高強度防彈熱塑性尼龍復合板材及其制造方法技術

高強度防彈熱塑性尼龍復合板材及其制造方法，所述復合板材由表層及夾設于表層之間的防彈層和/或緩沖層形成的一個或幾個單元組成；所述復合板材最外層的表層為連續玻纖增強尼龍板；當所述復合板材為多單元復合而成時，單元之間的表層為連續玻纖增強尼龍板或連續玻纖增強聚丙烯板。所述制造方法采用多層噴膠，加熱模壓成型，具體工藝過程為：將各片材分別進行預熱，然后在預熱好的材料表面噴膠，再將噴膠后的各層材料進行疊層組合，放入模具中加熱，保溫加壓，保溫保壓模壓成型，冷卻，即成。經檢測，本發明專利技術復合板材具有高強度、高模量、高抗沖、防彈性和熱塑性好的特點，成本僅85元/kg；可任意機加工，用于車輛箱體或防彈墻體材料等。

【技術實現步驟摘要】
高強度防彈熱塑性尼龍復合板材及其制造方法
本專利技術涉及一種尼龍復合板材及其制造方法，具體涉及一種高強度防彈熱塑性尼龍復合板材及其制造方法。
技術介紹
上世紀七十年代，美國杜邦公司率先開發出對苯二甲對苯二胺（PPTA）命名為Kavlar，這種芳香族聚酰胺具有耐高溫、高強度、高模量等特點，通過紡絲制成高強度高模量纖維用于防彈衣。隨著加工應用技術的發展，PPTA的用途不斷擴大，各種芳綸復合材料問世，這種復合材料具有高強度、高模量、耐高溫的特性，但價格昂貴，僅限于軍工、航空尖端裝備領域的應用。上世紀九十年代，超高分子量聚乙烯纖維一問世便得到廣泛關注，超高分子量聚乙烯纖維具有高強度、高沖擊性能，其價格比芳綸略低，已廣泛用于高強繩索、防彈衣。近年來，業內圍繞芳綸及超高分子量聚乙烯纖維應用開展了大量研究，充分利用其高強度高模量特性，開發多種芳綸及超高分子量聚乙烯纖維復合材料，以拓展其應用領域。現有技術中，大致分為金屬、陶瓷基芳綸復合材料，金屬、陶瓷基超高分子量聚乙烯纖維復合材料，環氧樹脂基芳綸復合材料，熱塑性樹脂基芳綸復合材料，熱塑性樹脂基超高分子量聚乙烯纖維復合材料等。CN2847208Y公開了一種金屬、陶瓷/芳綸復合板材具有較好的防彈效果。CN10324386A公開了一種防彈復合板材，采用芳綸等防彈纖維/無極陶瓷基金屬復合做防彈層，用氣體或液態做中間緩沖隔離層，經組合加工成防彈復合材料。CN101856871A公開了一種用合成樹脂與芳綸、超高分子量聚乙烯纖維復合制備防彈材料。CN2066825U公開了一種金屬板/纖維增強樹脂/金屬網/硬質填料/樹脂復合板材。CN101400964A公開了一種木板做表層，芳綸布做防彈層，聚丙烯樹脂為底層的復合板，該板材具有防爆作用。上述專利技術中，使用金屬、陶瓷材料做基料，雖具有較高的強度與剛性，但金屬、陶瓷比重大，導致所制備的復合材料重量大，攜帶或安裝不便，特別是金屬、陶瓷與芳綸、超高分子量聚乙烯纖維織物不相容，不能融為一體，至多也只是形成一種組合體，所以，不適合制造大型板材或制件，另外，這種組合物回收困難；而采用普通的玻纖增強熱塑性材料或未經增強的合成樹脂與芳綸或超高分子量聚乙烯纖維復合材料時，其強度不高，不適合制造大型板材；采用熱固性樹脂與芳綸復合制備的材料雖具很高的強度，但芳綸用量大，復合材料的成本太高，且不可回收利用。
技術實現思路
本專利技術所要解決的技術問題是，克服現有技術存在的上述缺陷，提供一種具有高強度、高模量、高抗沖性、重量輕、成本低、可回收的高強度防彈熱塑性尼龍復合板材。本專利技術進一步要解決的技術問題是，克服現有技術存在的上述缺陷，提供一種高強度防彈熱塑性尼龍復合板材的制造方法。本專利技術解決其技術問題所采用的技術方案如下：一種高強度防彈熱塑性尼龍復合板材，由表層及夾設于表層之間的防彈層和/或緩沖層形成的一個或幾個單元組成；所述復合板材最外層的表層為連續玻纖增強尼龍板；當所述復合板材為多單元復合而成時，單元之間的表層為連續玻纖增強尼龍板或連續玻纖增強聚丙烯板。所述連續玻纖增強尼龍板具有高強度、高模量、高抗沖性，比重輕、耐腐蝕、耐老化、耐高溫、耐低溫性，可機加工組裝等特點，比強度超過鋼材，是鋼板理想的替代材料；所述連續玻纖增強聚丙烯板具有比重輕（是鋼材的1/6）、機械強度抗沖擊強度高等特點。兩種復合板材還具有可任意機加工性、可噴涂性與可回收性，更重要的是兩種板材均具有很好的防彈特性。進一步，所述復合板材各組分的重量份組成為：表層32～50份，防彈層0.4～1.5份，緩沖層2～3份。進一步，所述連續玻纖增強尼龍板和連續玻纖增強聚丙烯板的玻纖含量為50～70%（優選55～65%），厚度為4～12mm（優選5～10mm）。由于復合板材模壓成型時的加熱溫度不足以使板材中的樹脂完全熔融，因此，在制造同樣厚度的復合板材時，若尼龍、聚丙烯板厚度過小，層間的粘結力小，最終影響產品強度，同時，增加用膠量，增加制造成本；若尼龍、聚丙烯板厚度過大，模壓加熱時間長，可能導致材料發生熱降解，從而影響產品性能，因此，選擇合適厚度的基材是制造高性能復合板材的基礎。進一步，所述防彈層為芳綸布和/或超高分子量聚乙烯纖維布，所述緩沖層為聚乙烯醇縮丁醛片材；所述防彈層和/或緩沖層由單層或多層交錯設置。芳綸布和超高分子量聚乙烯纖維布是業已證實防彈性最好的材料，在復合材料中使用少量的防彈材料就能有效地提高其防彈性能；所述聚乙烯醇縮丁醛具有極高的吸能與隔熱特性，聚乙烯醇縮丁醛作為多層復合材料的夾層材料，提供優異的吸能作用，有效提高復合板材的防彈抗沖擊性能。進一步，所述芳綸布為平紋布或無緯布，優選無緯布，密度為300～500g/m2（優選350～450g/m2），所述超高分子量聚乙烯纖維布為平紋布或無緯布，優選無緯布，密度為400～600g/m2。若采用的芳綸布或超高分子量聚乙烯纖維布過厚（即纖維布的密度過大），由于這兩種防彈材料與尼龍及聚丙烯之間不能完全熔融粘結，在一定程度上會影響與樹脂間的粘結力，同時，由于防彈布價格高，將提高復合板材的成本；若纖維布過薄，會影響產品的防彈性能，因此，選擇合適尺寸的防彈布十分重要。進一步，所述聚乙烯醇縮丁醛片材的厚度為0.5～2.0mm（優選0.8～1.0mm）。聚乙烯醇縮丁醛片材的厚度太薄時，其緩沖效果差，太厚時，在模壓加熱過程中可能產生部分熔融流淌。進一步，所述復合板材的組合包括：A、連續玻纖增強尼龍板/芳綸布/聚乙烯醇縮丁醛片材/連續玻纖增強尼龍板；B、連續玻纖增強尼龍板/芳綸布/聚乙烯醇縮丁醛片材/超高分子量聚乙烯纖維布/連續玻纖增強尼龍板；C、連續玻纖增強尼龍板/芳綸布/連續玻纖增強尼龍板/聚乙烯醇縮丁醛片材/連續玻纖增強尼龍板；D、連續玻纖增強尼龍板/芳綸布/聚乙烯醇縮丁醛片材/連續玻纖增強尼龍板/超高分子量聚乙烯纖維布/連續玻纖增強尼龍板；E、連續玻纖增強尼龍板/芳綸布/連續玻纖增強聚丙烯板/聚乙烯醇縮丁醛片材/連續玻纖增強尼龍板；F、連續玻纖增強尼龍板/芳綸布/連續玻纖增強聚丙烯板/超高分子量聚乙烯纖維布/聚乙烯醇縮丁醛片材/連續玻纖增強尼龍板；G、連續玻纖增強尼龍板/芳綸布/連續玻纖增強聚丙烯板/聚乙烯醇縮丁醛片材/超高分子量聚乙烯纖維布/連續玻纖增強尼龍板；H、連續玻纖增強尼龍板/芳綸布/連續玻纖增強尼龍板/超高分子量聚乙烯纖維布/聚乙烯醇縮丁醛片材/連續玻纖增強尼龍板；I、連續玻纖增強尼龍板/芳綸布/連續玻纖增強尼龍板/聚乙烯醇縮丁醛片材/超高分子量聚乙烯纖維布/連續玻纖增強尼龍板；或J、連續玻纖增強尼龍板/超高分子量聚乙烯纖維布/聚乙烯醇縮丁醛片材/連續玻纖增強尼龍板。本專利技術所述復合板材可根據用途不同，通過基材厚度或組合的調整，控制成品厚度為10～30mm。本專利技術進一步解決其技術問題所采用的技術方案如下：一種高強度防彈熱塑性尼龍復合板材的制造方法，采用多層噴膠，加熱模壓成型，具體工藝過程為：將各片材分別進行預熱，然后在預熱好的材料表面噴膠，再將噴膠后的各層材料進行疊層組合，放入模具中加熱，保溫加壓，保溫保壓模壓成型，冷卻，即成。進一步，所述預熱的工藝條件為：連續玻纖增強尼龍板的預熱溫度為160～210℃（優選180～200℃），時間為0.5～1.0h；本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種高強度防彈熱塑性尼龍復合板材，其特征在于：由表層及夾設于表層之間的防彈層和/或緩沖層形成的一個或幾個單元組成；所述復合板材最外層的表層為連續玻纖增強尼龍板；當所述復合板材為多單元復合而成時，單元之間的表層為連續玻纖增強尼龍板或連續玻纖增強聚丙烯板。

【技術特征摘要】
1.一種高強度防彈熱塑性尼龍復合板材，其特征在于：由表層及夾設于表層之間的防彈層和緩沖層形成的一個或幾個單元組成；所述復合板材最外層的表層為連續玻纖增強尼龍板；當所述復合板材為多單元復合而成時，單元之間的表層為連續玻纖增強尼龍板或連續玻纖增強聚丙烯板；所述復合板材各組分的重量份組成為：表層32～50份，防彈層0.4～1.5份，緩沖層2～3份；所述連續玻纖增強尼龍板和連續玻纖增強聚丙烯板的玻纖含量為50～70%，厚度為4～12mm；所述防彈層為芳綸布和/或超高分子量聚乙烯纖維布，所述芳綸布為平紋布或無緯布，密度為300～500g/m2，所述超高分子量聚乙烯纖維布為平紋布或無緯布，密度為400～600g/m2；所述緩沖層為聚乙烯醇縮丁醛片材，厚度為0.5～2.0mm。2.根據權利要求1所述高強度防彈熱塑性尼龍復合板材，其特征在于：所述防彈層和緩沖層由單層或多層交錯設置。3.根據權利要求1或2所述高強度防彈熱塑性尼龍復合板材，其特征在于：所述復合板材的組合包括：A、連續玻纖增強尼龍板/芳綸布/聚乙烯醇縮丁醛片材/連續玻纖增強尼龍板；B、連續玻纖增強尼龍板/芳綸布/聚乙烯醇縮丁醛片材/超高分子量聚乙烯纖維布/連續玻纖增強尼龍板；C、連續玻纖增強尼龍板/芳綸布/連續玻纖增強尼龍板/聚乙烯醇縮丁醛片材/連續玻纖增強尼龍板；D、連續玻纖增強尼龍板/芳綸布/聚乙烯醇縮丁醛片材/連續玻纖增強尼龍板/超高分子量聚乙烯纖維布/連續玻纖增強尼龍板；E、連續玻纖增強尼龍板/芳綸布/連續玻纖增強聚丙烯板/聚乙烯醇縮丁醛片材/連續玻纖增強尼龍板；F、連續玻纖增強尼龍板/芳綸布/連續玻纖增強聚丙烯板/超高分子量聚乙烯纖維布/聚乙烯...

【專利技術屬性】
技術研發人員：陳如意，劉軍，
申請(專利權)人：長沙五犇新材料科技有限公司，
類型：發明
國別省市：湖南;43