[發(fā)明專利]一種超高分子量聚乙烯纖維防彈復合材料及制備方法

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• 申請日: 2017-12-19
• 公開（公告）號: CN108316016A
• 公開（公告）日: 2018-07-24
• 發(fā)明（設計）人: 劉國權(quán);馬棟良;楊大峰;查呂應;陳昌兵;郭良;魏亞星;畢利春;劉炳琪;周融;胡寧靜
• 申請（專利權(quán)）人: 中國人民解放軍61489部隊
• 主分類號: D06M15/233
• 分類號: D06M15/233;D06M15/227;D06M101/20
• 代理公司: 洛陽市凱旋專利事務所 41112
• 代理人: 陸君

1.一種超高分子量聚乙烯纖維防彈復合材料，其特征在于：由改性聚苯乙烯樹脂與超高分子量聚乙烯UHMWPE纖維復合而成，所述改性聚苯乙烯樹脂是由高柔韌性、彈性、填料相容性的乙烯-醋酸乙烯共聚物EVA對聚苯乙烯樹脂進行改性而制成；所述聚苯乙烯樹脂的單體苯乙烯自由基，通過聚合而得到的聚合物是無色、透明的，具有高剛性，并能改善改性樹脂對纖維的浸潤性。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超高分子量聚乙烯纖維防彈復合材料，其特征在于：所述的改性聚苯乙烯樹脂由乙烯醋酸乙烯共聚物EVA、的苯乙烯ST、偶氮二異丁腈AIBN、三烯丙基異氰脲酸酯TAIC和無水硫酸鈉按照質(zhì)量分數(shù)45%、32%、12%、6%、5%的比例混合改性而成。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超高分子量聚乙烯纖維防彈復合材料，其特征在于：所述的UHMWPE纖維為防護材料，其分子鏈上為無不飽和基團的纖維，對酸、堿和有機溶劑有很強的抗腐蝕性，并且耐光、熱、老化性能優(yōu)良，比強度和模量都很高，且能量吸收性和耐磨損性好。

4.一種超高分子量聚乙烯纖維防彈復合材料的制備方法，其特征在于：由改性聚苯乙烯樹脂與超高分子量聚乙烯UHMWPE纖維復合而成，其具體步驟如下：

（1）準備工作，根據(jù)需要準備適當尺寸平板玻璃，并用壁紙刀對超高分子量聚乙烯UHMWPE纖維進行割裁，之后放置在50℃烘箱中十分鐘以減少纖維中的水分；

添加設定比例的交聯(lián)劑的改性聚苯乙烯彈性體預聚體待用，樹脂體系是將樹脂基體和交聯(lián)劑按照95:5的比例進行配制；樹脂需現(xiàn)配，以防樹脂基體粘度增大不易于成型加工；最后準備含氟脫模布、導流網(wǎng)、真空袋、帶孔脫模薄膜；

（2）樹脂體系即改性聚苯乙烯樹脂的制備，由高柔韌性、彈性、填料相容性的乙烯-醋酸乙烯共聚物EVA顆粒對聚苯乙烯樹脂進行改性而制成；采用的聚苯乙烯樹脂的單體苯乙烯自由基是聚合而成得到的聚合物，無色、透明，具有高剛性，并能改善改性樹脂對纖維的浸潤性；

具體的方法是乙烯-醋酸乙烯共聚物EVA顆粒與聚苯乙烯樹脂混合，通過機械攪拌制成混合溶液，再加入偶氮二異丁腈AIBN、三烯丙基異氰脲酸酯TAIC和無水硫酸鈉，其中乙烯醋酸乙烯共聚物EVA、的苯乙烯ST、偶氮二異丁腈AIBN、三烯丙基異氰脲酸酯TAIC和無水硫酸鈉，按照質(zhì)量分數(shù)45%、32%、12%、6%、5%的比例混合改性而成；

（3）制備，超高分子量聚乙烯UHMWPE纖維在改性聚苯乙烯彈性體中充分浸漬后，放置在平板模具上，用真空袋整體密封；

平板模具采用玻璃板，首先玻璃板用丙酮清洗干凈，待其表面風干，在玻璃板周邊適合的位置貼黑色密封膠，之后順序鋪層，由下至上依次是底層的導流網(wǎng)、帶孔脫模薄膜、含氟脫模布、UHMWPE纖維、含氟脫模布、帶孔脫模薄膜、頂層的導流網(wǎng)；根據(jù)試樣大小安放真空管，最后用真空袋把整個體系密封好；真空泵抽真空達到0.08MPa±0.01；鋪層順序決定著柔性復合材料的表面光潔度和制品質(zhì)量；

其中在第二步驟中鋪層的同時，用刮板把超高分子量聚乙烯UHMWPE纖維用樹脂浸潤完全后，真空泵抽真空，真空度達到-0.08MPa±0.01；按照梯度固化的方式固化完全后脫模，得到制品；

其中改性聚苯乙烯彈性體的質(zhì)量分數(shù)為40份，超高分子量聚乙烯纖維織物的質(zhì)量分數(shù)為60份；

將制品繼續(xù)按上述比例鋪層后放入烘箱，將烘箱溫度采用梯度升溫的方式，固化溫度為100℃/4h+120℃/4h，使得改性聚苯乙烯彈性體充分固化，冷卻后得到柔性復合材料。