[发明专利]高强度防弹热塑性尼龙复合板材及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种尼龙复合板材及其制造方法，具体涉及一种高强度防弹热塑性尼龙复合板材及其制造方法。

背景技术

上世纪七十年代，美国杜邦公司率先开发出对苯二甲对苯二胺（PPTA）命名为Kavlar，这种芳香族聚酰胺具有耐高温、高强度、高模量等特点，通过纺丝制成高强度高模量纤维用于防弹衣。随着加工应用技术的发展，PPTA的用途不断扩大，各种芳纶复合材料问世，这种复合材料具有高强度、高模量、耐高温的特性，但价格昂贵，仅限于军工、航空尖端装备领域的应用。

上世纪九十年代，超高分子量聚乙烯纤维一问世便得到广泛关注，超高分子量聚乙烯纤维具有高强度、高冲击性能，其价格比芳纶略低，已广泛用于高强绳索、防弹衣。

近年来，业内围绕芳纶及超高分子量聚乙烯纤维应用开展了大量研究，充分利用其高强度高模量特性，开发多种芳纶及超高分子量聚乙烯纤维复合材料，以拓展其应用领域。现有技术中，大致分为金属、陶瓷基芳纶复合材料，金属、陶瓷基超高分子量聚乙烯纤维复合材料，环氧树脂基芳纶复合材料，热塑性树脂基芳纶复合材料，热塑性树脂基超高分子量聚乙烯纤维复合材料等。

CN2847208Y公开了一种金属、陶瓷/芳纶复合板材具有较好的防弹效果。

CN10324386A公开了一种防弹复合板材，采用芳纶等防弹纤维/无极陶瓷基金属复合做防弹层，用气体或液态做中间缓冲隔离层，经组合加工成防弹复合材料。

CN101856871A公开了一种用合成树脂与芳纶、超高分子量聚乙烯纤维复合制备防弹材料。

CN2066825U公开了一种金属板/纤维增强树脂/金属网/硬质填料/树脂复合板材。

CN101400964A公开了一种木板做表层，芳纶布做防弹层，聚丙烯树脂为底层的复合板，该板材具有防爆作用。

上述发明中，使用金属、陶瓷材料做基料，虽具有较高的强度与刚性，但金属、陶瓷比重大，导致所制备的复合材料重量大，携带或安装不便，特别是金属、陶瓷与芳纶、超高分子量聚乙烯纤维织物不相容，不能融为一体，至多也只是形成一种组合体，所以，不适合制造大型板材或制件，另外，这种组合物回收困难；而采用普通的玻纤增强热塑性材料或未经增强的合成树脂与芳纶或超高分子量聚乙烯纤维复合材料时，其强度不高，不适合制造大型板材；采用热固性树脂与芳纶复合制备的材料虽具很高的强度，但芳纶用量大，复合材料的成本太高，且不可回收利用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，克服现有技术存在的上述缺陷，提供一种具有高强度、高模量、高抗冲性、重量轻、成本低、可回收的高强度防弹热塑性尼龙复合板材。

本发明进一步要解决的技术问题是，克服现有技术存在的上述缺陷，提供一种高强度防弹热塑性尼龙复合板材的制造方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案如下：一种高强度防弹热塑性尼龙复合板材，由表层及夹设于表层之间的防弹层和/或缓冲层形成的一个或几个单元组成；所述复合板材最外层的表层为连续玻纤增强尼龙板；当所述复合板材为多单元复合而成时，单元之间的表层为连续玻纤增强尼龙板或连续玻纤增强聚丙烯板。

所述连续玻纤增强尼龙板具有高强度、高模量、高抗冲性，比重轻、耐腐蚀、耐老化、耐高温、耐低温性，可机加工组装等特点，比强度超过钢材，是钢板理想的替代材料；所述连续玻纤增强聚丙烯板具有比重轻（是钢材的1/6）、机械强度抗冲击强度高等特点。两种复合板材还具有可任意机加工性、可喷涂性与可回收性，更重要的是两种板材均具有很好的防弹特性。

进一步，所述复合板材各组分的重量份组成为：表层32～50份，防弹层0.4～1.5份，缓冲层2～3份。

进一步，所述连续玻纤增强尼龙板和连续玻纤增强聚丙烯板的玻纤含量为50～70%（优选55～65%），厚度为4～12mm（优选5～10mm）。由于复合板材模压成型时的加热温度不足以使板材中的树脂完全熔融，因此，在制造同样厚度的复合板材时，若尼龙、聚丙烯板厚度过小，层间的粘结力小，最终影响产品强度，同时，增加用胶量，增加制造成本；若尼龙、聚丙烯板厚度过大，模压加热时间长，可能导致材料发生热降解，从而影响产品性能，因此，选择合适厚度的基材是制造高性能复合板材的基础。