[发明专利]抗冲击柔性防护材料及其制备方法

说明书

本发明涉及一种防护材料，具体涉及一种抗冲击柔性防护材料及其制备方法，包括如下步骤：S1：表面修饰改高性能纤维布；S2：将得到的改性高性能纤维布清洗干燥；S3：加入反应单体、交联剂和引发剂到溶剂中，搅拌至完全溶解，得到水凝胶预聚液；S4：将改性高性能纤维布置于模具中，并将得到的水凝胶预聚液注入模具，静置至完全浸湿后，加热引发聚合反应；S5：将步骤S4得到的复合材料置于清洗液中浸泡，置换溶剂，置换完全后得到所述的抗冲击柔性防护材料。与现有技术相比，本发明实现了一种抗冲击、可弯折、高耗能的柔性复合材料的制备，相较于现有材料其具有面密度低、易制备、性能稳定、便携、易穿戴等优点。

技术领域

本发明涉及一种防护材料，具体涉及一种抗冲击柔性防护材料及其制备方法。

背景技术

柔性防护材料是近年来防护领域研究的热点，由于现代作战方式的多样化以及个体防护意识和要求的提高，亟需一种具有优异防护能力且舒适轻便的柔性防护材料。传统的金属插板、陶瓷插板、金属插板与高性能纤维复合、热固性树脂与高性能纤维复合等防护材料密度较大、可弯折性差，不能满足柔性防护的要求。近年来，发泡塑料、剪切增稠流体由于其独特的性能，已逐渐成为柔性防护材料的主要研究对象，此类材料常通过与高性能纤维复合来实现柔性防护。然而，发泡塑料由于其基于多孔结构的缓冲防护机理，使用时厚度通常较大，这限制了其在个体防护方面的应用。剪切增稠流体通常为分散相粒子与介质相组成的悬浮体系，常态下液体形式使其不易携带与穿戴；另一方面，使用过程中对悬浮体系的稳定性要求高，长期放置可能出现分层现象；此外，悬浮液与纤维复合时可能出现粒子脱落纤维表面的问题；以上问题均会导致其防护性能大大降低。现有柔性抗冲防护材料中仍主要以鳞片状钢板嵌入纤维布、剪切增稠流体与纤维布复合材料为主。

水凝胶是一类极为亲水的三维网络结构凝胶，它在水中迅速溶胀并在此溶胀状态可以保持大量体积的水而不溶解，具有可拉伸、高强韧、高耗能等特性。以往研究的水凝胶，大多拉伸性较好但强度和模量较低。部分高强高模水凝胶却表现脆性，不能满足应变需求。因此，通过对水凝胶网络结构设计，制备一种高强高模高韧的可拉伸水凝胶具有一定挑战。

中国专利CN110746614A公开了一种抗冲击的高强度物理水凝胶的制备方法及其应用，其结构为可聚合的带电荷单体与中性高分子聚合物相互交联形成的三维网络，其特征在于，三维网状结构中含有金属离子。但是该专利未公开如何将所制备的水凝胶用于柔性防护材料中；且通过加入金属离子发生盐析效应而改变性能，该方法容易受到环境的影响，因此对生产设备要求高；在制备过程中需要进行低温冷冻，进一步提高对生产设备的要求，增加了生产成本。

中国专利CN103435951A公开了一种纳米复合高分子双网络水凝胶及其制备方法，制备步骤如下：先将第一网络单体、交联剂和引发剂溶解于含纳米粒子水分散液中，将得到的混合溶液倒入模具中加热聚合，得到第一网络水凝胶。将第二网络单体、交联剂和引发剂溶解于水中，再将第一网络水凝胶放入该溶液中，溶胀24小时，然后加热聚合，得到高强度纳米复合高分子双网络水凝胶。其通过纳米增强，提高了双网络水凝胶的压缩强度(90％应变下10～30MPa)，且能保持较高拉伸强度(0.1～0.6MPa)，但与柔性防护所需水凝胶材料的高强高模仍有一定差距，不适于防护领域，尤其是军事防护领域的应用。

发明内容

本发明的目的就是为了解决上述问题至少其一而提供一种抗冲击柔性防护材料及其制备方法，实现了一种抗冲击、可弯折、高耗能的柔性复合材料的制备，相较于现有材料其具有面密度低、易制备、性能稳定、便携、易穿戴等优点。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

本发明第一方面公开了一种抗冲击柔性防护材料的制备方法，包括如下步骤：

S1：将高性能纤维布进行表面修饰改性处理，得到改性高性能纤维布；

S2：将步骤S1得到的改性高性能纤维布清洗干燥；