[发明专利]一种隔热的剪切增稠液复合三维织物的制备方法与应用

说明书

本发明公开一种隔热的剪切增稠液复合三维织物的制备方法，包括以下步骤：(1)在25～55℃的温度下，将带正电荷的微纳米球形二氧化硅粒子加入到带负电聚醚多元醇和硅油的混合物中，并加入适量的聚四氟乙烯粉末，搅拌、分散30～80分钟后，得到均匀的分散液；(2)将步骤(1)所得分散液放置在真空烘箱，25～55℃温度下静置，得到隔热效果的剪切增稠液体；(3)以超高分子量聚乙烯纤维为芯纱，PBO纤维为皮纱，制作包缠纱；(4)以树脂为基体，制作将步骤(3)中包缠纱制备成三维机织物；(5)将步骤(4)中的三维机织物与步骤(2)中的剪切增稠液进行复合处理后得到最终产品。

技术领域

本发明涉及纺织领域，具体是一种隔热的剪切增稠液复合三维织物的制备方法与应用。

背景技术

三维机织物中特殊的纱线交织结构使得三维机织复合材料具有比强度、比模量高，抗冲击性好，可设计性强等优点。特别是，三维机织物用作复合材料增强结构时，根据结构件外形几何特征的不同，主要有2种纤维增强体的成型方法:一种是采用立体仿形织造技术的直接异形整体成型。将剪切增稠液与三维机织物的进行有机的复合成为纺织技术领域，成为该技术领域突破的研究未来。

剪切增稠液体(STF)中的纳米球形颗粒是自然界中最坚硬的非金属材料之一，具有较强柔韧性，而在受到冲击时呈现坚固性。在一定程度上，剪切增稠液体调和了装备的防护性能和舒适性之间的矛盾，使得两者间和谐共存，是能将人体自由活动与碰撞打击保护结合在一起的首选材料。

然而现有制作工艺中，剪切增稠液体与三维机织物之间的复合性能较差，导致剪切增稠液体与三维机织物结合后，整体性能如抗压能力、耐腐蚀能力以及耐磨性能没有得到明显提高，所直接引起的弊端无法耐受外界高强度冲击力，应用领域较窄。因此，剪切增稠液体与三维机织物之间的复合性成为技术瓶颈。

但解决上述技术问题该方面所做的研究较少，报道的文献综述也较少。中国专利号为：CN201310311702.7，公开“一种剪切增稠液材料的方法”，该技术方案得到剪切增稠液适用织物，用于提高织物的强度和韧度，但该技术方案得到的切增稠液热力学性能较差，且所制备得到的织物性理化能较一般，无法承受高速条件下的冲击作用力，因此提高织物在高速条件下的抗冲击力，仅单一的从增稠液和纺织物进行技术革新，是无法从本质上提高织物的理化性能，针对该技术问题的瓶颈，至今未有一种实施有效的方式解决。

(一)解决的技术问题

针对现有技术存在的上述问题，本发明提供了一种隔热的剪切增稠液复合三维织物的制备方法与应用。本发明方法工艺简便，生产成本低廉。而且，提高了织物的抗压能力。

(二)技术方案

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现:

一种隔热的剪切增稠液复合三维织物的制备方法，包括以下步骤：

(1)在25～55℃的温度下，将带正电荷的微纳米球形二氧化硅粒子加入到带负电聚醚多元醇和硅油的混合物中，并加入适量的聚四氟乙烯粉末，搅拌、分散30～80分钟后，得到均匀的分散液；

(2)将步骤(1)所得分散液放置在真空烘箱，25～55℃温度下静置，得到隔热效果的剪切增稠液体；

(3)以超高分子量聚乙烯纤维为芯纱，PBO纤维为皮纱，制作包缠纱；

(4)以树脂为基体，将步骤(3)中包缠纱制备成三维机织物；

(5)将步骤(4)中的三维机织物与步骤(2)中的剪切增稠液进行复合处理后得到最终产品。

优选地，所述步骤(3)中制备包缠纱的芯纱的原料为超高分子量聚乙烯，所述皮纱为PBO纤维。

优选地，所述PBO纤维的强力和模量为凯夫拉纤维的2-3倍。