[發明專利]一種石墨烯改性樹脂基防彈復合材料的制備方法

在審

• 申請號: 201810174732.0
• 申請日: 2018-03-02
• 公開（公告）號: CN108440941A
• 公開（公告）日: 2018-08-24
• 發明（設計）人: 包建軍;郭振勤;譚健
• 申請（專利權）人: 江蘇領瑞新材料科技有限公司
• 主分類號: C08L75/04
• 分類號: C08L75/04;C08L23/06;C08K9/04;C08K3/04;C08J5/04
• 代理公司: 常州佰業騰飛專利代理事務所(普通合伙) 32231
• 代理人: 黃杭飛

本發明涉及防彈材料制備技術領域，尤其是一種石墨烯改性樹脂基防彈復合材料的制備方法，包括以下步驟：S1、將石墨烯預處理，使其表面具有活性官能團；S2、將石墨烯和膠黏劑充分混合，使其均勻分布在樹脂中，形成石墨烯改性樹脂膠黏劑；S3、將石墨烯改性樹脂膠黏劑置于膠槽中，將增強體超高分子量聚乙烯纖維(UHMWPE)于連續線上均勻鋪展，設置牽引速度1?3m/min，在嚴格控制的條件下經過樹脂浸漬；S4、之后在55?70℃下烘干，干燥8?10min，即可制得。本發明添加石墨烯于基體膠黏劑中，從而大大改善復合材料整體的防彈性能。

技術領域

本發明涉及防彈材料制備技術領域，尤其涉及一種石墨烯改性樹脂基防彈復合材料的制備方法。

背景技術

超高分子量聚乙烯纖維(UHMWPE)防彈復合材料是由UHMWPE纖維浸漬樹脂，在嚴格控制膠含量的條件下通過均勻、平行、挺直排列，干燥后制得的。其中樹脂基體一般包括聚乙烯、聚丙烯、乙烯基共聚物、丙烯共聚物、環氧樹脂、酚醛樹脂、聚氨酯、不飽和聚酯等等。這些低模量的彈性體包覆在每一根纖維上，除了可固定纖維外，還可以提高復合材料的防彈、抗沖擊性能。

然而這種復合無緯布，由于基體樹脂膠黏劑自身的缺點，使得復合材料的綜合性能受到影響，體現在耐熱性差，綜合機械強度不高，抗蠕變性能小，由其制成的UHMWPE纖維復合材料，不能有效的抵抗子彈的沖擊力，只能通過增加層數或重量來達到防御效果，質地偏硬，舒適度較差，降低了實用性。因此，如何改變UHMWPE防彈復合材料的耐熱性，使其在同等層數的前提下具有更高的抗子彈沖擊性能，使其不斷向輕量化發展已經成為防彈材料研究的必然趨勢。

發明內容

本發明的目的是為了解決現有技術中存在的缺點，而提出的一種石墨烯改性樹脂基防彈復合材料的制備方法。

為了實現上述目的，本發明采用了如下技術方案：

設計一種石墨烯改性樹脂基防彈復合材料的制備方法，包括以下步驟：

S1、將石墨烯預處理，使其表面具有活性官能團；

S2、將石墨烯和膠黏劑充分混合，使其均勻分布在樹脂中，形成石墨烯改性樹脂膠黏劑；

S3、將石墨烯改性樹脂膠黏劑置于膠槽中，將增強體超高分子量聚乙烯纖維(UHMWPE)于連續線上均勻鋪展，設置牽引速度1-3m/min，在嚴格控制的條件下經過樹脂浸漬；

S4、之后在55-70℃下烘干，干燥8-10min，即可制得。

優選的，S1中預處理包括：將石墨烯粉末在超聲作用下分散在乙醇溶劑中，石墨烯粉末:乙醇＝1:5，偶聯劑按照在溶劑中質量濃度為1g-10g/100ml的比例配置偶聯劑溶液，然后將直徑為0.1μm-300μm，厚度為0.5nm-5nm的石墨烯置于偶聯劑溶液中進行偶聯處理，在攪拌下加熱回流反應，得到偶聯后的石墨烯。

優選的，選用有機鉻絡合物、烷烴類、鈦酸酯類偶聯劑作為偶聯劑。

優選的，S2中具體步驟如下：

A1、制備分散劑樹脂：選用N-甲基吡咯烷酮(NMP)作為分散劑，按照分散劑:樹脂＝1-10:100-90的重量比例將分散劑和樹脂在高速攪拌條件下混合，室溫下，轉速3000-4000r/min，接循環冷凝水，混合均勻后制得分散劑樹脂；

A2、制備石墨烯改性樹脂：在偶聯后的石墨烯與分散劑樹脂混合，在70-90℃攪拌1-2h，混合均勻后制得石墨烯改性樹脂膠黏劑。

優選的，S2中所述的分散劑為N-甲基吡咯烷酮(NMP)，樹脂為：聚氨酯、環氧樹脂、酚醛樹脂、聚丙烯酸酯或聚甲基丙烯酸酯。

優選的，S2中樹脂為水性聚氨酯膠黏劑。