[发明专利]一种破片收敛型防弹复合材料的制备方法

权利要求书

1.一种破片收敛型防弹复合材料的制备方法，所述复合材料依次包括破片约束层、共混改性弹性体层、改性阻尼橡胶层，其特征在于：所述破片约束层是将芳纶纤维进行预处理，然后采用机织编织出浅交联2.5D编织结构，最后固化成型，所述固化成型具体是将聚氨酯树脂与环氧树脂组成的双树脂和固化剂用丙酮溶解形成混合液，聚磷酸铵溶解于去离子水，并加入混合液中，以200~220转/min的速度搅拌15~20min混合均匀，再采用超声波进行辅助分散，超声波介质的温度控制在32℃，分散10min，其中双树脂、固化剂和聚磷酸铵的质量比为10:1:1，在0.095MPa负压条件下压入芳纶纤维编织结构的纤维层中进行固化，形成芳纶纤维板，固化过程中，聚氨酯形成完全固化状态、环氧树脂形成半固化状态；所述聚氨酯树脂与环氧树脂按照1.5~4:1的体积比组成，固化剂为热固性酚醛树脂和水杨酸按照1:1的体积比组成，所述浅交联2.5D编织结构是将预处理后的对位芳纶纤维分为相互垂直的经纱与纬纱进行编织，经纱呈弯曲状态、纬纱呈直线状态，经纱沿织物竖直平面和厚度方向上与纬纱交联，在织物竖直平面方向上每2股经纱与纬纱交联一次，在织物厚度方向上每4股经纱与纬纱交联一次，制得编制结构 ，所述破片约束层和共混改性弹性层通过冷压复合，具体是在室温、0.1~0.3MPa压力下保压24h，固化后在常温常压下复合改性阻尼橡胶。

2.如权利要求1所述的一种破片收敛型防弹复合材料的制备方法，其特征在于：所述预处理具体是将芳纶纤维放入质量分数为0.5%的氢氧化钠溶液中，浸泡1~1.5h后取出，用去离子水清洗至中性，再放入丙酮中，浸泡12h后取出，用去离子水清洗，然后放入去离子水中煮15min，取出后放入烘箱烘干，设定温度110℃，时间20min，取出后放入密封袋中备用。

3.如权利要求1或2所述的一种破片收敛型防弹复合材料的制备方法，其特征在于：所述冷压复合是采用400目砂纸打磨芳纶纤维板和共混改性弹性体层端面，并用丙酮清洗后分别采用自动涂胶机涂覆A型胶黏剂，在室温条件下，在四柱液压机中0.1~0.3MPa压力下保压24h，待胶黏剂完全固化后，在该共混弹性体表面复合改性阻尼橡胶层，然后通过高压水切切割开孔至指定尺寸。

4.如权利要求3所述的一种破片收敛型防弹复合材料的制备方法，其特征在于：所述共混改性弹性体层具体是氧化钐/聚氨酯共混弹性体，所述改性阻尼橡胶层具体是有硬质酸钠改性的丁基阻尼橡胶。

5.一种破片收敛型防弹复合材料的制备方法，其特征在于，按如下步骤进行：

S1、芳纶纤维编织结构制备

（1）芳纶纤维进行预处理：将芳纶纤维放入质量分数为0.5%的氢氧化钠溶液中，浸泡1~1.5h后取出，用去离子水清洗至中性，再放入丙酮中，浸泡12h后取出，用去离子水清洗，然后放入去离子水中煮15min，取出后放入烘箱烘干，设定温度110℃，时间20min，取出后放入密封袋中备用；

（2）浅交联2.5D编织结构：将预处理后的对位芳纶纤维分为相互垂直的经纱与纬纱进行编制，经纱呈弯曲状态、纬纱呈直线状态，经纱沿织物竖直平面和厚度方向上与纬纱交联，在织物竖直平面方向上每2股经纱与纬纱交联一次，在织物厚度方向上每4股经纱与纬纱交联一次，制得编制结构 ；

S2、芳纶纤维板破片约束层制备

（1）双树脂体系配置：（1）双树脂体系配置：将聚氨酯树脂与环氧树脂组成的双树脂和固化剂用丙酮溶解形成混合液，将聚磷酸铵溶解于去离子水，并加入混合液中，以200~220转/min的速度搅拌15~20min混合均匀，再采用超声波进行辅助分散，超声波介质的温度控制在30±2℃，分散10~15min，混合溶液中双树脂、固化剂和聚磷酸铵的质量比为10:1:1，上述聚氨酯树脂与环氧树脂的体积比为1.5~4:1，固化剂为热固性酚醛树脂和水杨酸按照1:1的体积比组成；

（2）芳纶纤维板破片约束层固化成型：在0.095MPa负压条件下压入芳纶纤维编织结构的纤维层中进行固化，形成芳纶纤维板，固化过程中，聚氨酯形成完全固化状态、环氧树脂形成半固化状态；

S3、冷压复合

采用400目砂纸打磨芳纶纤维板和氧化钐/聚氨酯共混弹性体端面，并用丙酮清洗后分别采用自动涂胶机涂覆A型胶黏剂，在室温条件下，在四柱液压机中0.1~0.3MPa压力下保压24h，在阻尼橡胶表面均匀加工出孔径为2mm、孔间距为8mm的半通孔，常温常压下，用A型胶粘剂将改性丁基阻尼橡胶层复合在弹性体表面，待胶黏剂完全固化后，通过高压水切切割开孔至指定尺寸。