[发明专利]一种轻质高强度防弹衣复合材料及其制备方法

权利要求书

1.一种轻质高强度防弹衣复合材料，其特征在于：所述复合材料由多层涂覆膜复合而成，所述涂覆膜包括纳米纤维膜和涂覆层，所述涂覆层涂覆于纳米纤维膜的上表面，所述涂覆层由无机颗粒、胶体颗粒和溶剂制得，相邻涂覆膜之间设置有胶黏层；

所述涂覆层包括以下重量组分：40～60％无机颗粒、5～20％胶体颗粒和35～40％溶剂，所述胶黏层由15～30份胶黏剂和15～30份溶剂制得；

所述无机颗粒包括碳化硅、氮化硅、氧化铝、勃姆石、碳化硼中的一种或多种组合，

所述胶体颗粒为聚偏氟乙烯、聚偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物中的一种或两种组合，

所述胶黏剂为10质量份的橡胶类胶黏剂、15质量份的环氧树脂和15质量份的甲苯类胶粘剂的混合物；

上述溶剂为乙酸乙酯、甲苯、二甲苯、三甲苯、丙酮、丁酮、甲基异丁酮、乙酸丁酯、卤代烷烃中的一种或多种；

所述纳米纤维膜为超高分子量聚乙烯纳米纤维膜，所述纳米纤维膜的厚度为3～20μm，所述纳米纤维膜中的纤维平均直径为1～10nm；

所述涂覆膜的层数为50～1000层，所述涂覆膜的单层厚度为5～30μm，所述涂覆层的厚度为2～10μm。

2.根据权利要求1所述的一种轻质高强度防弹衣复合材料，其特征在于：所述无机颗粒的粒径为50～100nm，所述胶体颗粒为球形颗粒，所述胶体颗粒的平均直径为40～150nm。

3.一种如权利要求1所述的轻质高强度防弹衣复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)配置浆料：

取胶体颗粒，加入溶剂中进行溶胀，搅拌至溶液中无颗粒聚集；

然后降低搅拌速率，并加入无机颗粒，加热并持续搅拌，使得无机颗粒与胶体颗粒完全分散于溶剂中，制得浆料；

(2)制备涂覆层：

取纳米纤维膜，采用凹版涂布的方式涂布于纳米纤维膜的表面，涂覆速度为40～100m/min，然后进行干燥，干燥温度为50℃，去除多余溶剂，形成涂覆层，制得涂覆膜；

(3)配置胶黏剂溶液：

取胶黏剂与溶剂共混，搅拌使其充分溶解，进行超声处理，制得胶黏剂溶液；

(4)复合：

取涂覆膜置于水平位置固定，将胶黏剂溶液涂布于涂覆膜中无涂覆层的一面，真空加热，形成胶黏层，制得涂覆膜A；

取一层涂覆膜A，将其涂覆层与另一层涂覆膜A中的胶黏层相粘，形成两层非对称复合膜，重复多次，叠加制得复合层；

置于热压机中进行热定型，制得复合材料。

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)包括以下步骤：

取胶体颗粒，加入温度为25～30℃的溶剂中进行溶胀，搅拌至溶液中无颗粒聚集；

然后降低搅拌速率至初始搅拌速率的3/4，并加入无机颗粒，加热至45～50℃，持续搅拌2h，使得无机颗粒与胶体颗粒完全分散于溶剂中，制得浆料。

5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于：所述步骤(3)中溶剂温度为25℃，所述步骤(3)中的超声波频率为100Hz。

6.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于：所述步骤(4)中的真空加热工艺为：加热温度为50℃，加热时间为2h，所述步骤(4)中热定型工艺为：热定型温度100℃，压力为0.1～1MPa。