【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于功能復合材料領域，尤其是涉及一種柔性防刺材料及其制備方法和應用。
技術介紹
1、警用防刺服能夠有效避免管制刀具對身體造成的傷害，同時保證在處理暴力恐怖事件時的人身安全，逐漸成為警務人員外出執行公務的必備防護裝備。防刺服的構成主要包括防刺層、緩沖層、外套等部分，針對防刺性能，各國均有明確的要求，較有代表性的防刺服產品標準主要有我國的ga?68-2019《警用防刺服》、美國的nij?0115.00《stabresistance?of?personalbody?armor》(2000)、英國的hosdb?body?armour?standards?forukpolice(2017)和德國schutzklasse(2008)等。其中，測試用刀具材質以不銹鋼、合金鋼為主，硬度為50-55hrc，ga68-2019?a類防刺標準采用d1刀具，沖擊能量為24±0.5j，需滿足在不同環境中的應用需求，即高溫(55℃，4h)、低溫(-20℃，4h)、常溫(室溫)及浸水(水浸泡30min)，并對外觀、顏色、防護面積、防刺層厚度及質量有具體要求。隨著技術的進步和材料的發展，已頒布實施的ga68-2024對防刺服的質量有了進一步要求，其將ga68-2019中的防刺服質量≤2.8kg調整為≤1.8kg，且增加了彎曲度相關要求，即在貼身面方向彎曲20mm時受力≤180n。以上要求都對防刺材料的性能提出了更高要求，因此，開發輕質、柔性及高性能防刺材料是新型警用防刺服及防彈、防刺服設計與制備的材料基礎，也是迫切的需求。
2、防刺材料的
3、在現有技術中，中國專利技術專利文獻zl?202310546450.x公開了一種多功能防刺服，其首先將二氧化硅和三聚氰胺接枝到氧化石墨烯上，而后通過共混改性，制備改性超高分子量聚乙烯纖維，再將改性超高分子量聚乙烯纖維和芳綸纖維制備成無緯布，再將無緯布疊加制備成防刺芯片；由該防刺芯片組裝而成的多功能防刺服具有抗靜電性和阻燃性能，同時能夠滿足公安部ga68-2019的防刺性能測試要求。然而，該專利文獻所述防刺芯片面密度為6-9kg/m2，該防刺材料質量難以滿足防護面積≥0.25m2，總質量≤1.8kg的技術要求，且其界面粘合強度可能不高，進而導致材料的穩定性不佳。
技術實現思路
1、有鑒于此，本專利技術的目的主要是提供一種新型的柔性防刺材料及其制備方法和應用，本專利技術提供的防刺材料具有較高的熱穩定性，并且柔性、輕質，可滿足標準的更高要求。
2、本專利技術提供一種柔性防刺材料的制備方法，包括以下步驟：
3、提供納米芳綸水分散液或芳綸漿液，所述芳綸漿液包括芳綸樹脂、酰胺類溶劑和助溶劑；
4、采用所述納米芳綸水分散液或芳綸漿液通過浸漬的方式對芳綸纖維進行表面修飾，形成功能化的芳綸織物，與樹脂膠體系進行復合，所述樹脂膠體系包括苯并噁嗪樹脂、環氧樹脂和固化劑，得到柔性防刺材料。
5、在本專利技術的一些實施例中，所述芳綸漿液的固含量為5-7wt％，特性粘度為3.0-3.6dl/g。
6、在本專利技術的一些實施例中，所述芳綸漿液按照以下操作獲得：將苯二胺和苯二甲酰鹵化物通過低溫溶液聚合，經中和、除雜和稀釋，得到含有芳綸樹脂的芳綸漿液。
7、在本專利技術的一些實施例中，所述芳綸樹脂為對位芳綸，所述酰胺類溶劑為n,n-二甲基甲酰胺，所述助溶劑為氯化鈣。
8、在本專利技術的一些實施例中，所述表面修飾包括：選用對位芳綸纖維長絲或對位芳綸纖維織物，浸漬于所述納米芳綸水分散液或芳綸漿液中，停留時間3min，之后在凝固浴中定型，經水洗和干燥，得到功能化的芳綸纖維。
9、在本專利技術的一些實施例中，所述對位芳綸纖維長絲的強力≥16cn/dtex，所述功能化的芳綸纖維加工成功能化的芳綸織物，所述功能化的芳綸織物面密度為165～260g/m2。
10、在本專利技術的一些實施例中，所述苯并噁嗪樹脂為雙酚a型苯并噁嗪、雙酚f型苯并噁嗪、mda型苯并噁嗪、oda型苯并噁嗪及復合型苯并噁嗪中的一種或多種；所述環氧樹脂為雙酚a型環氧樹脂；所述固化劑為雙氰胺、4,4-二氨基二苯砜、聚酰胺、異佛二酮二胺、二氨基二苯基甲烷中的一種或多種。
11、在本專利技術的一些實施例中，所述與樹脂膠體系進行復合包括：將所述功能化的芳綸織物浸入樹脂膠液中，烘干，控制上膠量為45-50wt％；所述樹脂膠液包括苯并噁嗪樹脂、環氧樹脂、固化劑、阻燃劑、硅烷偶聯劑和溶劑；
12、將所述烘干后得到的半固化片在130～160溫度下進行壓制，所述壓制的壓力為5～20mpa，得到柔性防刺材料。
13、相應地，本專利技術提供如前文所述的制備方法得到的柔性防刺材料。
14、此外，本專利技術還提供如前文所述的柔性防刺材料在安防服裝及配件中的應用。
15、與現有技術相比，本專利技術提供了一種新的防刺材料及其制備方法，即采用納米芳綸水分散液或芳綸漿液對芳綸纖維進行表面修飾，之后與高性能的樹脂膠體系進行復合，得到新型柔性防刺材料。本專利技術致力于輕質、柔性防刺材料的開發，優選采用低溫溶液聚合技術，制備出高分散的芳綸漿液，并直接使用芳綸漿液通過浸漬的方式，使芳綸纖維或織物同質化、本征表面修飾，能夠提高纖維與樹脂基體的界面粘合強度，從而提高防刺材料的防刺性能。本專利技術將修飾功能化的芳綸織物與苯并噁嗪樹脂為主樹脂的樹脂膠體系進行復合，可得到高性能、阻燃防刺復合材料。本專利技術實施例采用僅以防刺材料進行測試，該類材料可同樣應用于防彈防刺類等安全防護服裝及對應附件、配件。
16、作為優選，本專利技術實施例采用復合樹脂體系及復合固化體系，能有效降低苯并噁嗪樹脂的固化溫度(苯并噁嗪的固化程序一般為180℃，30min，然后200℃，3h，最后220℃，2h)，在生產過程中減少了能源消耗，同時，對設備及輔料的要求進一步降低，即可以采用通用平板熱壓設備及普通壓制輔料(隔離膜)進行生產。本專利技術可采用國產芳綸纖維及國產樹脂體系，制備輕質柔性防刺材料，從而實現警用防刺服等應用產品的全國產化。
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1.一種柔性防刺材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述柔性防刺材料的制備方法，其特征在于，所述芳綸漿液的固含量為5-7wt％，特性粘度為3.0-3.6dL/g。
3.根據權利要求1所述柔性防刺材料的制備方法，其特征在于，所述芳綸漿液按照以下操作獲得：將苯二胺和苯二甲酰鹵化物通過低溫溶液聚合，經中和、除雜和稀釋，得到含有芳綸樹脂的芳綸漿液。
4.根據權利要求1-3任一項所述柔性防刺材料的制備方法，其特征在于，所述芳綸樹脂為對位芳綸，所述酰胺類溶劑為N,N-二甲基甲酰胺，所述助溶劑為氯化鈣。
5.根據權利要求4所述柔性防刺材料的制備方法，其特征在于，所述表面修飾包括：選用對位芳綸纖維長絲或對位芳綸纖維織物，浸漬于所述納米芳綸水分散液或芳綸漿液中，停留時間3min，之后在凝固浴中定型，經水洗和干燥，得到功能化的芳綸纖維。
6.根據權利要求5所述柔性防刺材料的制備方法，其特征在于，所述對位芳綸纖維長絲的強力≥16cN/dTex，所述功能化的芳綸纖維加工成功能化的芳綸織物，所述功能化的芳綸織物面密度為1
7.根據權利要求1-3任一項所述柔性防刺材料的制備方法，其特征在于，所述苯并噁嗪樹脂為雙酚A型苯并噁嗪、雙酚F型苯并噁嗪、MDA型苯并噁嗪、ODA型苯并噁嗪及復合型苯并噁嗪中的一種或多種；所述環氧樹脂為雙酚A型環氧樹脂；所述固化劑為雙氰胺、4,4-二氨基二苯砜、聚酰胺、異佛二酮二胺、二氨基二苯基甲烷中的一種或多種。
8.根據權利要求7所述柔性防刺材料的制備方法，其特征在于，所述與樹脂膠體系進行復合包括：將所述功能化的芳綸織物浸入樹脂膠液中，烘干，控制上膠量為45-50wt％；所述樹脂膠液包括苯并噁嗪樹脂、環氧樹脂、固化劑、阻燃劑、硅烷偶聯劑和溶劑；
9.如權利要求1-8任一項所述的制備方法得到的柔性防刺材料。
10.如權利要求9所述的柔性防刺材料在安防服裝及配件中的應用。
...【技術特征摘要】
1.一種柔性防刺材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述柔性防刺材料的制備方法，其特征在于，所述芳綸漿液的固含量為5-7wt％，特性粘度為3.0-3.6dl/g。
3.根據權利要求1所述柔性防刺材料的制備方法，其特征在于，所述芳綸漿液按照以下操作獲得：將苯二胺和苯二甲酰鹵化物通過低溫溶液聚合，經中和、除雜和稀釋，得到含有芳綸樹脂的芳綸漿液。
4.根據權利要求1-3任一項所述柔性防刺材料的制備方法，其特征在于，所述芳綸樹脂為對位芳綸，所述酰胺類溶劑為n,n-二甲基甲酰胺，所述助溶劑為氯化鈣。
5.根據權利要求4所述柔性防刺材料的制備方法，其特征在于，所述表面修飾包括：選用對位芳綸纖維長絲或對位芳綸纖維織物，浸漬于所述納米芳綸水分散液或芳綸漿液中，停留時間3min，之后在凝固浴中定型，經水洗和干燥，得到功能化的芳綸纖維。
6.根據權利要求5所述柔性防刺材料的制備方法，其特征在于，所...
【專利技術屬性】
技術研發人員：陳振坤，黃興良，姬萬濱，劉金良，徐喜成，王大鵬，
申請(專利權)人：北京同益中新材料科技股份有限公司，
類型：發明
國別省市：
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