[发明专利]一种改性酚醛树脂半浸渗芳纶纤维预浸料

说明书

技术领域

本发明属于装甲防护材料技术领域，涉及半浸渗预浸料和相关结构复合材料，涉及人体防护材料技术，特别涉及防弹头盔用复合材料。

背景技术

在人体防护领域，特别是防弹头盔，不仅对抗弹性能有要求，而且对重量、结构强度和高低温环境下的适用性也有很高的要求，因此，需要使用兼具防护功能和结构强度的高性能纤维复合材料。

芳纶纤维具有高强度、高模量等特点，因此高性能纤维防弹复合材料多采用芳纶纤维为增强体。酚醛树脂具有优良的力学性能、耐热性能和电绝缘性，而且成型速度快，成本低，是理想的热固性基体树脂。但酚醛树脂也存在韧性差、易脆裂的缺陷，不能充分发挥芳纶纤维的高强度和高模量特性，从而使复合材料抗弹性能降低。因此对酚醛树脂进行增韧改性非常重要，通过调整酚醛树脂的韧性，调整树脂与芳纶纤维之间的界面粘接力，提高芳纶复合材料的防弹性能。对酚醛树脂改性的研究很多，但针对防弹复合材料特别是头盔用防弹复合材料的改性研究却很少。

半浸渗预浸料作为一种特殊的预浸料，与普通预浸料的主要不同是固化阶段前部分纤维保持干的和未浸渍的状态。目前对于半预浸料的研究和应用很少，CN 101492573A涉及热固性树脂体系的半浸渗预浸料，基体树脂的浸渍率超过20%，由于树脂浸渍率高，用该方法制备的芳纶复合材料抗弹性能不能满足需要。

发明内容

本发明的目的在于克服现有预浸料的不足，提供一种防弹用的改性酚醛树脂半浸渗芳纶纤维预浸料。

本发明的目的是这样实现的，利用改性剂调整酚醛树脂的粘接强度和韧性；将控制量的改性酚醛树脂与芳纶纤维织物复合，控制树脂对芳纶纤维织物的浸渍率，制成一面是基体树脂，另一面是芳纶纤维织物的预浸料，其中，基体树脂部分浸渍芳纶纤维，得到改性酚醛树脂半浸渗芳纶纤维预浸料。 

本发明所涉及的改性酚醛树脂半浸渗芳纶纤维预浸料，由改性酚醛树脂与芳纶纤维织物组成，树脂浸渍部分芳纶纤维，浸渍率介于5%～20%之间。

本发明所涉及的改性酚醛树脂半浸渗芳纶纤维预浸料，由改性酚醛树脂与芳纶纤维织物组成，树脂浸渍部分芳纶纤维，浸渍率优选范围介于5%～10%之间。

本发明所涉及的改性酚醛树脂半浸渗芳纶纤维预浸料，由改性酚醛树脂与芳纶纤维织物组成，预浸料中树脂的质量百分比介于8%～18%之间。

本发明所涉及的改性酚醛树脂半浸渗芳纶纤维预浸料，由改性酚醛树脂与芳纶纤维织物组成，预浸料中树脂的质量百分比优选范围介于10%～14%之间。

本发明所涉及的改性酚醛树脂半浸渗芳纶纤维预浸料，所述改性酚醛树脂用改性剂的质量百分比介于30%～45%之间。

本发明所涉及的改性酚醛树脂半浸渗芳纶纤维预浸料，所述改性剂选自聚乙烯醇缩甲醛、聚乙烯醇缩甲乙醛和聚乙烯醇缩丁醛中的的一种或其中几种的混合体系。

本发明所涉及的改性酚醛树脂半浸渗芳纶纤维预浸料，所述芳纶纤维单位面积质量介于200/m² ～600g/m²之间。

本发明所涉及的改性酚醛树脂半浸渗芳纶纤维预浸料，所述芳纶纤维是平纹布、无皱褶经编织布中的一种。

本发明涉及的改性酚醛树脂半浸渗芳纶纤维预浸料，胶含量均一性好、柔韧性好、使用方便，采用该预浸料制备的芳纶抗弹复合材料制品气孔率低、质量轻、结构强度高、防弹性能优异，适用于人体防护及装甲防护领域。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明提出的方案进行进一步说明，但不作为对技术方案的限制。任何一种可以实现本发明的技术方法均构成本发明涉及技术方案的一部分。

实 施 例 一

使用面密度为200g/m²的美国杜邦K-129芳纶纤维平纹布为增强体，以S-157酚醛树脂（固含量55%）为树脂基体，以聚乙烯醇缩甲乙醛（10%乙醇溶液）作为改性剂，以油酸为内脱模剂，酚醛树脂:改性剂:脱模剂比例为70:30:1，混合搅拌均匀，制成改性酚醛树脂。按照187g/m²比例在离型纸上人工涂覆改性酚醛树脂，待改性酚醛树脂溶剂挥发但仍有一定粘性时，将芳纶纤维布贴合并加压复合，待树脂完全干后揭下离型纸，得到半浸渗芳纶复合材料预浸料。预浸料树脂膜柔韧性好、无粘性，树脂浸渍率20%，树脂含量18%。

用该预浸料24层制备的防弹头盔盔壳重量0.8Kg，用64式手枪7.62mm手枪弹按照GA 293-2001Ⅰ级标准进行试验，5发弹均未穿透，背鼓小于11.5mm，弹速在310m/s～330m/s之间。