[发明专利]一种柔性防弹层合板的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种层合板的制备方法，尤其涉及一种柔性防弹层合板的制备方法。

背景技术

目前有关防弹复合材料的研究大多采用二维层合板。二维层合工艺相对简易，但其复合材料在受到高速冲击时容易产生分层，降低防弹效果。层合工艺可采用粘合、缝合等，粘合以热塑性薄膜使得层层连接，但部分粘合性弱的复合材料在高速冲击下，依旧容易分层；缝合能够降低材料中的分层损伤，但不能提高材料冲击面的压缩强度，材料的吸收能量却无显著提高，故缝合也不能从本质上改变材料的损伤特征。而在织造高性能纤维二维织物中设计交织熔点较低的纱线，经热压后制备的层合板，可以有效降低材料分层损失，但经课题组研究发现，直接交织的低熔点纱线经热压融化后，融化部位脆性较大、强度较低，作为冲击点防弹效果较弱。因而选择合适的纱线组合及其复合工艺，设计织造参数，探索热压工艺，制备柔性防弹层合板，可以抑制材料分层，提高层合板的防弹效果。

发明内容

本发明目的在于提供一种柔性防弹层合板的制备方法，利用纱线组合及其复合工艺、织造工艺及热压工艺，得到一种柔性防弹层合板，该制备方法简化了层合板制备工艺，降低制备成本，同时加强材料层间结合，有效降低材料分层损失，提高防弹性能。

本发明为了解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种柔性防弹层合板的制备方法，以两种不同熔点的高性能纤维纱为原料，选择合理的纱线复合工艺制备复合纱线，设计高性能纤维纱与复合纱线的交织规格及织造工艺试制二维织物为预制件，将2层以上预制件重叠以热压工艺使得织物层合，制得柔性防弹层合板。

所述两种不同熔点的高性能纤维纱采用一种线密度为80tex~160tex高性能纤维纱为主要原料；另一种线密度为30tex~60tex且熔点较低的高性能纤维纱为辅助原料。

所述的主要原料优选采用线密度为122tex且熔点大于300℃的芳纶、线密度为111tex且熔点大于300℃的芳纶、线密度为122tex且熔点680℃的玻璃纤维纱中的一种或两种；所述的辅助原料优选采用线密度为67tex且熔点为154℃的高强聚乙烯纤维纱、以线密度为33.3tex且熔点为180℃的丙纶、以线密度为67tex且熔点为154℃的高强聚乙烯纤维纱中的一种。

所述纱线复合工艺是：以线密度较大熔点高的高性能纤维纱作为芯纱，以线密度较小熔点低的高性能纤维纱作为外包纱，采用包缠或网络工艺制备复合纱线，其中作为芯纱的高性能纤维纱体积含量应控制在60%~80%。

所述交织规格为：在高性能纤维纱织物织造过程中，以高性能纤维纱作为经纬纱，经向或纬向或经纬向间隔性嵌入复合纱线，所述经向或纬向或经纬向间隔在2cm~20cm范围内，所述嵌入复合纱线的宽度控制在2mm~10mm。

所述织造工艺为：首先设计织物组织为平纹、斜纹、缎纹或纱罗组织，绘制上机图，输入微软系统织物设计CAD软件，（购于天津隆达机电科技发展有限公司）；然后根据纱线细度设计上机经纬密，控制织物紧度大于等于100%；设计织物幅宽为10cm~35cm；再根据上机经纬密、织物幅宽计算整经根数，交织规格为经向嵌入复合纱线的织物仅在整经过程中间隔加入复合纱线；纬向嵌入复合纱线的织物仅在织造过程中加入复合纱线打纬；经纬向嵌入复合纱线的织物是在整经过程中间隔加入复合纱线及在织造过程中加入复合纱线打纬；其中所述的经向嵌入复合纱线具体为整经时每段间隔加入复合纱线根数；然后选择综框、综筘进行穿综、穿筘；所述的纬向嵌入复合纱线具体为在织造中对于纬向或经纬向嵌入复合纱线的织物需要间隔性更换纬纱为复合纱线。

所述经向或纬向或经纬向间隔优选在5cm~10cm；所述嵌入复合纱线的宽度优选控制在4mm~5mm。

所述2层以上预制件重叠是根据警用防弹衣技术标准或军用防弹衣技术标准选择层合板厚度，计算预制件重叠层数，依次铺于热压模具中。

所述的重叠层数优选为10-20层。

所述热压工艺根据低熔点高性能纤维纱的熔点特性选择热压温度，热压温度为150℃~200℃，热压时间为20min~60min，热压压力为2MPa~10MPa。

所述织物层合是指经热压后各层织物中低熔点高性能纤维纱融化，融化后的纤维在厚度方向上将各层织物连接，经向嵌入复合纱线织物经热压后得到经向柔性层合板，纬向嵌入复合纱线织物经热压后得到纬向柔性层合板，经纬向嵌入复合纱线织物经热压后得到经纬向柔性层合板。