[發明專利]一種剪切增稠液/芳綸復合材料制備方法

無效

• 申請號: 201210084695.7
• 申請日: 2012-03-27
• 公開（公告）號: CN103358659A
• 公開（公告）日: 2013-10-23
• 發明（設計）人: 王家松;王芬;李建軍;韓躍;余勇;雷衛武
• 申請（專利權）人: 浩華科技實業有限公司
• 主分類號: B32B37/16
• 分類號: B32B37/16;B32B38/08;D06B21/00;D06B3/18;D06B1/02;D06B15/00;D06B23/20
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技術領域

本發明涉及一種復合材料制備方法，具體地說涉及一種剪切增稠液/芳綸復合材料制備方法。本發明所述的剪切增稠液/芳綸復合材料制備方法是將芳綸通過裝有剪切增稠液的復合系統，再經過烘干、涂覆、維護等后處理工藝，得到一種具有常態柔軟，沖擊變硬特性的智能抗沖擊復合材料，屬于制造技術領域。

背景技術

上世紀60年代，美國杜邦公司研制出一種新型芳綸纖維材料，該材料具有密度低、強度高、韌性好、耐高溫、易于加工和成型的特點，受到防護領域的青睞，引領了防護材料從硬質材料向軟質材料的變革。芳綸材料是當今世界三大高性能纖維之一，主要應用于軍用防彈衣、防刺服、裝甲和個體防護方面，也可用在民用防護系列產品以及工業機械減振防護中。利用芳綸材料制成的軟質防彈衣與硬質防彈衣相比，柔軟且穿著舒適，可保護肘部、膝部等易彎曲部位，大大提高了士兵的機動性能，有效提升了我軍的戰斗力。目前市面上的芳綸材料，有機織布和無緯布兩種，無緯布與機織布相比，纖維順直平行排列，無交錯和屈曲，沖擊能量可以迅速、無阻礙的傳播，防護能力更強，但是無緯布由于在加工過程中需要熱壓固化成形，柔韌性和透氣性較機織布差。防護級別較高的防彈衣通常采用無緯布或增加硬質插板實現，并不是真正意義上的軟質防彈衣。

近年來，科學家們發現將剪切增稠液與芳綸機織布復合，可以大大提升芳綸的防護性能，同時保持織物的透氣性和柔韌性。如美國德拉華大學和陸軍實驗室聯合研制了一種稱為液體防彈衣的新型軟質防彈衣，英國BAE公司也有相關產品報道。其中，剪切增稠液/芳綸的制備方法是將芳綸機織布浸泡于剪切增稠液與乙醇的稀釋液中停留一定時間，撈出后置于烘箱中晾干。該法的缺點是所制備的剪切增稠液/芳綸復合材料密度大，增重比高，涂覆不均勻，且耐濕性差。雖然在一定程度上提高了芳綸材料的抗沖擊性能，但制備過程自動化程度低，不能保證產品質量的一致性。

發明內容

為了解決上述問題，本發明提供一種剪切增稠液/芳綸復合材料的制備方法。該方法的特點是通過剪切增稠液與芳綸材料復合實現智能防護，通過多組滾軸擠壓保證剪切增稠液與芳綸纖維的充分復合，通過在復合材料表面噴涂二甲基硅油提高復合材料的耐濕性，通過在芳綸材料表面粘附蠟紙避免芳綸復合材料在運輸或存儲過程中造成的磨損，從而制備出一種具有常態柔軟，沖擊變硬特性，耐濕性能優良，抗沖擊能力更強的的智能抗沖擊材料。

實施過程在本發明所述的剪切增稠液/芳綸復合材料制備裝置中進行，如附圖1。

現參考附圖1對本發明詳細說明如下：

如附圖1所示，剪切增稠液/芳綸復合材料的制備裝置由進布系統I、復合系統II、后處理系統III和落布系統IV四大部分構成。進布系統I包含滾軸1和驅動裝置2，其中驅動裝置控制整個制備裝置的滾軸運轉。復合系統II內盛有復合液3，復合液由剪切增稠液/乙醇稀釋液組成。復合系統II內裝有攪拌槳4和攪拌槳5，攪拌方向相反，起混合復合液的作用，防止復合液的沉降，保證復合液與芳綸的均勻復合。復合系統II包含多組滾軸，即滾軸6、滾軸7，其中滾軸6位于復合液面下，滾軸7位于復合液面上，滾軸6和滾軸7的間隙由剪切增稠液/芳綸復合材料的厚度決定，間隙可調。芳綸原材料從進布系統I進入復合系統II后，經過滾軸6，將多余的氣泡或空氣擠壓出去，經過滾軸7將多余的復合液擠壓出去，然后通過滾軸8離開復合系統II，進入后處理系統III。后處理系統III由烘干組件9和噴涂組件10兩大部分構成，烘干組件包括烘干設備11、復合材料傳送設備12組成。噴涂組件由噴涂設備13、傳送設備12組成。剪切增稠液/芳綸復合材料離開復合系統II進入后處理系統III后，首先經過烘干組件9，將乙醇烘干，然后經過噴涂組件10，將二甲基硅油涂覆在復合材料的正反兩面，然后經過烘干組件9，到達落布系統IV。落布系統IV由滾軸14、滾軸15組成，其中滾軸14纏繞有蠟紙，滾軸15為落布滾軸。落布時，蠟紙位于復合材料夾層之間，避免復合材料在運輸或存儲過程中造成的磨損。

本發明所述的剪切增稠液/芳綸復合材料的制備方法包括如下工藝步驟：

(1)配制復合液3，即剪切增稠液/乙醇稀釋液。其中剪切增稠液的增稠幅值在300pa·s～10000pa·s之間。剪切增稠液與乙醇的體積比在1∶0.3～1∶5之間。剪切增稠液可以是二氧化硅/PEG體系，也可以是有機硅脹流體。

(2)將復合液置于復合系統II中，開啟攪拌槳4和攪拌槳5。其中攪拌槳4的轉速控制在100RPM～800RPM之間，攪拌槳5的轉速控制在100RPM～800RPM之間。