[发明专利]一种高强纤维复合材料水性聚氨酯胶黏剂

说明书

技术领域

本发明涉及防弹护品领域的一种胶黏剂，具体的说是一种高强纤维复合材料（UD）水性聚氨酯胶黏剂。

背景技术

高强纤维复合材料（UD）是由UHMWPE纤维或者芳纶纤维通过均匀、平行、挺直排列后，对其进行涂胶、干燥后制成的，US4916000和US5149391已经描述了此过程。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。

然而这种高强纤维复合材料（UD），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，体现在耐水性差，由其制成的高强纤维复合材料（UD），不能有效的在潮湿环境下钝化子弹的冲击力，只能通过高强纤维复合材料（UD）层数来达到防弹效果，但这样又会引起增加一般作为战士及警察的负荷。因此，如何改变高强纤维复合材料（UD）的耐水性，使其具有更高的抗冲击性，有效钝化子弹的冲击力，已经成为防护品研究的必然趋势。

发明内容

本发明的目的在于，提出一种高强纤维复合材料水性聚氨酯胶黏剂，通过水性PUR分散剂的加入，可以改善高强纤维复合材料（UD）的耐水性能，使高强纤维复合材料（UD）能够在潮湿的环境下吸收子弹绝大部分的动能，改善高强纤维复合材料（UD）的抗冲击、防弹和防刺性能，从而在很大程度上客服现有技术的缺陷，得到防抗冲击性能优良的高强纤维复合材料（UD）。

本发明实现以上发明目的的技术方案是：

一种高强纤维复合材料水性聚氨酯胶黏剂，在胶粘剂中添加水性PUR分散体混合后烘干得到高强纤维复合材料水性聚氨酯胶黏剂，水性PUR分散体按以下步骤制备：

㈠将经过干燥处理的聚醚多元醇装入容器中，向容器中加入甲苯二异氰酸酯于65-70℃反应2-3小时，然后向容器中滴加溶有二羟甲基丙酸的N-甲基-2-吡咯烷酮于55-60℃反应2-3小时，得到预聚体；

㈡在另一个容器中加入0℃去离子水和三乙胺高速搅拌，将步骤㈠制得的预聚体注射其中，反应0.5-1min后加入二羟基丙烷和乙二胺扩链，分散反应10-15min可得到水性PUR分散体。

本发明进一步限定的技术方案是：

前述的高强纤维复合材料水性聚氨酯胶黏剂，其中水性PUR分散体加入的量为胶粘剂重量的10-15%。

前述的高强纤维复合材料水性聚氨酯胶黏剂，其中甲苯二异氰酸酯的加入量为聚醚多元醇重量的15-20%。

前述的高强纤维复合材料水性聚氨酯胶黏剂，其中二羟甲基丙酸的加入量为N-甲基-2-吡咯烷酮重量的9-12%；溶有二羟甲基丙酸的N-甲基-2-吡咯烷酮的加入量为聚醚多元醇与甲苯二异氰酸酯总重量的10-12%。

前述的高强纤维复合材料水性聚氨酯胶黏剂，其中去离子水和三乙胺的重量比为3:1，预聚体的加入量为去离子水和三乙胺总重量的20-25%。

前述的高强纤维复合材料水性聚氨酯胶黏剂，其中二羟基丙烷的加入量为预聚体重量的5-8%，乙二胺的加入量为预聚体重量的5-8%。

前述的高强纤维复合材料水性聚氨酯胶黏剂，其中胶粘剂是水基胶粘剂，胶粘剂与水的重量比例为20-60%。

前述的高强纤维复合材料水性聚氨酯胶黏剂，将水性PUR分散体与胶粘剂混合后加入到浆槽内烘干，烘干温度为60-80℃。

前述的高强纤维复合材料水性聚氨酯胶黏剂，其中甲苯二异氰酸酯为分析纯等级，二羟甲基丙酸为工业级等级， N-甲基-2-吡咯烷酮为分析纯等级，三乙胺为化学纯等级，二羟基丙烷为化学纯等级，乙二胺为化学纯等级。

本发明中的高强纤维复合材料（UD）是由UHMWPE纤维或者芳纶纤维和胶粘剂复合而成。

本发明的有益效果是：

本发明在基体胶粘剂中添加水性PUR分散体，更好地改善高强纤维复合材料（UD）的耐水性能，提高材料的干燥速度和防弹抗力，钝化子弹及刀具的冲击，使高强纤维复合材料（UD）能够在潮湿的环境下吸收子弹绝大部分的动能，得到防抗冲击性能优良的高强纤维复合材料（UD）。