[發明專利]一種自修復防彈無緯布及其制備方法

在審

• 申請號: 202210173535.3
• 申請日: 2022-02-24
• 公開（公告）號: CN114773705A
• 公開（公告）日: 2022-07-22
• 發明（設計）人: 汪民;向萌;魯彤;李桂林
• 申請（專利權）人: 江蘇東潤安全科技有限公司
• 主分類號: C08L23/06
• 分類號: C08L23/06;C08L61/24;C08L63/00;C08L1/02;C08G59/50;B32B5/02;B32B5/26;B32B7/12;B32B37/12;B32B37/06;B32B37/10;F41H1/02
• 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: 馬曉敏

本發明涉及一種自修復防彈無緯布及其制備方法，包括超高分子量聚乙烯纖維作為骨架，還包括填充樹脂，所述填充樹脂填充在所述骨架中；所述填充樹脂中包括基體樹脂和均勻分散在所述基體樹脂中的自修復成分，所述自修復成分為負載有固化劑的纖維素，所述固化劑負載于所述纖維素的孔道結構中；將所述超高分子量聚乙烯纖維與所述填充樹脂進行熱壓制得自修復防彈無緯布；多層自修復防彈無緯布熱壓可制成防彈衣材料。本發明的自修復防彈無緯布具有多次修復功能，且自修復后的防彈性能較好。

技術領域

本發明涉及高分子材料技術領域，具體涉及一種自修復防彈無緯布及其制備方法。

背景技術

防彈無緯布是制備防彈制品的主要材料之一，一般由超高分子量聚乙烯纖維和樹脂構成。防彈無緯布的防彈作用主要表現在通過防彈材料消耗釋放彈頭的動能并將彈體碎裂后形成的破片彈開。理論上作用機理為：子彈擊中織物材料后會在彈著點區域產生徑向振動波，并通過材料沿著纖維軸向高速擴散，當振動波到達纖維交織點時，一部分波將沿著原先的纖維傳遞到交織點的另一邊，再一部分轉移到與之交織的纖維內部，還有一部分沿著原先的纖維反射回去并形成反射波。無緯布的基體材料超高分子量聚乙烯纖維為具有較多交織點的機織物，受彈擊后，子彈動能可通過交織點上的纖維相互作用得以傳遞，從而使得子彈或彈片的沖擊力能在較大區域內吸收，產生較好的防彈作用。在受子彈沖擊時，無緯布的纖維會迅速把子彈的沖擊波能量沿纖維軸向擴展開，樹脂的變形可吸收一部分子彈的沖擊波，且無緯布層間的樹脂會使子彈沖擊波沿防彈制品厚度方向傳遞。因此，防彈無緯布在防彈時，不僅需要高強度的超高分子量聚乙烯纖維，也需要高強度的樹脂以及能傳遞子彈沖擊波的介質。

然而，現有技術中的防彈無緯布也有其固有的缺點，例如沖擊韌性不佳，不具備自修復功能，當受到的外部撞擊力時，防彈無緯布容易出現開裂，一旦當其表面或內部產生裂紋，裂紋在應力作用下會慢慢擴展，導致無緯布內部裂紋的產生，最終導致無緯布材料整體的破裂失效。

因此，急需開發一種具有自修復功能的防彈無緯布。

發明內容

為了解決無緯布出現破損時難以修復或修復成本高的技術問題，而提供一種自修復防彈無緯布及其制備方法。本發明的防彈無緯布具有自修復功能。

一種自修復防彈無緯布，包括超高分子量聚乙烯纖維作為骨架，還包括填充樹脂，所述填充樹脂填充在所述骨架中；

所述填充樹脂中包括基體樹脂和均勻分散在所述基體樹脂中的自修復成分，所述自修復成分為負載有固化劑的纖維素，所述固化劑負載于所述纖維素的孔道結構中。

進一步地，所述填充樹脂占所述自修復防彈無緯布重量的5-30％，優選為 15-25％。當無緯布中樹脂含量在15-25％時，樹脂能夠較好地披覆UHMWPE纖維并填充與纖維中，由于實際防彈無緯布制品是將多層填充了樹脂后的 UHMWPE纖維按角度進行層間復合，填充樹脂同時起到膠黏劑的作用，在該樹脂含量范圍內層間黏合較好，層與層之間的強度較高，在受到子彈沖擊時纖維和樹脂協同作用較好，整體防彈能力較高；而當樹脂含量低于15％時，樹脂不能很好地披覆纖維，層間黏合較差，束縛力過小，在受到子彈沖擊時纖維易被子彈擠向兩邊，子彈從纖維孔隙穿過并分層，防彈性能較差；而當樹脂含量高于25％時，較高的樹脂含量束縛了UHMWPE纖維拉伸性能的發揮，且纖維層間剝離強度過大，當受到子彈沖擊時纖維會大量剪切斷裂，從而降低防彈性能。

進一步地，所述超高分子量聚乙烯纖維的分子量高于100萬；所述基體樹脂為環氧樹脂-脲醛樹脂；所述纖維素為絲瓜絡纖維粉，粒徑范圍50μm-2mm；所述固化劑為脂肪族多元胺，如乙二胺、三乙胺、三乙醇胺、二乙烯三胺、多乙烯多胺等。

再進一步地，所述環氧樹脂-脲醛樹脂中環氧樹脂占10-20wt％，所述自修復成分在所述填充樹脂中占5-10wt％。

進一步地，所述填充樹脂的制備方法包括如下步驟：