[發明專利]一種軟質防護材料的制備方法

在審

• 申請號: 201710987789.8
• 申請日: 2017-10-21
• 公開（公告）號: CN107523992A
• 公開（公告）日: 2017-12-29
• 發明（設計）人: 芮志行;王之霖;史玉蘭
• 申請（專利權）人: 芮志行
• 主分類號: D06M11/79
• 分類號: D06M11/79;D06M13/165;D06M101/36
• 代理公司: 北京風雅頌專利代理有限公司11403
• 代理人: 馬驍

技術領域

本發明涉及一種軟質防護材料的制備方法，屬于防護材料技術領域。

背景技術

如今隨著人們安全防恐意識的加強，防護用具以及防護材料的開發成為了當前研究的重點，防護材料作為最常用的保護個體不受外界刀具侵害的材料，其應用不僅在軍事或警用等部門，更多的是應用在民用產品領域，主要有防止運動傷害、保護特殊職業人群的安全等。防護用具及防刺服中所使用的防護性材料，其主要性能首先是要提供對人體或是物品的保護，這是材料所必須具備的基本特性，另一方面，現在人們也對防護材料的舒適性有所追求，由于一般需要其出現的情況都比較特殊，人體可能都在運動狀態，因此穿著的靈便性也成為其特殊的標準。國內外目前有許多這方面的產品，例如使用鈦金屬箔層能提供防刺和防割的保護，但缺點是質量比較重，不利于穿著；有一些多層結構的材料，在層與層之間會有夾心層，這中間就能放置許多高強的材料，一般會有陶瓷纖維等，當然還能利用浸漬的方式與一些常用的樹脂復合，這種材料也具備較好的防護效應，但是也有著顯著的缺陷，比如說材料比較堅硬、不易折疊以及行動不便等；隨著科技的發展，伴隨著納米技術的成熟應用，防護材料的發展出現了質的飛躍，其更進一步向著輕質、舒適以及高性能發展，包括芳綸纖維和超高分子量聚乙烯纖維在內都是目前較為流行的防護材料的纖維原料。除了這些傳統材料，聚對苯撐苯并雙惡唑纖維和蜘蛛絲纖維也有一定量的應用。從遠古時代開始，人們就已經開始不斷尋找保護自己的防護裝甲。在冷兵器時期，士兵們用較為厚實的金屬以及皮革作為防護材料穿著在身上作為盔甲，這種措施能夠提供避免防刀槍和弓箭等冷兵器對人體的傷害。然而這種盔甲有嚴重的缺陷，其穿著笨重，行動不便，給士兵的行動以及作戰造成了巨大的障礙。在現代社會，人們對防護材料的要求也越來越高，科技技術的發展給人們帶來了各類新型的防護材料，半硬質防刺服應運而生，顧名思義，半硬質防刺服有一定的柔軟度，它多數是由幾種材料復合而成，其中也夾雜了金屬片或是鋼絲圈，這類防刺服相較從前大大提高了人們穿著的舒適性及靈活性。但是依然厚重、穿著不舒適、剛性太高。

因此，將“以柔克剛”的思維轉嫁到防刺服的制備中，使防刺服朝向輕質化、舒適化以及安全化發展顯得尤為重要。

發明內容

本發明所要解決的技術問題：針對現有的防護材料厚重、穿著不舒適、剛性太高的問題，提供了一種軟質防護材料的制備方法。

為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是：

一種軟質防護材料的制備方法，其特征在于，具體制備步驟為：

（1）將四氯化硅、氫氣、氧氣置于預處理爆炸管內引爆，靜置1~2h后打開氣閥排出氣體，打開爆炸管收集管內爆燃產物，水洗干燥得氣相二氧化硅；

（2）取聚乙二醇200裝入燒瓶中，在70~80℃恒溫油浴下攪拌10~15min，再加入氣相二氧化硅，持續攪拌1~2h后置于超聲波清洗器上進行震蕩至澄清無氣泡，再在真空干燥箱中真空脫泡，得剪切增稠液體；

（3）取剪切增稠液體與無水乙醇混合均勻，得浸漬液；

（4）將芳綸平紋織物浸漬在浸漬液中5~8min后取出，用雙輥機去除纖維織物上多余的液體，再晾至無液體滴下后置于鼓風干燥箱中干燥3~5h，得軟質防護材料。

步驟（1）所述四氯化硅、氫氣、氧氣的重量份為17~34份四氯化硅，0.8~1.6份氫氣，3.2~6.4份氧氣。

步驟（1）所述預處理爆炸管為經真空泵抽真空至10~100Pa的爆炸管。

步驟（1）所述爆炸過程為從注射口將四氯化硅注入爆炸管內，以10~20℃/min加熱至120~150℃，再依次通入氫氣、氧氣，靜置5~10min后用起爆器引爆。

步驟（2）所述聚乙二醇200與氣相二氧化硅的質量比為2.5：1~10：1。

步驟（3）所述剪切增稠液體與無水乙醇的質量比為1：1。

本發明與其他方法相比，有益技術效果是：

（1）本發明以氫氣和氧氣的混合氣體為爆源，四氯化硅為前驅體進行氣相爆轟合成純度高、分散性較好、顆粒形狀為標準球形的氣相二氧化硅，將氣相二氧化硅分散于極性分散介質中，通過其表面留有的許多羥基和硅氧基的氫鍵作用，使二氧化硅粒子與液體分子連接起來，形成了三維網絡結構，體系的粘度因此增加，增稠性能得到提高，當體系受到外力作用時，氫鍵被破壞，空間網絡結構也被破壞，分散體系的粘度下降，當外力撤銷時，網絡結構再次自主生成，體系的粘度亦恢復；