[发明专利]固化剂增强芳纶纤维复合无纬布及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明属防弹护品领域，涉及一种芳纶纤维无纬布的改进及制备，具体的说是一种固化剂增强芳纶纤维复合无纬布及其制备方法和应用。

背景技术

芳纶纤维无纬布是由芳纶纤维通过展丝，均匀、平行和挺直排列后，对其进行涂胶、干燥后制成的。其中涂胶的胶粘剂一般包括聚乙烯、交联聚乙烯、聚丙烯、乙烯基共聚物、丙烯共聚物、乙烯-丙烯共聚物和其他烯烃聚合物和共聚物，还有不饱和聚酯、聚丁二烯、聚异戊二烯、天然橡胶、环氧树脂、聚亚胺等等许多低模量树脂，此外，还有EVA、EEA、SBS、SIS、TPR、SEBS等丁钠胶、丁苯胶PVB、PVA等等这些热塑性高韧胶液。这些低模量的弹性体包覆在每一根纤维上，除了可固定作为增强体的纤维外，还可以提高复合材料的抗冲击防弹、放刺性能。

然而这种复合无纬布，由于作为基体的胶粘剂自身的缺点，使得复合无纬布的综合性能受到影响，体现在耐热性差，特别是其高低温性能差，综合机械强度也较差，生产效率较低。因此，如何改变芳纶纤维复合无纬布的生产效率，提高其防弹性能，已经成为防护品研究的必然趋势。

专利申请号200910224262.5的中国专利公开了一种芳纶纤维无纬布及其制备方法和应用，其涂胶过程使用的胶粘剂中含有氮丙啶固化剂，虽然可以一定程度上可以提高芳纶纤维复合无纬布的抗冲击、防弹和防刺性能，还可以提高生产效率，但对无法改善芳纶纤维无纬布的高低温性能差。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：

⑴如何提高纶纤维无纬布的高低温性能，使其在高温或低温下顶破力仍能得到一定的保证；

⑵如何提高芳纶纤维复合无纬布的抗冲击、防弹和防刺性能，还可以提高生产效率。

本发明解决以上技术问题的技术方案是：

固化剂增强芳纶纤维复合无纬布，由芳纶纤维通过展丝，均匀、平行和挺直排列后，对其进行涂胶，并干燥后制成，涂胶过程使用的胶粘剂中含有固化剂；固化剂为三羟甲基丙烷三丙烯酸酯，固化剂的加入量为胶粘剂重量的0.8-1.6%。

固化剂增强芳纶纤维复合无纬布的制备方法，包括以下步骤：

㈠将固化剂或和偶联剂按配比加入胶粘剂中，并充分混合；

㈡芳纶纤维通过展丝，以及均匀、平行和挺直排列后，对其进行上胶；

㈢在40-70℃烘干。

本发明还提供了上述的固化剂增强芳纶纤维复合无纬布在防弹护品领域的应用。

本发明进一步限定的技术方案是：

前述的固化剂增强芳纶纤维复合无纬布，涂胶过程使用的胶粘剂中还含有偶联剂，偶联剂的加入量为胶粘剂重量的0.6-0.9%，偶联剂为硅烷偶联剂或钛酸脂偶联剂。通过加入偶联剂，通过偶联剂对胶粘剂进行功能化改性，从而可以使芳纶纤维复合无纬布的低温性能得到进一步提高，温度可低至-20℃左右，-20℃左右低温下顶破力仍能得到一定的保证，通过增加偶联剂还可使复合无纬布能够吸收子弹绝大部分的动能，进一步改善其抗冲击性，钝化刀具和子弹的冲击，提高防刺和防弹性能。

前述的固化剂增强芳纶纤维复合无纬布，胶粘剂为橡胶类胶粘剂，包括异戊橡胶、丁苯橡胶、苯乙烯橡胶、丁二烯橡胶、或异戊二烯橡胶。

前述的固化剂增强芳纶纤维复合无纬布，胶粘剂是水基胶粘剂，水基胶粘剂中胶粘剂与水的重量比为1：5-3：5。

前述的固化剂增强芳纶纤维复合无纬布，三羟甲基丙烷三丙烯酸酯粘度＜200mpa.s。

本发明的有益效果是：

本发明使用三羟甲基丙烷三丙烯酸酯作为固定剂，也可同时添加偶联剂，可以提高纶纤维无纬布的高低温性能，使其在高温或低温下顶破力仍能得到一定的保证；为了证明其高低温性能，以行以下测试:将布样放入温度为-20±2℃恒温箱内保持4h，进行低温力学性能测试，得低温力学性能变化曲线图（图1）；将布样放入温度为55±2℃恒温箱内保持4h，进行高温力学性能测试，得高温力学性能变化曲线图（图2）；将布样放入温度为80±2℃恒温箱内保持240h，进行力学性能测试，得恒温恒湿力学性能变化曲线图（图3）。从图1及图2可以看出，本发明在高温和低温条件下仍可保证较强的顶破能力，可以明显提高材料的顶破能力，从而提高了材料的高低温性能。从图3可以看出本发明明显改善了布样10天湿热条件的最大顶破应力。与现有产品相比，本发明芳纶纤维复合无纬布使用的最高温度可提高5℃左右，最低温度可降低10℃左右。

本发明在提高纶纤维无纬布的高低温性能的同时，还可以提高芳纶纤维复合无纬布的抗冲击、防弹和防刺性能，还可以提高生产效率，具体为：