[發明專利]一種改性水性聚氨酯彈性體樹脂部分浸滲芳綸材料預浸料

在審

• 申請號: 201910001612.5
• 申請日: 2019-01-02
• 公開（公告）號: CN109667152A
• 公開（公告）日: 2019-04-23
• 發明（設計）人: 劉勝;張艷朋;高虹;王成;馬寶柱;任洪利;孫向玲;李臘梅
• 申請（專利權）人: 北京普凡防護科技有限公司
• 主分類號: D06M15/564
• 分類號: D06M15/564;D06M13/11;D06M13/358;D06M101/36
• 代理公司: 北京挺立專利事務所(普通合伙) 11265
• 代理人: 葉樹明

一種改性水性聚氨酯彈性體樹脂部分浸滲芳綸材料預浸料，包括：交聯劑、改性劑、水性聚氨酯、芳綸纖維；利用所述交聯劑，與所述水性聚氨酯中的羥基和羧基反應，將熱塑性的水性聚氨酯彈性體變成熱固性水性聚氨酯彈性體；再加入改性劑后，得到改性水性聚氨酯；對于所述芳綸纖維，使用滾筒纏繞機，通過張力的控制及水性聚氨酯的粘度控制，調節水性聚氨酯對芳綸纖維的浸潤性，再通過調整刮刀的高度，來控制水性聚氨酯的含量；該發明的成品柔韌性好，使用方便，采用該預浸料制備的芳綸抗彈復合材料制品韌性好、質量輕、防彈性能優異，適用于人體防護及裝甲防護領域，同時大大降低了對生態環境的破壞。

技術領域

本發明屬于裝甲防護材料技術領域，涉及部分浸滲預浸料以及相、復合材料以及人體防護技術，尤其是一種改性水性聚氨酯彈性體樹脂部分浸滲芳綸材料預浸料。

背景技術

在人體防護領域，特別是防彈頭盔，對抗彈性能要求高，并且對受彈體沖擊后的鼓包也有很高的要求，沖擊后較大的鼓包對佩戴者頭部依然會造成較大的傷害，因此，需要使用兼具防護功能和結構強度的高性能纖維復合材料，以確保具有很好的抗彈性能，同時滿足受彈體沖擊后鼓包的要求；

芳綸纖維具有高強度、高模量等特點，因此高性能纖維防彈復合材料多采用芳綸纖維為增強體。聚氨酯樹脂具有優異的柔韌性、耐低溫性能、力學性能，是理想的熱塑性基體樹脂。但聚氨酯樹脂也存在耐高溫性能差、需要較低溫度出模等缺點，因此對聚氨酯樹脂進行耐高溫改性非常重要，通過使用交聯劑交聯聚氨酯分子鏈中的羧基、羥基，使熱塑性的聚氨酯彈性體，變成熱固性的聚氨酯彈性體，改善其耐溫性能和工藝性能；對水性聚氨酯改性的研究很多，但針對防彈復合材料特別是頭盔用防彈復合材料的改性研究卻很少。

部分浸滲預浸料作為一種特殊的預浸料，與普通預浸料的主要不同是固化階段前，部分纖維保持干的和未浸漬的狀態；目前對于部分預浸料的研究和應用很少，例如：

1、公開號為CN101492573A真空成型大型制品用預浸料的專利，涉及熱固性樹脂體系的不完全預浸料，但非防彈用，不能應用在防護頭盔等制造領域；

2、公開號為CN102909920A一種改性酚醛樹脂半浸滲芳綸纖維預浸料的專利，基體樹脂都為改性的熱固性脆性酚醛樹脂，其缺點在于，抗彈性能不佳，防護效果有效，而且除了防護效果有待提高外，上述發明使用酒精、丙酮、乙酸乙酯等溶劑，涂布過程中直接排放，對環境造成污染。

發明內容

本發明的目的是，提供一種改性水性聚氨酯彈性體樹脂部分浸滲芳綸材料預浸料，在增加了防護性能的同時，大大增強了材料整體的各項性能，同時還克服環境污染問題，實現了清潔生產。

一種改性水性聚氨酯彈性體樹脂部分浸滲芳綸材料預浸料，包括：交聯劑、改性劑、水性聚氨酯、芳綸纖維；利用所述交聯劑，與所述水性聚氨酯中的羥基和羧基反應，將熱塑性的水性聚氨酯彈性體變成熱固性水性聚氨酯彈性體；再加入改性劑后，得到改性水性聚氨酯；

進一步的，對于所述芳綸纖維，使用滾筒纏繞機，通過張力的控制及水性聚氨酯的粘度控制，調節水性聚氨酯對芳綸纖維的浸潤性，再通過調整刮刀的高度，來控制水性聚氨酯的含量；

進一步的，通過對所述滾筒纏繞機的機速、烘箱溫度的梯度以及風速控制，進一步調整水性聚氨酯部分浸漬芳綸材料；

作為一種舉例說明，所述改性水性聚氨酯所用改性劑的質量百分比介于5％～15％之間；

作為一種優選舉例說明，所述改性劑選自新戊二醇二縮水甘油醚、丙三醇三縮水甘油醚、季戊四醇四縮水甘油醚和異氰尿酸三縮水甘油酯中的一種或其組合；

進一步的，一種改性水性聚氨酯彈性體樹脂部分浸滲芳綸材料預浸料中，所述改性水性聚氨酯浸漬部分芳綸纖維，浸漬率介于20％～ 50％之間；

作為一種舉例說明，所述改性水性聚氨酯浸漬部分芳綸纖維，浸漬率優選范圍介于30％～40％之間；