[发明专利]碳纳米管聚集体于制备防弹复合材料中的用途及其制法

说明书

本发明公开了一种碳纳米管聚集体于制备防弹复合材料中的用途，所述防弹复合材料包括：至少一碳纳米管聚集体，包含由多根碳纳米管紧密聚集形成的宏观二维面状结构；以及，织物，其至少一侧表面上覆设有至少一所述的碳纳米管聚集体。其中，所述碳纳米管聚集体包括在一个连续的面内密集排布的多个取向的基础单元，其中每一基础单元包括由多根碳纳米管交织形成的二维面状结构，使所述碳纳米管聚集体呈现宏观有序、微观无序的形态。本发明还公开了一种防弹复合材料的制备方法。本发明的防弹复合材料具有轻薄、环境耐候性好，防弹性能优异、适合批量化制备等特点，且柔性好，可与人体实现任意曲面贴合。

技术领域

本发明涉及一种防弹材料，具体涉及一种基于纳米碳材料的防弹复合材料及其制备方法。

背景技术

目前广泛应用于防弹领域的材料有超高分子量聚乙烯(UHMWPE)、芳纶和聚对苯撑苯并双恶唑(PBO)等。在实际使用中，高性能纤维或者织物表面的表面被树脂包覆，这样能有效地约束纤维的滑移、提高材料结构的均匀性，从而提高材料的防弹效果。CN102058188B通过将纳米粒子与高性能纤维织物复合后再与热塑性树脂复合，抗冲击性能可提高20％，重量减少18％，而材料本身的柔软度未发生变化。CN100567606A通过将碳纳米管溶于胶黏剂中再涂覆于UHMWPE纤维上，可有效地提高UHMWPE的耐热性10℃，和蠕变性及机械强度等。由于纳米材料制备技术的不成熟，目前只能通过表面在胶黏剂中添加少量的纳米材料来提高防弹性能，其中纳米材料在胶黏剂中分散的均匀性以及在高性能纤维表面的堆积形态和分布情况都影响到材料的防弹性。

另外，现有防弹材料还均存在缺陷，例如，UHMWPE材料的耐热性差(小于120℃)，蠕变大，不适合高温沙漠环境下使用；Kevlar不耐紫外线照射，不耐水气；由于在制备得到无纬布的过程中，展丝不匀造成的无纬布结构不均匀，目前只能通过增加堆叠层数减少子弹穿透率。又及，现有防弹材料硬挺不柔软，与人体贴合性差，并且密度大，质量重，穿着舒适性差，影响人体运动的灵活性。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种碳纳米管聚集体于制备防弹复合材料中的用途及其制备方法，以克服现有技术中的不足。

为实现前述发明目的，本发明采用的技术方案包括：

本发明实施例提供了碳纳米管聚集体于制备防弹复合材料中的用途，所述防弹复合材料包括：

至少一碳纳米管聚集体，包含由多根碳纳米管紧密聚集形成的宏观二维面状结构；以及，

织物，其至少一侧表面上覆设有至少一所述的碳纳米管聚集体。

在一些实施方案中，所述碳纳米管聚集体包括多个取向排布的基础单元，其中每一基础单元包括由多根碳纳米管交织形成的二维面状结构。

在一些实施方案中，所述的多个基础单元在一个连续的面内密集排布且相互平行，使所述碳纳米管聚集体呈现宏观有序、微观无序的形态。

在一些实施方案中，多个碳纳米管连续体在所述的连续的面上连续聚集并经致密化处理后而形成所述的多个基础单元。其中，所述碳纳米管连续体由浮动催化裂解法制备形成。

其中，所述织物优选自高性能纤维织物。

本发明实施例提供了一种防弹复合材料的制备方法，其包括：

使多个碳纳米管连续体在一个连续的面上连续聚集并经致密化处理后而形成多个取向的基础单元，该多个基础单元密集排布而形成具有宏观二维面状结构的碳纳米管聚集体，其中所述的碳纳米管连续体由多根碳纳米管无序交织形成，且在致密化处理之前呈现封闭、半封闭或开放式的二维或三维空间结构；

将所述的碳纳米管聚集体与织物的表面固定贴合，形成所述的防弹复合材料。