專利名稱：一種超高分子量聚乙烯無(wú)緯布的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及纖維制備領(lǐng)域，具體涉及ー種超高分子量聚乙烯無(wú)緯布的制備方法。
背景技術(shù)：
超高分子量聚乙烯纖維也稱高強(qiáng)高模聚乙烯(HSHMP^纖維或伸長(zhǎng)鏈(ECP^聚乙烯纖維，是指相對(duì)分子質(zhì)量在(1 7) X IO6的聚乙烯，經(jīng)紡絲-超拉伸后制成的超高分子質(zhì)量聚乙烯纖維。它是繼碳纖維、芳綸(Kevlar)纖維之后的第三代高性能纖維。將所述超高分子量聚乙烯纖維通過(guò)復(fù)合等步驟得到的無(wú)緯布是ー種超高分子量聚乙烯纖維復(fù)合材料，與其它纖維增強(qiáng)復(fù)合材料相比，具有質(zhì)量輕、耐沖擊、介電性能高等優(yōu)點(diǎn)，在現(xiàn)代化戰(zhàn)爭(zhēng)和航空航天、海域防御、武器裝備等領(lǐng)域發(fā)揮著舉足輕重的作用。同吋， 該纖維在汽車、船舶、醫(yī)療器械、體育運(yùn)動(dòng)器材等領(lǐng)域亦有廣闊的應(yīng)用前景。因此，超高分子量聚乙烯纖維自問(wèn)世起就倍受重視，發(fā)展很快。為了滿足現(xiàn)代醫(yī)療、救護(hù)、紡織、國(guó)防的需要，超高分子量聚乙烯無(wú)緯布已經(jīng)大量 エ業(yè)化生產(chǎn)，現(xiàn)有技術(shù)中主要是將超高分子量聚乙烯纖維通過(guò)梳理和排列通過(guò)織布機(jī)織出無(wú)緯布，然后進(jìn)行針刺等操作。這種方法需要消耗大量的能源以及空間，生產(chǎn)效率低下，由于使用的事織布機(jī)，纖維排列厚度不均一，得到的無(wú)緯布弾性不足。還有ー種方法是將聚乙烯纖維鋪展后，通過(guò)粘結(jié)劑粘結(jié)成無(wú)緯布，然后再壓制得到無(wú)緯布。但是制備的無(wú)緯布受到粘結(jié)劑流動(dòng)性的影響，如果粘結(jié)劑流動(dòng)性不佳，則無(wú)緯布的受外力時(shí)可能會(huì)發(fā)生局部受カ 不均而造成無(wú)緯布撕裂。如果用所述無(wú)緯布制備防彈產(chǎn)品，則會(huì)造成致命危險(xiǎn)。另外現(xiàn)如今的制備無(wú)緯布使用的纖維強(qiáng)度為25 37g/dteX，模量為800 900g/dteX，使用這樣的無(wú)緯布制備防彈產(chǎn)品要達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的性能需要更厚的厚度，増加了產(chǎn)品重量，影響了穿著防彈產(chǎn)品人員的機(jī)動(dòng)性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題在于提供一種質(zhì)輕、強(qiáng)度高且粘結(jié)劑流動(dòng)性不影響產(chǎn)品質(zhì)量的無(wú)緯布的制備方法。為了解決以上技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了ー種超高分子量聚乙烯無(wú)緯布的制備方法，包括a)將360D的超高分子量聚乙烯纖維按照同一方向排列，并用含有粘結(jié)劑的聚合物薄膜粘結(jié)；b)將2 4塊所述粘結(jié)有纖維的聚合物薄膜疊放；所述兩粘結(jié)有纖維的聚合物薄膜中的纖維相互垂直；c)所述疊放的聚合物薄膜通過(guò)壓制，得到面密度為135g/cm2的無(wú)緯布。優(yōu)選的，所述360D的超高分子量聚乙烯纖維的制備方法為將超高分子量聚乙烯粉末與溶劑按混合經(jīng)過(guò)溶脹得到紡絲溶液后再經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)擠壓溶解得到濃度為70wt% 97. 6wt%的紡絲溶液；所述溶劑為室溫下是液體的碳?xì)浠衔?；將所述紡絲溶液經(jīng)過(guò)噴絲、冷卻得到凍膠絲；將所述凍膠絲經(jīng)過(guò)洗油洗滌后干燥，得到初生纖維；將所述初生纖維經(jīng)過(guò)5道拉伸，得到纖度為360D的超高分子量聚乙烯纖維；所述拉伸倍數(shù)為8 10倍。優(yōu)選的，所述拉伸是在溫度為70 130°C的甬道內(nèi)進(jìn)行的。優(yōu)選的，中所述拉伸是在溫度為90 110°C的甬道內(nèi)進(jìn)行的。優(yōu)選的，所述溶劑選自四氫化萘、十氫化萘、煤油、7號(hào)溶劑油或石蠟中的一種或幾種。優(yōu)選的，所述溶劑為分子量為40 1000的7號(hào)溶劑油。優(yōu)選的，所述粘結(jié)劑為聚苯乙烯三嵌段共聚物、氫化聚苯乙烯三嵌段共聚物或環(huán)氧樹脂。優(yōu)選的，所述壓制的溫度為40 60°C。優(yōu)選的，所述壓制的壓カ為5 8MPa。優(yōu)選的，所述壓制的時(shí)間為100 180s。本發(fā)明提供了ー種超高分子量聚乙烯無(wú)緯布的制備方法，包括a)將360D的超高分子量聚乙烯纖維按照同一方向排列，并用含有粘結(jié)劑的聚合物薄膜粘結(jié)；b)將2 4塊所述粘結(jié)有纖維的聚合物薄膜疊放；所述兩粘結(jié)有纖維的聚合物薄膜中的纖維相互垂直； c)所述疊放的聚合物薄膜通過(guò)壓制，得到面密度為135g/cm2的無(wú)緯布。本法明提供的制備方法，使用含有粘結(jié)劑的聚合物薄膜粘結(jié)超高分子量聚乙烯，由于所述聚合物薄膜上的粘結(jié)劑為提前涂覆均勻的粘結(jié)劑涂層，所以當(dāng)粘結(jié)纖維時(shí)，不會(huì)由于粘結(jié)劑流動(dòng)性的不足和產(chǎn)生局部粘結(jié)不牢固，而造成局部的應(yīng)カ缺陷。另外本發(fā)明使用的是360D的超高分子量聚乙烯纖維，強(qiáng)度在37g/dtex以上，模量在1300g/dtex以上，制備的無(wú)緯布幅寬可達(dá)1. 6m,面密度為135g/cm2所以在復(fù)合產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)下，使用本發(fā)明提供的無(wú)緯布制作的防弾產(chǎn)品更加的輕薄，但強(qiáng)度卻提高了，増加了防彈產(chǎn)品的安全性和穿著所述防彈產(chǎn)品人員的機(jī)動(dòng)性。


圖1是本發(fā)明制備超高分子量聚乙烯纖維流程示意圖；圖2是本發(fā)明萃取エ藝示意圖；圖3是本發(fā)明拉伸エ藝示意圖。
具體實(shí)施例方式為了進(jìn)一歩了解本發(fā)明，下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案進(jìn)行描述，但是應(yīng)當(dāng)理解，這些描述只是為進(jìn)ー步說(shuō)明本發(fā)明的特征和優(yōu)點(diǎn)而不是對(duì)本發(fā)明專利要求的限制。為了達(dá)到本發(fā)明的目的，本發(fā)明優(yōu)選進(jìn)行制備超高分子量聚乙烯纖維。所述超高分子量聚乙烯粉末為重均分子量(Mw)為(1 7) X 106的線性超高分子量聚乙烯，優(yōu)選的，所述超高分子量聚乙烯為重均分子量為(1. 5 4.幻X 106的線性超高分子量聚乙烯，更優(yōu)選的，所述超高分子量聚乙烯的重均分子量為(1. 8 4. 0) X 106線性超高分子量聚乙烯。所述超高分子量聚乙烯的粉末粒度為40 μ m 200 μ m,優(yōu)選的，所述超高分子量聚乙烯粉末粒度為80 μ m 180 μ m。作為超高分子量聚乙烯紡絲原液的溶劑為室溫下是液體的碳?xì)浠衔?，?yōu)選的， 可以為氫化萘或烷烴系列，例如可以選自四氫化萘、十氫化萘、煤油、礦物油或石蠟中的一種或幾種作為超高分子量聚乙烯的溶剤，更優(yōu)選的，可以選用分子量為40 1000的7號(hào)白油作為超高分子量聚乙烯的溶剤。按照本發(fā)明，將所述超高分子量聚乙烯與溶劑在溫度為70°C 130°C的范圍內(nèi)溶脹20分鐘 60分鐘，優(yōu)選的，將所述超高分子量聚乙烯與溶劑在溫度為75°C 125°C的范圍內(nèi)溶脹25分鐘 55分鐘。為了制備可紡性能高的超高分子量聚乙烯溶液，本發(fā)明提供的紡絲溶液中超高分子量聚乙烯的重量百分比為70wt% 97. 6wt%，優(yōu)選的，紡絲溶液中超高分子量聚乙烯的重量百分比為70wt% 97. 6wt%，更優(yōu)選的，紡絲溶液中超高分子量聚乙烯的重量百分比為70wt% 97. 6wt%。將超高分子量聚乙烯溶脹制備紡絲溶液之后，需要進(jìn)ー步采用雙螺桿擠出機(jī)對(duì)紡絲溶液進(jìn)行擠壓溶解制備紡絲溶液。其中，雙螺桿擠出機(jī)的喂入口溫度為90°C 120°C，中間擠壓溶解的溫度160°C 200°C，出ロ溫度為150°C 190°C ；紡絲溶液在雙螺桿擠出機(jī)內(nèi)的停留時(shí)間為不超過(guò)10分鐘，優(yōu)選的，紡絲溶液在雙螺桿擠出機(jī)內(nèi)的停留時(shí)間為3 8分鐘，更優(yōu)選的，紡絲溶液在雙螺桿擠出機(jī)內(nèi)的停留時(shí)間為4 6分鐘；雙螺桿擠出機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度為30 300r/min，優(yōu)選的，雙螺桿擠出機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度為70 270r/min，更優(yōu)選的，雙螺桿擠出機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度為90 200r/min。制備紡絲溶液之后，采用凍膠紡絲エ藝使用本發(fā)明提供的超高分子量聚乙烯纖維紡絲溶液制備超高分子量聚乙烯纖維。凍膠紡絲的エ藝條件為噴絲孔的孔徑為0. 6mm 5mm,優(yōu)選的，噴絲孔的孔徑為0. 7mm 2mm ；噴絲孔長(zhǎng)徑比L/D為6/1 30/1，紡絲液擠出速率為0. 5m/min 5m/min，紡絲液經(jīng)過(guò)20°C 60°C的冷卻定型，噴頭牽伸倍數(shù)不超過(guò)2倍； 優(yōu)選的，噴頭牽伸倍數(shù)不超過(guò)1. 8倍。在凍膠絲成型后，將所述凍膠絲靜置16小吋 沈小時(shí)得到初生纖維。制備初生纖維后需要對(duì)初生纖維進(jìn)行萃取、干燥、超倍熱拉伸。對(duì)初生纖維萃取吋，選用的萃取劑對(duì)于溶劑應(yīng)該有良好的相混或相溶性，并且具有低的沸點(diǎn)和高的揮發(fā)性。所用萃取劑可以為易揮發(fā)的低級(jí)烷烴和鹵代烴。例如當(dāng)使用石蠟油作為溶劑吋，可以選用己烷、庚烷、甲苯、氯甲烷、溶劑油等作為萃取劑，優(yōu)選的，選用溶劑汽油作為萃取劑，最優(yōu)選為120號(hào)溶劑油。初生纖維經(jīng)過(guò)萃取后，在40°C 80°C的溫度范圍內(nèi)對(duì)其進(jìn)行干燥使萃取劑揮發(fā)，然后再進(jìn)行超倍熱拉伸。將初生纖維萃取之后需要將其干燥除掉初生纖維上的萃取劑，干燥溫度可以為 40°C 90°C，優(yōu)選的，干燥溫度為50°C 70°C。干燥通過(guò)干燒的方式進(jìn)行，干燒箱中不存在液體物質(zhì)，將溶劑直接蒸發(fā)為氣體。所述干燒操作優(yōu)選經(jīng)過(guò)3道干燒箱。干燥后，進(jìn)行5 道超倍熱拉伸的溫度為70°C 130°C，優(yōu)選的，在85°C 135°C的溫度范圍內(nèi)進(jìn)行超倍熱拉伸。為了維持溫度，可以優(yōu)選在所述甬道中通入溫度相同的飽和水蒸氣。拉伸吋，使初生纖維經(jīng)過(guò)甬道，然后在甬道內(nèi)通入保護(hù)性氣體，可以為惰性氣體或氮?dú)?，?yōu)選的，選用加熱后的氮?dú)庾鳛楸Ｗo(hù)性氣體。牽伸機(jī)可以選用熱輥牽伸機(jī)或冷輥牽伸機(jī)，優(yōu)選的，選用熱輥牽伸機(jī)，熱輥的溫度優(yōu)選為70 90°C，可以對(duì)纖維起到預(yù)熱的作用。本文中，在對(duì)纖維施加拉伸吋，需要在一定的溫度下進(jìn)行，因此在牽伸機(jī)之間有兩端開(kāi)ロ的管子、箱體、圓筒等，然后在其中通入需要溫度的氣體，本文中熱甬道、甬道即指使纖維穿過(guò)的圓筒，但不限于此。按照本發(fā)明，所述拉伸的總拉伸倍數(shù)為10 13倍，更優(yōu)選為11 12倍。最終得到纖度為360D的超高分子量聚乙烯纖維?？偫毂稊?shù)是通過(guò)每相鄰兩道牽伸的速率之比的再相加而得到的。拉伸倍數(shù)越大，纖維越細(xì)，模量和強(qiáng)度就越低。最后還包括將所述纖維通過(guò)卷繞機(jī)卷繞成筒狀，包裝后得到相應(yīng)規(guī)格的產(chǎn)品。為了制備具有優(yōu)異性能的無(wú)緯布，將所述超高分子量聚乙烯纖維鋪展在提前涂覆有粘結(jié)劑的聚合物薄膜上。由于粘結(jié)劑的作用是將纖維粘合到一起并可以全部或者部分包裹纖維，并且在防弾材料中起吸收和傳遞子彈能量的作用，因此應(yīng)選擇具有優(yōu)異力學(xué)性能與纖維具有良好結(jié)合能力的材料作為膠黏劑，可以選用聚合基質(zhì)材料作為粘膠劑，優(yōu)選的， 選擇熱塑性材料作為膠黏劑，可以選用的熱塑性材料為聚氨酷、聚乙烯基聚合物、聚丙烯酸類、聚烯烴或熱塑性弾性體嵌段共聚物。更有選，所述粘結(jié)劑選自聚苯乙烯三嵌段共聚物 (SIS，苯乙烯-異戊ニ烯-苯乙烯)，或清華聚苯乙烯三嵌段共聚物(SIBS，聚苯乙烯-乙烯- 丁烯-苯乙烯)。所述粘結(jié)劑可以為溶劑型粘結(jié)劑，所用的溶劑可以選自苯、甲苯、氯仿、四氯化碳、己烷、環(huán)己烷、氯化環(huán)己烷、ニ乙醚、甲基異丁基醚、醋酸乙酷、醋酸戊酷等。在粘結(jié)劑溶液中，粘結(jié)劑與溶劑的重量比為10 40 90 60，優(yōu)選的，粘結(jié)劑與溶劑的質(zhì)量比為15 35 85 65，更優(yōu)選的，粘結(jié)劑與溶劑的質(zhì)量比為20 30 80 70。由于無(wú)緯布中其主要防弾作用的是超高分子量聚乙烯纖維，因此應(yīng)該空載無(wú)緯布中適當(dāng)?shù)恼辰Y(jié)劑用量，在無(wú)緯布中，粘結(jié)劑的含量可以為10 30wt%，優(yōu)選的粘結(jié)劑的含量為14 30wt%，最優(yōu)選的，粘結(jié)劑的韓浪為18 20wt%。按照本發(fā)明，所述聚合物薄膜優(yōu)選為可以與粘結(jié)劑結(jié)合力好的聚烯烴薄膜、聚酯薄膜、氯化聚乙烯薄膜。更優(yōu)選為聚乙烯、聚丙烯薄膜，最優(yōu)選為聚乙烯薄膜所述聚乙烯聚合物薄膜是由低密度聚乙烯制備，所述低密度聚乙烯的數(shù)均分子量?jī)?yōu)選為8000 12000。 涂覆粘結(jié)劑的方式優(yōu)選為噴涂、手工涂覆，上膠輥機(jī)械上膠。所述超高分子量聚乙烯纖維之間相互平行，同向舒展開(kāi)，可通過(guò)梳理機(jī)進(jìn)行輔助的梳理操作，使所述超高分子量聚乙烯纖維分布更均勻，單取向程度更高，面密度更高。將2 4塊粘結(jié)有超高分子量聚乙烯纖維的聚合物薄膜疊放，所述兩相鄰聚合物薄膜上的纖維絲成0° /90°排列，即兩聚合物薄膜上的纖維絲互相成垂直關(guān)系這樣就使得無(wú)緯布具在橫向和縱向兩個(gè)方向均能夠受カ均勻。按照本發(fā)明，還可以將超高分子量聚乙烯纖維按照0° /90°的方式粘結(jié)在所述聚合物薄膜的兩面，節(jié)約了材料，降低了厚度。最后將所述粘結(jié)有超高分子量聚乙烯纖維的聚合物薄膜在40 60°C下施加5 SMPa的壓力，長(zhǎng)IOOm的聚合物薄膜需要壓制200 300秒，得到無(wú)緯布。這個(gè)過(guò)程是為了使所述超高分子量聚乙烯纖維牢固的粘結(jié)在所述聚合物薄膜上，如果溫度過(guò)高粘結(jié)劑會(huì)因流動(dòng)性過(guò)好而影響纖維的排列，出現(xiàn)鼓泡或氣孔現(xiàn)象。所述壓制操作可以使用本領(lǐng)域人員熟知的復(fù)合機(jī)進(jìn)行，所述復(fù)合機(jī)至少包括2個(gè)壓輥，將纖維絲鋪展在所述聚合物薄膜上，將聚合物薄膜通過(guò)引導(dǎo)輪引向兩個(gè)壓輥中間，調(diào)整壓輥的距離即壓力，在壓輥的帶動(dòng)下將纖維和聚合物薄膜復(fù)合，一次壓制成型。所述壓輥的溫度保持在40 60°C之間，以滿足粘結(jié)劑將纖維固定在聚合物薄膜上。
以下為本發(fā)明具體實(shí)施例實(shí)施例1制備超高分子量聚乙烯纖維將230kg7號(hào)溶劑油預(yù)熱到112°C后，再將40000kg 超高分子量聚乙烯與7號(hào)溶劑油放在溶脹釜101內(nèi)攪拌進(jìn)行初歩溶脹，初步溶脹時(shí)間為20 分鐘。初步溶脹后，再將溫度為98°C的第二份7號(hào)溶劑油690kg加到溶脹釜內(nèi)進(jìn)行再溶脹得到紡絲溶液，再溶脹時(shí)間為30分鐘，攪拌速度不變，再溶脹的同時(shí)將溶脹釜的環(huán)境溫度降到98 0C ο再溶脹后得到均勻的紡絲溶液，將紡絲溶液送入儲(chǔ)料釜102內(nèi)冷卻到25°C后再送入雙螺桿擠出機(jī)103進(jìn)行擠壓溶解。其中，雙螺桿擠出機(jī)的送入口溫度為100°C、中間溫度為185°C、出口溫度為165°C，在雙螺桿擠出機(jī)內(nèi)停留的時(shí)間為5分鐘，雙螺桿旋轉(zhuǎn)速度為 ISOrpm0紡絲溶液經(jīng)過(guò)雙螺桿的解纏、擠出制成透明的凍膠溶液。將凍膠溶液經(jīng)過(guò)計(jì)量泵104、具有400孔的噴絲板105 (噴絲孔直徑0. 8mm,長(zhǎng)徑比 L/D為10/1)以lm/min的噴絲速度擠出進(jìn)入溫度為25°C的凝固水槽106使絲條定型，然后采用噴頭拉伸機(jī)107對(duì)凍膠絲施加1. 5倍的噴頭拉伸得到凍膠絲。凍膠絲放入靜置桶110 內(nèi)靜置18小吋。參見(jiàn)圖2，將靜置后的凍膠絲采用120號(hào)溶劑油進(jìn)行五級(jí)萃取，所謂五級(jí)萃取是使纖維依次從低到高經(jīng)過(guò)第一萃取箱201、第二萃取箱202、第三萃取箱203、第四萃取箱204、 第五萃取箱205，其中第五萃取箱內(nèi)的溶劑油從高到低依次流過(guò)第四萃取箱、第三萃取箱、 第二萃取箱、第一萃取箱，溶劑油與凍膠絲的送給方向相反。凍膠絲經(jīng)過(guò)萃取后再依次經(jīng)過(guò)55°C、60°C、65°C的兩級(jí)干燥。參見(jiàn)圖3，將干燥后的凍膠絲依次喂入第一牽伸機(jī)301、第一熱甬道302、第二牽伸機(jī)303、第二熱甬道304、第三牽伸機(jī)305、第三熱甬道306、第四牽伸機(jī)307，然后采用收絲裝置308進(jìn)行收絲。其中，第一熱甬道的溫度為90°C、第二熱甬道的溫度為110°C，第三熱甬道的溫度為125°C ；第一牽伸機(jī)、第二牽伸機(jī)、第三牽伸機(jī)、第四牽伸機(jī)全部為五輥牽伸機(jī)， 為了達(dá)到本發(fā)明的目的，對(duì)于牽神機(jī)本發(fā)明并無(wú)具體限制，只要能夠滿足牽伸倍數(shù)即可；第一牽伸機(jī)的輥溫為90°C，第二牽伸機(jī)的輥溫為110°C，第三牽伸機(jī)的輥溫為125°C，第四牽伸機(jī)的輥溫為15°C。第二牽伸機(jī)對(duì)初生纖維施加的牽倍為1.8倍，第三牽伸機(jī)對(duì)初生纖維施加的牽倍為2. 8倍、第四牽伸機(jī)對(duì)初生纖維施加的牽倍為3. 4倍?？偫毂稊?shù)為10倍。凍膠絲經(jīng)過(guò)五道超倍熱拉伸后，采用收絲裝置收絲得到超高分子量聚乙烯纖維。實(shí)施例2使用實(shí)施例1制備的超高分子量聚乙烯纖維，所述纖維在涂覆有聚苯乙烯三嵌段共聚物的低密度聚乙薄膜上鋪展。將2塊所述粘結(jié)有纖維的聚合物薄膜在引導(dǎo)輪的作用下通過(guò)兩轉(zhuǎn)動(dòng)的壓輥，壓輥的溫度為60°C，施加壓カ8MPa，得到幅寬為1. 6m的無(wú)緯布。由于使用的是360D的纖維絲，所以所述無(wú)緯布的面密度為135g/cm2。取30層上述的雙層無(wú)緯布相互疊加，對(duì)無(wú)緯布疊層施加0. 4MPa的壓カ使疊層之間的空氣溢出，然后放在溫度為125°C的熱壓模具內(nèi)定型，定型壓カ為25MPa，恒溫保壓15 分鐘，得到防弾板，采用美國(guó)OTJOIOI. 04方単體測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)對(duì)該防彈板進(jìn)行防弾性能測(cè)試， 結(jié)果顯示其能抵御9. 6g，速度為847m/秒的7. 62毫米口徑全金屬包覆子弾。實(shí)施例3
使用實(shí)施例1制備的超高分子量聚乙烯纖維，所述纖維在涂覆有粘結(jié)劑的低密度聚乙烯薄膜上鋪展。將2塊所述粘結(jié)有纖維的聚合物薄膜在引導(dǎo)輪的作用下通過(guò)兩轉(zhuǎn)動(dòng)的壓輥，施加壓カ5MPa，得到幅寬為1. 2m的無(wú)緯布由于使用的是360D的纖維絲，所以所述無(wú)緯布的面密度為135g/cm2。取100層上述的雙層無(wú)緯布相互疊加，對(duì)無(wú)緯布疊層施加5MPa的壓カ使疊層之間的空氣溢出，然后放在溫度為125°C的熱壓模具內(nèi)定型，定型壓カ為20MPa，恒溫保壓15分鐘，得到防弾板，采用美國(guó)NIJ0101. 04方単體測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)對(duì)該防彈板進(jìn)行防弾性能測(cè)試，結(jié)果顯示其能抵御10. 8g，速度為869米/秒的7. 62毫米口徑全金屬包覆子弾。以上對(duì)本發(fā)明提供的ー種超高分子量聚乙烯無(wú)緯布的制備方法進(jìn)行了詳細(xì)的介紹，本文中應(yīng)用了具體個(gè)例對(duì)本發(fā)明的原理及實(shí)施方式進(jìn)行了闡述，以上實(shí)施例的說(shuō)明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行若干改進(jìn)和修飾，這些改進(jìn)和修飾也落入本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.ー種超高分子量聚乙烯無(wú)緯布的制備方法，其特征在干，包括a)將360D的超高分子量聚乙烯纖維按照同一方向排列，鋪展在含有粘結(jié)劑的聚合物聚合物薄膜表面；b)將2 4塊所述粘結(jié)有纖維的聚合物薄膜疊放；所述相鄰兩粘結(jié)有纖維的聚合物薄膜中的纖維相互垂直；c)所述疊放的聚合物薄膜通過(guò)壓制，得到面密度為135g/cm2的無(wú)緯布。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在干，所述360D的超高分子量聚乙烯纖維的制備方法為將超高分子量聚乙烯粉末與溶劑按混合經(jīng)過(guò)溶脹得到紡絲溶液后再經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)擠壓溶解得到濃度為70wt% 97. 6wt%的紡絲溶液；所述溶劑為室溫下是液體的碳?xì)浠衔?；將所述紡絲溶液經(jīng)過(guò)噴絲、冷卻得到凍膠絲；將所述凍膠絲經(jīng)過(guò)洗油洗滌后干燥，得到初生纖維；將所述初生纖維經(jīng)過(guò)5道拉伸，得到纖度為360D的超高分子量聚乙烯纖維；所述拉伸倍數(shù)為8 10倍。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在干，所述拉伸是在溫度為70 130°C的甬道內(nèi)進(jìn)行的。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制備方法，其特征在干，中所述拉伸是在溫度為90 110°C 的甬道內(nèi)進(jìn)行的。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在干，所述溶劑選自四氫化萘、十氫化萘、 煤油、7號(hào)溶劑油或石蠟中的ー種或幾種。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的制備方法，其特征在干，所述溶劑為分子量為40 1000的7 號(hào)溶劑油。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在干，所述粘結(jié)劑為聚苯乙烯三嵌段共聚物、氫化聚苯乙烯三嵌段共聚物或環(huán)氧樹脂。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在干，所述壓制的溫度為40 60°C。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在干，所述壓制的壓カ為5 8MPa。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在干，所述壓制的時(shí)間為100 180s。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種超高分子量聚乙烯無(wú)緯布的制備方法，包括a)將360D的超高分子量聚乙烯纖維按照同一方向排列，并用含有粘結(jié)劑的聚合物薄膜粘結(jié)；b)將2～4塊所述粘結(jié)有纖維的聚合物薄膜疊放；所述兩粘結(jié)有纖維的聚合物薄膜中的纖維相互垂直；c)所述疊放的聚合物薄膜通過(guò)壓制，得到面密度為135g/cm2的無(wú)緯布。本法明提供的制備方法制備的無(wú)緯布質(zhì)輕、強(qiáng)度和模量高。無(wú)緯布的性能穩(wěn)定不會(huì)出現(xiàn)局部應(yīng)力缺陷。
文檔編號(hào)B32B37/00GK102529241SQ20111042558
公開(kāi)日2012年7月4日 申請(qǐng)日期2011年12月16日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月16日
發(fā)明者胡群峰, 鄭哲, 陳永銀, 馬清風(fēng), 黃金幫 申請(qǐng)人:寧波榮溢化纖科技有限公司