[發明專利]一種芳綸纖維預浸料及復合型材的制備方法

有效

• 申請號: 201110386366.3
• 申請日: 2011-11-29
• 公開（公告）號: CN102529196A
• 公開（公告）日: 2012-07-04
• 發明（設計）人: 劉元坤;吳中偉;潘智勇;梁立;姜聯東;方心靈;黃繼慶;高虹;張靜;劉勝;傅麗強;張聰;李水冰;呂攀珂;劉騰龍
• 申請（專利權）人: 北京雷特新技術實業公司
• 主分類號: B32B5/26
• 分類號: B32B5/26;B32B7/12;B32B37/12;B32B37/06;B32B37/10;C09J123/08;C09J131/04;C09J133/00;C09J175/04
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技術領域

本發明屬高分子復合材料制備領域，特別是涉及到一種芳綸纖維預浸料及復合型材的制備方法。?

背景技術

采用高性能的芳綸纖維作為預浸料的原材料，主要應用在防彈防刺等個體防護材料上，由于此類產品涉及到人身的安全，因此產品的穩定可靠性至關重要，由芳綸纖維單取向預浸料經角度層疊復合而成的疊合復合材料是一種特種復合材料，它是由芳綸纖維通過均勻鋪展形成連續無縫隙的帶狀后經過上膠、干燥、冷卻等形成單取向的預浸料，再由預浸料進行2層、4層層疊復合形成防彈或者防刺的芯片材料。?

芳綸預浸料被廣泛應用在軟質防彈衣上，主要原因有：在預浸料的制造過程中，纖維材料已被充分展開，纖維被固定住，且纖維之間沒有相互的交錯點，在受到彈丸的沖擊作用時，有利于能量的分散和應力波的傳遞，可以有更多的纖維參與能量的耗散，能量可以在較大的面積上得到吸收；其它織物形態纖維存在一定的屈曲和束縛，并且編織過程會產生一定的纖維強度損傷，從而使得能量吸收面積減小，能量吸收效率降低，無法發揮出芳綸纖維的高吸能的特性。?

美國專利US4916000、US5149391，中國專利03109121.0、03158881.6和200710047455.9，公開了幾種制作方法，這些專利中描述的制作方法，主要缺陷有以下：(1)制作小幅寬產品纖維數少，影響生產效率；大幅寬的纖維束數多，張力大，導致對機械零部件強度和韌性要求高；(2)張力不能有效均勻控制；(3)膠粘劑大多數采用的是溶劑型的，給車間環境和環保造成影響；(4)上膠環節采用的是刮刀方式或者是噴霧方式，其中刮刀方式中的刮刀會對纖維有一定的損傷，影響了纖維的強度；噴霧方式會對車間環境產生一定的影響，對操作人員的健康有一定的損害；(5)0/90°復合時，由于未采用新型熱熔成分的膠粘劑體系，層疊復合時須添加膠粘劑，使得工藝復雜化，影響了生產效率。?

發明內容

本發明的目的在于提供一種芳綸纖維預浸料及復合型材的制備方法，該方法?能克服上述缺陷，并且能實現穩定連續化生產。?

為實現上述目的，本發明的制備方法步驟為：?

(1)、纖維束從紗架上導出后，經過伸縮筘，對纖維進行初次定位和均勻鋪開；?

(2)、經過初次鋪開的纖維束通過張力施加輥，使纖維束具有均勻一致的張力而使之均勻鋪展開；?

(3)、將展平的纖維平鋪在上膠裝置上進行上膠；?

(4)、將上過膠的平鋪纖維層與下層背襯紙復合后于90-180℃進行干燥定型；?

(5)、然后經過水冷迅速冷卻，再次定型后進行收卷，即得到芳綸纖維單取向預浸料。

(6)、將芳綸單向預浸料進行層疊復合，可以形成2層、4層甚至更多層結構的復合材料。

所述步驟(1)中的張力施加輥通過一對或者多對壓輥進行張力施加，張力≤0.6g/D。?

所述步驟(3)中的上膠裝置采用的是擦入式上膠方式，并且上膠量的調整可以通過上膠輥的主動速度來控制。?

所述步驟(6)中進行多層層疊復合過程中，熱壓定型的壓輥壓力7.5～18MPa。?

所述步驟(6)中進行多層層疊復合過程中，背襯紙進行回收。?

所述的膠粘劑是EVA與丙烯酸酯類、聚氨酯類、聚烯烴類水性中的一種或多種復合，其中EVA∶其它膠粘劑＝40∶60～20∶80(質量比)，上膠濃度為20％～60％。?

所述的預浸料/膠粘劑固含量重量比是90∶10～75∶25。?

本發明中的張力施加輥，其作用和原理是當幾百束絲束平行進入同一水平線的伸縮筘時，采用兩對壓輥進行張力施加，通過控制兩對壓輥的速度差來調整纖維束所受張力大小，其中每對壓輥中的下壓輥采用磁粉控制器，可以有效均勻地控制張力。在現有的技術中，多數采用的是通過施加高壓靜電使得絲束展開，此方法電壓高，對實際操作要求高，危險性大，安全系數低；采用摩擦靜電的方法既產生了機械摩擦，損傷了纖維的強度，又使得摩擦產生的靜電不均勻，導致絲束展開不均勻。?

本發明中上膠裝置采用的是擦入式上膠方式，通過上膠輥的轉速大小和浸入?膠槽液面的高低來調整上膠量的大小，有效控制上膠量，確保上膠均勻。采用此種上膠方式，膠液對鋪展開的纖維浸潤很充分，在縱向運動張力的牽引下，使得纖維正反面膠粘得平整與均勻，有利于提高產品的穩定一致性。?