【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及防彈衣材料，尤其是涉及一種硬質(zhì)防彈板及其制備方法和應(yīng)用。
技術(shù)介紹
1、防彈插板是可插入防彈衣預(yù)置口袋內(nèi)、可用于增強防彈衣局部防彈性能且能提高防彈衣防彈等級的附件，被廣泛應(yīng)用于軍事、航天、特種材料等領(lǐng)域。單兵防彈插板的主體防彈材料是陶瓷和硬質(zhì)聚乙烯(pe)防彈層，其中硬質(zhì)pe防彈層的制備方法是先通過將超高分子量聚乙烯(uhmwpe)纖維與水性聚氨酯(wpu)膠粘劑復(fù)合制成單向無緯(ud)布，再將ud布在熱壓機下進行高溫高壓加工制得。
2、然而，聚氨酯膠粘劑是通過范德華力將聚乙烯纖維粘接在一起，因此纖維-纖維和ud布-ud布之間的粘接力并不強。此外，聚氨酯的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度一般在-40℃，在高溫下會軟化，導(dǎo)致粘接能力失效，使ud布喪失原有的防彈性能。因此，提高膠粘劑的粘結(jié)性和耐高低溫性，是提高防彈插板防彈性能的有效途徑。
3、現(xiàn)有提高膠粘劑粘接性和耐高低溫的方法通常是在聚氨酯分子鏈中引入聚烯烴鏈段、加入偶聯(lián)劑提高交聯(lián)度、使用油性的苯乙烯-丁二烯-苯乙烯膠粘劑代替水性聚氨酯、加入丙烯酸或vae等乳液進行改性；然而，這些方法仍然是通過范德華力實現(xiàn)纖維之間的粘接，無法從根本上改變纖維之間的作用力，并且很難同時兼具耐高溫和耐低溫性。
4、鑒于此，特提出本專利技術(shù)。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、本專利技術(shù)的目的在于提供一種硬質(zhì)防彈板及其制備方法和應(yīng)用，通過提高膠粘劑的粘結(jié)性和耐高低溫性，進而提高硬質(zhì)防彈板的防彈性能。
2、本專利技術(shù)提供一種硬質(zhì)
3、s1：將聚乙烯醇縮丁醛溶液、二乙烯基單體和過氧化引發(fā)劑攪拌混勻，制得膠粘劑溶液；
4、s2：將膠粘劑溶液置于大滾筒機的膠槽中，使單卷超高分子量聚乙烯纖維經(jīng)過膠槽中的膠粘劑溶液并平行纏繞在大滾筒機的大滾筒上，纏繞完畢后風(fēng)干，制得單向無緯布(簡稱ud布)；
5、s3：將單向無緯布調(diào)轉(zhuǎn)90°后包裹在大滾筒機的大滾筒上，使單卷超高分子量聚乙烯纖維經(jīng)過膠槽中的膠粘劑溶液并平行纏繞在大滾筒上的單向無緯布上，纏繞完畢后風(fēng)干，制得二層單向無緯布(簡稱2ud布)；
6、s4：對二層單向無緯布進行真空熱壓，制得硬質(zhì)防彈板。
7、步驟s1中，聚乙烯醇縮丁醛溶液、二乙烯基單體和過氧化引發(fā)劑之間的質(zhì)量比為100：(3-13)：(0.13-0.78)；聚乙烯醇縮丁醛溶液可以是聚乙烯醇縮丁醛的乙醇溶液，聚乙烯醇縮丁醛溶液中聚乙烯醇縮丁醛的質(zhì)量含量為10-15％；二乙烯基單體為乙二醇二甲基丙烯酸酯或二乙烯基苯；過氧化引發(fā)劑為過氧化二異丙苯或過氧化苯甲酰；此外，攪拌時的溫度為25-40℃，轉(zhuǎn)速為200-800r/min，攪拌時間為3-6h。
8、步驟s2、s3中，超高分子量聚乙烯纖維的分子量為100-500萬；纏繞時，可以控制大滾筒機的轉(zhuǎn)速比為(2-3)：1；二層單向無緯布的面密度為110-140g/m2。
9、步驟s4中，真空熱壓包括：在惰性氣體保護下，控制壓力為1.5-2mpa，先以2.5-3.5℃/min的速率升溫，在85-95℃下保壓10-20min；隨后繼續(xù)以2.5-3.5℃/min的速率升溫，在105-115℃下保壓30-60min，再冷卻至室溫。
10、本專利技術(shù)的制備方法通過將含自由基引發(fā)劑的二乙烯基單體浸潤ud布，在后續(xù)真空熱壓過程中能夠引發(fā)自由基原位聚合，二乙烯基單體在纖維周圍聚合固化形成三維交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，并且還會在纖維表面與基體之間形成共價鍵，聚合后一次成型為硬質(zhì)防彈板；得到的硬質(zhì)防彈板在高低溫下具有與常溫下一致的防彈性能，pe纖維之間的結(jié)合力顯著提高。
11、本專利技術(shù)還提供一種硬質(zhì)防彈板，按照上述制備方法制得。
12、本專利技術(shù)的硬質(zhì)防彈板在常溫、高溫、低溫條件下均具有較好的防彈性能；其中，硬質(zhì)防彈板在常溫下的防彈性能>584m·s-1，在高溫下的防彈性能>587m·s-1，在低溫下的防彈性能>588m·s-1。
13、本專利技術(shù)還提供上述硬質(zhì)防彈板在制備防彈衣中的應(yīng)用。
14、相對于現(xiàn)有技術(shù)，本專利技術(shù)至少具有以下優(yōu)勢：
15、1、本專利技術(shù)采用聚乙烯醇縮丁醛的乙醇溶液替代水性聚氨酯膠粘劑作為第一膠粘劑來制備ud布，制作出的ud布更加光滑、平整，整潔度更高；同時，聚乙烯醇縮丁醛溶液與二乙烯基單體之間的兼容性好，有利于保證膠粘劑溶液的均一性和穩(wěn)定性；
16、2、本專利技術(shù)使用二乙烯基單體作為第二膠粘劑，在真空熱壓過程通過過氧化劑引發(fā)后，二乙烯基單體會在纖維之間形成三維聚合物網(wǎng)絡(luò)，并與纖維之間建立化學(xué)鍵，在能更好地傳遞子彈能量的同時也能限制纖維的滑動，避免大的分層和背凸；
17、3、本專利技術(shù)提高了膠粘劑的粘結(jié)性和耐高低溫性，進而提高了硬質(zhì)防彈板的防彈性能，硬質(zhì)防彈板在高溫和低溫下下具有與常溫基本一致的防彈性能，纖維之間的結(jié)合力明顯提高。
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1.一種硬質(zhì)防彈板的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，聚乙烯醇縮丁醛溶液、二乙烯基單體和過氧化引發(fā)劑之間的質(zhì)量比為100：(3-13)：(0.13-0.78)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，聚乙烯醇縮丁醛溶液中聚乙烯醇縮丁醛的質(zhì)量含量為10-15％。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，二乙烯基單體為乙二醇二甲基丙烯酸酯或二乙烯基苯。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，過氧化引發(fā)劑為過氧化二異丙苯或過氧化苯甲酰。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，攪拌時的溫度為25-40℃，轉(zhuǎn)速為200-800r/min，攪拌時間為3-6h。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，二層單向無緯布的面密度為110-140g/m2。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，真空熱壓包括：在惰性氣體保護下，控制壓力為1.5-2MPa，先以2.5-3.5℃/min的速率升溫，在85-95℃下保壓10-20m
9.一種硬質(zhì)防彈板，其特征在于，按照權(quán)利要求1-8任一所述的制備方法制得。
10.權(quán)利要求9所述的硬質(zhì)防彈板在制備防彈衣中的應(yīng)用。
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種硬質(zhì)防彈板的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，聚乙烯醇縮丁醛溶液、二乙烯基單體和過氧化引發(fā)劑之間的質(zhì)量比為100：(3-13)：(0.13-0.78)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，聚乙烯醇縮丁醛溶液中聚乙烯醇縮丁醛的質(zhì)量含量為10-15％。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，二乙烯基單體為乙二醇二甲基丙烯酸酯或二乙烯基苯。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，過氧化引發(fā)劑為過氧化二異丙苯或過氧化苯甲酰。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，攪拌時的溫度為2...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：王亞晨，田琨，江龍，霍丁男，許玥，李亞東，
申請(專利權(quán))人：新興際華上海工程科技研究院有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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