[发明专利]一种可视化柔性轻质防护材料及其制备方法和应用

说明书

本发明提供了一种可视化柔性轻质防护材料及其制备方法和应用，涉及防护材料技术领域。本发明提供的可视化柔性轻质防护材料的制备方法，包括以下步骤：将微纳米无机颗粒、应力发光组分和分散剂混合，得到应力发光剪切增稠液；将所述应力发光剪切增稠液和聚氨酯溶液以及有机稀释剂混合，得到浸渍液；将芳纶纤维织物置于所述浸渍液中进行浸渍，得到可视化柔性轻质防护材料。本发明将聚氨酯和应力发光剪切增稠液混合可以在降低担载量的基础上进一步提高其抗冲击性能，并赋予防护材料可视化的检测特性。本发明由于剪切增稠液的作用，芳纶纤维织物的柔性基本不会被弱化，能够满足柔性防护材料需求。

技术领域

本发明涉及防护材料技术领域，具体涉及一种可视化柔性轻质防护材料及其制备方法和应用。

背景技术

传统的陶瓷和金属防护衣质硬厚重，对穿戴者身体特定部位的运动限制较大，柔性防护材料的开发势在必行。芳纶、超高分子量聚乙烯等高性能纤维织物由于具有高强度和高韧性，通常被用于开发柔性防护材料。在冲击过程中，观察到几种机制相互作用以耗散冲击能量，包括在交错点的应力传递、纱线的卷曲、纱线的拉出、纱线的断裂等，这些机制涉及到纱线之间的摩擦或粘接。然而，由于原织物纱线间摩擦小，其抗冲击性能较差。因此，一般采用剪切增稠液对织物进行处理，以改善纱线间的摩擦。已经有许多研究者报道剪切增稠液可以提高织物的抗刺伤和防弹性能(例如CN107334199B，CN111663336B)。

剪切增稠液一般由刚性微纳米颗粒稳定分散在牛顿流体中构成，其粘度在受到剪切或冲击时急剧上升，浸渍剪切增稠液后的织物，其纤维或纱线间隙充满剪切增稠液，纱线或纤维间的相对运动会因剪切增稠而导致纤维运动受阻。换句话说，浸渍剪切增稠液后，纱线或纤维之间的摩擦会增加，有利于提高织物的抗冲击性能，但是织物的抗冲击性能仍有待进一步提高，而且不能满足现代科技发展及社会需求对智能防护、可视化检测的迫切需求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可视化柔性轻质防护材料及其制备方法和应用，本发明制备的可视化柔性轻质防护材料具有担载量低、抗冲击性能好、柔性基本不被削弱及冲击可视化的优点。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种可视化柔性轻质防护材料的制备方法，包括以下步骤：

将微纳米无机颗粒、应力发光组分和分散剂混合，得到应力发光剪切增稠液；

将所述应力发光剪切增稠液和聚氨酯溶液以及有机稀释剂混合，得到浸渍液；

将芳纶纤维织物置于所述浸渍液中进行浸渍，得到可视化柔性轻质防护材料。

优选地，所述微纳米无机颗粒、应力发光组分和分散剂的质量比为20～50:5～15:40～75。

优选地，所述微纳米无机颗粒包括二氧化硅纳米颗粒、碳酸钙纳米颗粒和二氧化钛纳米颗粒中的一种或几种。

优选地，所述应力发光组分包括Eu金属配合物、ZnS基发光材料和四苯基乙烯类有机化合物中的一种或几种。

优选地，所述分散剂包括聚乙二醇或丙三醇。

优选地，所述应力发光剪切增稠液和聚氨酯溶液的质量比为0.5～2:1；所述聚氨酯溶液的固含量为30～40wt％。

优选地，所述应力发光剪切增稠液和有机稀释剂的质量比为1:7～22。

优选地，所述芳纶纤维织物包括芳纶无捻平纹织物、芳纶无捻斜纹织物或芳纶有捻织物。

本发明提供了上述技术方案所述制备方法制备得到的可视化柔性轻质防护材料。

本发明提供了上述技术方案所述可视化柔性轻质防护材料作为智能防护材料的应用。