高韌性樹脂基芳綸復合材料及其生產(chǎn)方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及紡織領域，特別涉及高韌性樹脂基芳綸復合材料及其生產(chǎn)方法。其中，該高韌性樹脂基芳綸復合材料的生產(chǎn)方法，包括下列步驟：按重量計，將50-80份環(huán)氧樹脂與10-20份改性劑混合；其中，改性劑為液體聚硫橡膠、液體硅橡膠、聚乙二醇醚中的一種或多種；將環(huán)氧樹脂與改性劑的混合物中加入15-35份脂肪胺類固化劑，再攪拌，得到復合樹脂；將復合樹脂在15-40℃下干燥1.5-4.5h，得到半固化的復合樹脂膜；將半固化的復合樹脂膜涂覆在芳綸織物的表面，經(jīng)壓輥成型，得到高韌性樹脂基芳綸復合材料。與相關技術中的預浸工藝相比，本發(fā)明的生產(chǎn)方法得到的高韌性樹脂基芳綸復合材料防刺性能較高，并且防刺性能分布均勻。
【專利說明】高韌性樹脂基芳綸復合材料及其生產(chǎn)方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及紡織領域，具體而言，涉及高韌性樹脂基芳綸復合材料及其生產(chǎn)方法?！颈尘凹夹g】
[0002]隨著社會的發(fā)展和進步，人們日益渴望社會的和平和個人的人身安全。自從“美國
9.11”事件發(fā)生后，人們的反恐意識愈加強烈，因此個體防護材料的研制和開發(fā)得到了快速發(fā)展。目前，可用于個體防護的材料有很多種，例如樹脂基玻璃纖維復合材料、樹脂基碳纖維復合材料、樹脂基芳綸復合材料等。以上材料的防護功能主要體現(xiàn)在防彈和防刺兩個方面。其中，樹脂基芳綸復合材料具有重量輕、強度高、彈性優(yōu)良、耐化學腐蝕和耐候性好等優(yōu)點，因而應用比較廣泛。
[0003]樹脂基芳綸復合材料是由以樹脂為基體的芳綸纖維增強材料，其常用的加工工藝是:直接以樹脂溶液(即樹脂為液體狀)對芳綸織物進行預浸處理制成。相比單一的芳綸織物，該復合材料具有良好的防刺性能，原理是:由于樹脂涂層對芳綸織物纖維起到一定的保護作用，增加芳綸織物的韌性，阻礙刀尖對芳綸織物的侵徹，因此，芳綸織物的防刺性增加。
[0004]但是，采用液體樹脂對芳綸織物進行預浸處理時，液體樹脂會浸入芳綸織物的結構縫隙中，形成表面凹凸不平的粗糙結構，該粗糙結構中凸起部分的纖維容易受到刀割、刀刺的侵徹，即該凸起部分作為防刀尖侵徹的薄弱部位，其防刺性能較差。由此可見，采用預浸工藝制成的樹脂基芳綸復合材料的防刺性能不均一，凸起部分的防刺性能弱。

【發(fā)明內容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供高韌性樹脂基芳綸復合材料及其生產(chǎn)工藝，以解決上述的問題。
[0006]在本發(fā)明的實施例中提供了一種高韌性樹脂基芳綸復合材料的生產(chǎn)方法，包括下列步驟:
[0007]按重量計，將50-80份環(huán)氧樹脂與10-20份改性劑混合；其中，改性劑為液體聚硫橡膠、液體硅橡膠、聚乙二醇醚中的一種或多種。
[0008]將環(huán)氧樹脂與改性劑的混合物中加入15-35份脂肪胺類固化劑，再攪拌，得到復合樹脂；
[0009]將復合樹脂在15_40°C下干燥1.5-4.5h，得到半固化的復合樹脂膜；
[0010]將半固化的復合樹脂膜涂覆在芳綸織物的表面，經(jīng)壓輥成型，得到高韌性樹脂基芳綸復合材料。
[0011]進一步地,混合的方法為:攪拌25_45min。
[0012]進一步地，將復合樹脂在15-40°C下干燥之前還包括:將復合樹脂轉移至離型紙上。
[0013]進一步地，壓輥成型時，壓輥的滾動速度為8_20m/s，壓強為5_15MPa。
[0014]進一步地，將復合樹脂轉移至離型紙上的方法為:將復合樹脂擠塑至離型紙上。[0015]在本發(fā)明的實施例中還提供了一種高韌性樹脂基芳綸復合材料，其采用上文任一種高韌性樹脂基芳綸復合材料的生產(chǎn)方法制得。
[0016]本發(fā)明上述實施例的高韌性樹脂基芳綸復合材料的生產(chǎn)方法是先制備復合樹脂，再制備半固化的復合樹脂膜，再將該半固體的復合樹脂膜涂覆在芳綸織物的表面，經(jīng)壓輥成型得到高韌性樹脂基芳綸復合材料。由于以上生產(chǎn)方法所用的半固體的復合樹脂膜在常態(tài)條件下流動性比液體樹脂弱，不會浸入芳綸織物的結構縫隙中形成表面凹凸不平的粗糙結構，因而制得的高韌性樹脂基芳綸復合材料防刺性能均勻，不存在防刺性能較弱的凸起部分。另外，上述生產(chǎn)方法是將半固化的復合樹脂膜直接涂覆在芳綸織物的表面，使得芳綸織物表面增加了一道防護，增加了刀劍在芳綸織物上形成穿孔結構的阻力，即芳綸織物的防刺性能提高。由此可見，與相關技術中的預浸工藝相比，本實施例的生產(chǎn)方法得到的高韌性樹脂基芳綸復合材料防刺性能較高，并且防刺性能分布均勻。
[0017]另外，經(jīng)試驗證明，與相關技術中的預浸工藝相比，在得到的樹脂基芳綸復合材料厚度、重量相等的情況下，本實施例的生產(chǎn)方法得到的高韌性樹脂基芳綸復合材料的防刺性能高出40%以上。
[0018]其中，復合樹脂中各成分的作用是:環(huán)氧樹脂為膠的主體材料；改性劑可以增強膠的韌性，進而提高樹脂基芳綸復合材料的韌性、彈性；脂肪胺類固化劑與環(huán)氧樹脂會發(fā)生化學反應，形成網(wǎng)狀立體聚合物，從而使樹脂的體型固化。通過以上配方制得的半固化的復合樹脂膜不僅本身具有較強的穿刺阻力和優(yōu)異的粘結性能，而且對芳綸織物的纖維起到了固定的約束作用，可顯著提高芳綸織物的抗穿刺性能。由此可見，以上實施例的生產(chǎn)方法從多個方面提高了芳綸織物的抗穿刺性能。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1示出了本發(fā)明的實施例提供的高韌性樹脂基芳綸復合材料的生產(chǎn)方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0020]下面通過具體的實施例子對本發(fā)明做進一步的詳細描述。
[0021]實施例一
[0022]一種高韌性樹脂基芳綸復合材料的生產(chǎn)方法，如圖1所示，包括下列步驟:
[0023]步驟101:按重量計，將50-80份環(huán)氧樹脂與10-20份改性劑混合。
[0024]步驟102:將環(huán)氧樹脂與改性劑的混合物中加入15-35份脂肪胺類固化劑，再攪拌，得到復合樹脂。
[0025]步驟103:將復合樹脂在15_40°C下干燥1.5-4.5h，得到半固化的復合樹脂膜。
[0026]步驟104:將半固化的復合樹脂膜涂覆在芳綸織物的表面，經(jīng)壓輥成型，得到高韌性樹脂基芳綸復合材料。
[0027]其中，改性劑為液體聚硫橡膠、液體硅橡膠、聚乙二醇醚中的一種或多種。
[0028]以上高韌性樹脂基芳綸復合材料的生產(chǎn)方法是先制備復合樹脂，再制備半固化的復合樹脂膜，再將該半固體的復合樹脂膜涂覆在芳綸織物的表面，經(jīng)壓輥成型得到高韌性樹脂基芳綸復合材料。由于以上生產(chǎn)方法所用的半固體的復合樹脂膜在常態(tài)條件下流動性比液體樹脂弱，不會完全浸入芳綸織物的結構縫隙中形成織布表面固有的凹凸不平的粗糙結構，因而制得的高韌性樹脂基芳綸復合材料防刺性能均勻，不存在防刺性能較弱的凸起結構。此外，由于以上生產(chǎn)方法通過樹脂轉移膜復合芳綸織物的制備方法使得樹脂基芳綸織物復合材料表面更加光滑、樹脂分布均勻，因此復合材料的防刺性能更均勻穩(wěn)定。
[0029]另外，上述生產(chǎn)方法是將半固化的復合樹脂膜直接涂覆在芳綸織物的表面，使得芳綸織物表面增加了一道防護，增加了刀劍在芳綸織物上形成穿孔結構的阻力，即芳綸織物的防刺性能提高。由此可見，與相關技術中的預浸工藝相比，本實施例的生產(chǎn)方法得到的高韌性樹脂基芳綸復合材料防刺性能較高，并且防刺性能分布均勻。
[0030]另外，經(jīng)試驗證明，與相關技術中的預浸工藝相比，在得到的樹脂基芳綸復合材料厚度、重量相等的情況下，本實施例的生產(chǎn)方法得到的高韌性樹脂基芳綸復合材料的防刺性能高出40%以上。
[0031]其中，復合樹脂中各成分的作用是:環(huán)氧樹脂為膠的主體材料；改性劑可以增強膠的韌性，可顯著提高樹脂基芳綸復合材料的韌性；脂肪胺類固化劑與環(huán)氧樹脂會發(fā)生化學反應，形成網(wǎng)狀立體聚合物(即交聯(lián))，從而使樹脂的體型固化。具體為:
[0032]液體聚硫是環(huán)氧樹脂膠黏劑的增韌劑，液體聚硫橡膠的溶解度與環(huán)氧樹脂相近，因而相容性好，在環(huán)氧交聯(lián)結構中引入了柔性較好的鏈段，降低環(huán)氧樹脂本體模量，增大韌性，沖擊強度由0.45J/cm2提高到0.90J/cm2。液體聚硫橡膠增韌改性的環(huán)氧樹脂密封膠，在44MPa壓力下不泄漏，可用于耐受深海壓力容器的密封。
[0033]液體硅橡膠在_65°C _200°C范圍下可長期使用并保持其柔軟彈性性能，硫化性能優(yōu)異，有優(yōu)良的電性能和化學穩(wěn)定性，耐水、耐臭氧、耐氣候老化，無腐蝕性，生理惰性，無毒無味，線收縮率低，制品透明性高，脫模性好的優(yōu)點，易操作等特點。
[0034]通過以上配方制得的半固化的復合樹脂膜不僅本身具有較強的穿刺阻力和優(yōu)異的粘結性能，而且對芳綸織物的纖維起到了適當?shù)墓潭s束作用，從而提高芳綸織物的抗穿刺性能。綜上所述，以上實施例的生產(chǎn)方法從多個方面提高了芳綸織物的抗穿刺性能。
[0035]另外，步驟102中攪拌的作用是:使脂肪胺類固化劑與環(huán)氧樹脂、改性劑能夠充分混合、反應。步驟103中的干燥溫度可以選用15-40°C內的任意溫度，該溫度環(huán)境相當于常溫條件，其中更為優(yōu)選的溫度是25°C。步驟101和102中的各成分可采用其份數(shù)范圍內的任意份數(shù)，例如環(huán)氧樹脂可為50、60、70、80份等，改性劑采用10、13、15、18、20份等(指改性劑的總量)，固化劑可為15、20、25、30、35份等。
[0036]以上高韌性樹脂基芳綸復合材料的生產(chǎn)方法還可以進一步改進，以達到更多的技術效果，例如:
[0037]步驟101中的混合可采用多種方法，以保證環(huán)氧樹脂與改性劑充分混合并反應。例如，攪拌25-45min。
[0038]步驟103中的將復合樹脂在15-40°C下干燥之前還包括:將復合樹脂轉移至離型紙上:防止復合樹脂發(fā)生粘連或污染，提高復合樹脂的均勻性和潔凈度。其中，將復合樹脂轉移至離型紙上的方式有很多種，例如，將復合樹脂擠塑至離型紙上，這種方式可以使復合樹脂的薄厚更加均一。另外，離型紙可采用多種材質的離型紙，例如聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚乙烯PE、聚碳酸酯(PC)或紙質離型紙等。
[0039]步驟104中，涂覆也可采用其它多種方法使半固化的復合樹脂膜均勻地與芳綸織物貼合在一起。當采用壓輥成型的方式時，為了使半固化的復合樹脂膜與芳綸織物無氣泡緊密的復合，可優(yōu)選采用如下的工作條件:壓輥的滾動速度為8-20m/s，壓強為5-15MPa。
[0040]實施例二
[0041]該實施例提供了一種高韌性樹脂基芳綸復合材料，其采用實施例一或者其優(yōu)選方法制得。由此可見，本實施例的高韌性樹脂基芳綸復合材料也可以達到上文所述的技術效果。
[0042]其中，所用的復合樹脂中的各成分可采用其份數(shù)范圍內的任意份，例如表1所示的配方(該表格只列舉了部分配方，本發(fā)明的保護范圍并不限于以下配方)。
[0043]表1復合樹脂的配方
[0044]
【權利要求】
1.高韌性樹脂基芳綸復合材料的生產(chǎn)方法，其特征在于，包括下列步驟: 按重量計，將50-80份環(huán)氧樹脂與10-20份改性劑混合；其中，所述改性劑為液體聚硫橡膠、液體硅橡膠、聚乙二醇醚中的一種或多種； 將所述環(huán)氧樹脂與所述改性劑的混合物中加入15-35份脂肪胺類固化劑，再攪拌，得到復合樹脂； 將所述復合樹脂在15-40°C下干燥1.5-4.5h，得到半固化的復合樹脂膜； 將所述半固化的復合樹脂膜涂覆在芳綸織物的表面，經(jīng)壓輥成型，得到所述高韌性樹脂基芳綸復合材料。
2.根據(jù)權利要求1所述的高韌性樹脂基芳綸復合材料的生產(chǎn)方法，其特征在于，所述混合的方法為:攪拌25-45min。
3.根據(jù)權利要求1所述的高韌性樹脂基芳綸復合材料的生產(chǎn)方法，其特征在于，將所述復合樹脂在15-40°C下干燥之前還包括:將所述復合樹脂轉移至離型紙上。
4.根據(jù)權利要求1所述的高韌性樹脂基芳綸復合材料的生產(chǎn)方法，其特征在于，壓輥成型時，壓輥的滾動速度為8-20m/s，壓強為5-15MPa。
5.根據(jù)權利要求3所述的高韌性樹脂基芳綸復合材料的生產(chǎn)方法，其特征在于，將所述復合樹脂轉移至離型紙上的方法為:將所述復合樹脂擠塑至離型紙上。
6.高韌性樹脂基芳綸復合材料，其特征在于，所述高韌性樹脂基芳綸復合材料為采用權利要求1-5任一項所述的高韌性樹脂基芳綸復合材料的生產(chǎn)方法制得的高韌性樹脂基芳綸復合材料。
【文檔編號】C08L81/04GK103753904SQ201410020585
【公開日】2014年4月30日 申請日期:2014年1月16日 優(yōu)先權日:2014年1月16日
【發(fā)明者】蔡俊東, 蔡明德, 瞿新昌, 陳躍國, 朱建民, 周曉青, 黃星 申請人:上海聯(lián)博安防器材有限公司