[發明專利]碳納米管聚集體于制備防彈復合材料中的用途及其制法

有效

• 申請號: 201610202107.3
• 申請日: 2016-04-01
• 公開（公告）號: CN107024146B
• 公開（公告）日: 2019-07-26
• 發明（設計）人: 胡東梅;李清文;解曉波;李丹;金赫華;張永毅
• 申請（專利權）人: 深圳前海量子翼納米碳科技有限公司
• 主分類號: F41H1/02
• 分類號: F41H1/02;B32B9/00;B32B9/04
• 代理公司: 東莞市華南專利商標事務所有限公司 44215
• 代理人: 劉克寬

本發明公開了一種碳納米管聚集體于制備防彈復合材料中的用途，所述防彈復合材料包括：至少一碳納米管聚集體，包含由多根碳納米管緊密聚集形成的宏觀二維面狀結構；以及，織物，其至少一側表面上覆設有至少一所述的碳納米管聚集體。其中，所述碳納米管聚集體包括在一個連續的面內密集排布的多個取向的基礎單元，其中每一基礎單元包括由多根碳納米管交織形成的二維面狀結構，使所述碳納米管聚集體呈現宏觀有序、微觀無序的形態。本發明還公開了一種防彈復合材料的制備方法。本發明的防彈復合材料具有輕薄、環境耐候性好，防彈性能優異、適合批量化制備等特點，且柔性好，可與人體實現任意曲面貼合。

技術領域

本發明涉及一種防彈材料，具體涉及一種基于納米碳材料的防彈復合材料及其制備方法。

背景技術

目前廣泛應用于防彈領域的材料有超高分子量聚乙烯(UHMWPE)、芳綸和聚對苯撐苯并雙惡唑(PBO)等。在實際使用中，高性能纖維或者織物表面的表面被樹脂包覆，這樣能有效地約束纖維的滑移、提高材料結構的均勻性，從而提高材料的防彈效果。CN102058188B通過將納米粒子與高性能纖維織物復合后再與熱塑性樹脂復合，抗沖擊性能可提高20％，重量減少18％，而材料本身的柔軟度未發生變化。CN100567606A通過將碳納米管溶于膠黏劑中再涂覆于UHMWPE纖維上，可有效地提高UHMWPE的耐熱性10℃，和蠕變性及機械強度等。由于納米材料制備技術的不成熟，目前只能通過表面在膠黏劑中添加少量的納米材料來提高防彈性能，其中納米材料在膠黏劑中分散的均勻性以及在高性能纖維表面的堆積形態和分布情況都影響到材料的防彈性。

另外，現有防彈材料還均存在缺陷，例如，UHMWPE材料的耐熱性差(小于120℃)，蠕變大，不適合高溫沙漠環境下使用；Kevlar不耐紫外線照射，不耐水氣；由于在制備得到無緯布的過程中，展絲不勻造成的無緯布結構不均勻，目前只能通過增加堆疊層數減少子彈穿透率。又及，現有防彈材料硬挺不柔軟，與人體貼合性差，并且密度大，質量重，穿著舒適性差，影響人體運動的靈活性。

發明內容

本發明的主要目的在于提供一種碳納米管聚集體于制備防彈復合材料中的用途及其制備方法，以克服現有技術中的不足。

為實現前述發明目的，本發明采用的技術方案包括：

本發明實施例提供了碳納米管聚集體于制備防彈復合材料中的用途，所述防彈復合材料包括：

至少一碳納米管聚集體，包含由多根碳納米管緊密聚集形成的宏觀二維面狀結構；以及，

織物，其至少一側表面上覆設有至少一所述的碳納米管聚集體。

在一些實施方案中，所述碳納米管聚集體包括多個取向排布的基礎單元，其中每一基礎單元包括由多根碳納米管交織形成的二維面狀結構。

在一些實施方案中，所述的多個基礎單元在一個連續的面內密集排布且相互平行，使所述碳納米管聚集體呈現宏觀有序、微觀無序的形態。

在一些實施方案中，多個碳納米管連續體在所述的連續的面上連續聚集并經致密化處理后而形成所述的多個基礎單元。其中，所述碳納米管連續體由浮動催化裂解法制備形成。

其中，所述織物優選自高性能纖維織物。

本發明實施例提供了一種防彈復合材料的制備方法，其包括：

使多個碳納米管連續體在一個連續的面上連續聚集并經致密化處理后而形成多個取向的基礎單元，該多個基礎單元密集排布而形成具有宏觀二維面狀結構的碳納米管聚集體，其中所述的碳納米管連續體由多根碳納米管無序交織形成，且在致密化處理之前呈現封閉、半封閉或開放式的二維或三維空間結構；

將所述的碳納米管聚集體與織物的表面固定貼合，形成所述的防彈復合材料。