在40～60℃充分搅拌条件下，反应20-30分钟之后倒入模具中，在70～90℃条件下固化12小时，再在100~120℃条件下固化2~3小时，制得碱式氯化镁晶须/酯-醚共聚型聚氨酯阻燃高耐磨宽温域吸波减振复合材料。
本发明的优点与效果是：
1.由于碱式氯化镁晶须特殊的针状或线性结构，使得由其制得的阻尼复合材料不但具有宽的阻尼温域，而且整体阻尼峰值也得以提升。
2.碱式氯化镁晶须阻燃性能优良，由其所制成的阻尼复合材料阻燃性能优良，此外碱式氯化镁晶须的加入也使阻尼复合材料的抗拉伸性能和耐磨性均得以提升。
3.我国是镁资源大国，镁资源丰富，原料来源丰富、价格低廉，将其与聚酯聚醚型聚氨酯混合制备阻尼复合材料的生产工艺简单、稳定，可重复性好，易工业化生产。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明进行详细说明。
实例一：
（1）碱式氯化镁晶须（bmc）的处理
首先将偶联剂(其质量为碱式氯化镁晶须质量的0.5%)溶解在过量的丙酮溶液中，然后将碱式氯化镁晶须放入该含有偶联剂的溶液中，在35khz频率条件下，超声分散0.5小时，然后再将分散产物60℃条件下干燥24小时，制得经偶联剂处理后的碱式氯化镁晶须。
（2）聚酯预聚体制备
将聚酯多元醇pepa加入到反应器中，加热至90℃，真空脱水8小时；然后将温度降至40℃，通入高纯氮气，将计量好的异氰酸酯mdi（预设-noc%含量为5%）缓慢的添加到反应器中，待全部加完后使温度升至90℃，反应2小时，降温至室温即得到聚酯预聚体。
（3）聚醚预聚体制备
将聚醚多元醇ptmg加入到反应器中，加热100℃，高真空脱水8小时；将温度降至40℃，通入高纯氮气，将计量好的异氰酸酯mdi（预设-noc%含量为5%）缓慢的添加到反应器中，待全部加完后使温度升至100℃，反应2小时，降温至室温即得到聚酯预聚体。
（4）碱式氯化镁晶须/酯-醚共聚型聚氨酯吸波减振阻尼复合材料的制备
先在60℃条件下，将聚酯型聚氨酯预聚体和聚醚型聚氨酯预聚体按照质量比1:1混合，制得酯-醚共聚型聚氨酯预聚体，然后将质量分数为10%偶联剂处理后的碱式氯化镁晶须加入酯-醚共聚型聚氨酯预聚体中，并将混合物置于超声波清洗机中在50hz频率下处理20分钟，之后将交联剂moca按照计算量（100克反应物中加入moca的质量为wmoca=3.18×-nco%×100×0.9）放入聚氨酯预聚体和碱式氯化镁晶须组成的混合物中，在60℃充分搅拌条件下，反应20分钟之后倒入模具中，在80℃条件下固化12小时，再在120℃条件下固化2小时，制得碱式氯化镁晶须/酯-醚共聚型聚氨酯阻燃高耐磨宽温域吸波减振复合材料。
实例二：
（1）碱式氯化镁晶须（bmc）的处理
首先将偶联剂(其质量为碱式氯化镁晶须质量的0.5%)溶解在过量的丙酮溶液中，然后将碱式氯化镁晶须放入该含有偶联剂的溶液中，在30khz频率条件下，超声分散0.5小时，然后再将分散产物70℃条件下干燥24小时，制得经偶联剂处理后的碱式氯化镁晶须。
（2）聚酯预聚体制备
将聚酯多元醇pepa加入到反应器中，加热至90℃，真空脱水6小时；然后将温度降至40℃，通入高纯氮气，将计量好的异氰酸酯mdi（预设-noc%含量为5%）缓慢的添加到反应器中，待全部加完后使温度升至90℃，反应3小时，降温至室温即得到聚酯预聚体。
（3）聚醚预聚体制备
将聚醚多元醇ppg加入到反应器中，加热100℃，高真空脱水8小时；将温度降至40℃，通入高纯氮气，将计量好的异氰酸酯mdi（预设-noc%含量为5%）缓慢的添加到反应器中，待全部加完后使温度升至100℃，反应2小时，降温至室温即得到聚酯预聚体。
（4）碱式氯化镁晶须/酯-醚共聚型聚氨酯吸波减振阻尼复合材料的制备
先在60℃条件下，将聚酯型聚氨酯预聚体和聚醚型聚氨酯预聚体按照质量比1:1混合，制得酯-醚共聚型聚氨酯预聚体，然后将质量分数为15%偶联剂处理后的碱式氯化镁晶须加入酯-醚共聚型聚氨酯预聚体中，并将混合物置于超声波清洗机中在60hz频率下处理30分钟，之后将交联剂moca按照计算量（100克反应物中加入moca的质量为wmoca=3.18×-nco%×100×0.9）放入聚氨酯预聚体和碱式氯化镁晶须组成的混合物中，在60℃充分搅拌条件下，反应20分钟之后倒入模具中，在90℃条件下固化12小时，再在120℃条件下固化2小时，制得碱式氯化镁晶须/酯-醚共聚型聚氨酯阻燃高耐磨宽温域吸波减振复合材料。
实例三：
（1）碱式氯化镁晶须（bmc）的处理
首先将偶联剂(其质量为碱式氯化镁晶须质量的0.5%)溶解在过量的丙酮溶液中，然后将碱式氯化镁晶须放入该含有偶联剂的溶液中，在30khz频率条件下，超声分散0.5小时，然后再将分散产物70℃条件下干燥24小时，制得经偶联剂处理后的碱式氯化镁晶须。
（2）聚酯预聚体制备
将聚酯多元醇pet加入到反应器中，加热至85℃，真空脱水8小时；然后将温度降至40℃，通入高纯氮气，将计量好的异氰酸酯mdi（预设-noc%含量为5%）缓慢的添加到反应器中，待全部加完后使温度升至90℃，反应3小时，降温至室温即得到聚酯预聚体。
（3）聚醚预聚体制备
将聚醚多元醇peg加入到反应器中，加热110℃，高真空脱水9小时；将温度降至40℃，通入高纯氮气，将计量好的异氰酸酯mdi（预设-noc%含量为5%）缓慢的添加到反应器中，待全部加完后使温度升至100℃，反应2小时，降温至室温即得到聚酯预聚体。
（4）碱式氯化镁晶须/酯-醚共聚型聚氨酯吸波减振阻尼复合材料的制备
先在60℃条件下，将聚酯型聚氨酯预聚体和聚醚型聚氨酯预聚体按照质量比1:1混合，制得酯-醚共聚型聚氨酯预聚体，然后将质量分数为20%偶联剂处理后的碱式氯化镁晶须加入酯-醚共聚型聚氨酯预聚体中，并将混合物置于超声波清洗机中在60hz频率下处理30分钟，之后将交联剂moca按照计算量（100克反应物中加入moca的质量为wmoca=3.18×-nco%×100×0.9）放入聚氨酯预聚体和碱式氯化镁晶须组成的混合物中，在60℃充分搅拌条件下，反应30分钟之后倒入模具中，在90℃条件下固化12小时，再在120℃条件下固化3小时，制得碱式氯化镁晶须/酯-醚共聚型聚氨酯阻燃高耐磨宽温域吸波减振复合材料。
实例四：
（1）碱式氯化镁晶须（bmc）的处理
首先将偶联剂(其质量为碱式氯化镁晶须质量的0.5%)溶解在过量的丙酮溶液中，然后将碱式氯化镁晶须放入该含有偶联剂的溶液中，在30khz频率条件下，超声分散0.5小时，然后再将分散产物60℃条件下干燥24小时，制得经偶联剂处理后的碱式氯化镁晶须。
（2）聚酯预聚体制备
将聚酯多元醇pepa加入到反应器中，加热至90℃，真空脱水8小时；然后将温度降至40℃，通入高纯氮气，将计量好的异氰酸酯mdi（预设-noc%含量为6%）缓慢的添加到反
应器中，待全部加完后使温度升至90℃，反应2小时，降温至室温即得到聚酯预聚体。
（3）聚醚预聚体制备
将聚醚多元醇ptmg加入到反应器中，加热100℃，高真空脱水8小时；将温度降至40℃，通入高纯氮气，将计量好的异氰酸酯mdi（预设-noc%含量为6%）缓慢的添加到反应器中，待全部加完后使温度升至100℃，反应2小时，降温至室温即得到聚酯预聚体。
（4）碱式氯化镁晶须/酯-醚共聚型聚氨酯吸波减振阻尼复合材料的制备
先在60℃条件下，将聚酯型聚氨酯预聚体和聚醚型聚氨酯预聚体按照质量比1:1混合，制得酯-醚共聚型聚氨酯预聚体，然后将质量分数为20%偶联剂处理后的碱式氯化镁晶须加入酯-醚共聚型聚氨酯预聚体中，并将混合物置于超声波清洗机中在60hz频率下处理30分钟，之后将交联剂moca按照计算量（100克反应物中加入moca的质量为wmoca=3.18×-nco%×100×0.9）放入聚氨酯预聚体和碱式氯化镁晶须组成的混合物中，在60℃充分搅拌条件下，反应30分钟之后倒入模具中，在90℃条件下固化12小时，再在120℃条件下固化3小时，制得碱式氯化镁晶须/酯-醚共聚型聚氨酯阻燃高耐磨宽温域吸波减振复合材料。
对比例：
将聚醚多元醇ptmg加入到反应器中，加热100℃，高真空脱水8小时；将温度降至40℃，通入高纯氮气，将计量好的异氰酸酯mdi（预设-noc%含量为6%）缓慢的添加到反应器中，待全部加完后使温度升至100℃，反应2小时，之后将交联剂moca按照计算量（100克反应物中加入moca的质量为wmoca=3.18×-nco%×100×0.9）放入聚氨酯预聚体中，在60℃充分搅拌条件下，反应30分钟之后倒入模具中，在90℃条件下固化12小时，再在120℃条件下固化3小时，制得聚醚型聚氨酯吸波减振材料。
实施例1～4与对比例的性能对比见表1
表1各实施例的性能对比