[发明专利]一种单层单向布的制备系统、制备方法及其制得的单向布

说明书

本发明提供的单向布制备系统及制备方法，以整幅的离型基材作为衬底，通过对离型基材表面施胶再转移到聚合物条带上形成单向布，大大减小了单向布生产过程中聚合物条带的行进距离，从根本上避免了由于条带传输引起的单向布缝隙或搭接重叠等缺陷；采用水性聚氨酯或水性环氧树脂等水性胶黏剂可以通过烘干水分得到超薄的胶膜，降低单向布产品中的含胶量，从而提高由单向布制得的防弹板的防弹性能；在收卷之前设置剥离辊可以避免单向布卷材长期储存后离型基材难以剥离；制得的单向布中，较薄的单层单向布可增加防弹板的交织率，提高防弹板的防弹性能；较低的胶膜层面密度和较薄的聚合物层可在保证单向布中聚合物含量的情况下增加防弹板中单向布的交织度，增强防弹板的防弹能力。

技术领域

本发明涉及一种单向布的制备系统、制备方法及通过该方法制备的单向布，具体涉及一种超高分子量聚乙烯单向布的制备系统、制备方法及通过该方法制备的单向布。

背景技术

单向布，指在一个方向(通常是经向，也有纬向单向织物)具有大量的纺织纱或无捻粗纱，在另一方向只有少量并且通常是细的纱，布的全部强度都在一个方向上的一种纺织物。

主要有如下三种类型：

1、机织单向布，一般为经向单向布，主要用于建筑桥梁的抗震修复和加固补强，如单向碳纤维布。

2、缝编单向布，专用设备将纤维纱线按一个方向排列，用聚酯纱线缝编而成的织物，主要用于航空航天工业和船舶工业，也有用于建筑加固和体育器材。

3、无纬单向布，实际是一种预浸片材，是用特殊设备将纤维按一个方向排列整齐0度90度交叉铺放2层及以上，用树脂粘合而成，或者复合一层薄膜或离型纸甚至是纤维网格，主要用于体育运动器材，如高尔夫球杆，鱼杆等，也用于防弹领域，主要原料为芳纶和超高分子量聚乙烯。

单向布用于制品有如下特点：

减振效果好，膨胀系数小，骨架轻，变形小，而被广泛应用在航空工业，如雷达罩、电子设备舱、发动机外壳、发动机叶片、舱门、直升飞机的浆叶等；船舶工业，如帆船、快艇、深海鱼船、救生船等；用于体育用品，如渔杆、滑雪板、冰球杆等；用于化学行业，如立体卧式储罐、管道、工作台等；用于医疗行业，如夹板、绷带、人工呼吸器等；用于军事工业，如防护甲、大口径火炮、坦克负重轮等；其他行业，如建筑上用的增强预制件，剑杠织机上用的剑杠、剑带等。

应用于防弹领域的超高分子量聚乙烯材料主要有两种形式，一种是纤维形态，一种是条带形态。纤维单向布生产工艺主要包括展丝-表面处理-浸胶-干燥等工艺制备。而超高分子量聚乙烯条带具有二维物理形态，并且限于目前的生产工艺水平，较难直接获得宽幅(比如大于500mm宽度)条带，需要通过拼接生产条带单向布，通常应用于防弹领域。

应用于防弹领域的超高分子量聚乙烯单向布通常在其一面或两面涂布有胶膜，将涂布有胶膜的单向布交叉层叠之后进行热压，可得到超高分子量聚乙烯层压板，胶膜在其中起到胶黏剂的作用，使相邻两层单向布紧密结合在一起。如中国专利CN105620008A所描述的传统涂胶方式，是将若干宽度较窄的超高分子量聚乙烯条带开卷后以肩并肩拼宽的方式得到未粘合的单层单向布，再将所述单层单向布经输送辊传输至涂胶设备，通过涂胶设备在单层单向布的一面涂布胶液，之后将涂过胶的单向布送至烘箱以烘干胶液，使得单向布表面形成一层胶膜，最后将两层带有胶膜的单向布在横向上交错并粘合在一起，得到双层单向布。上述方式是目前行业比较成熟的工艺路径，属于“微凹涂布”范畴，工艺相对简单，操作方便。但上述工艺存在工艺路径偏长(主要涉及烘箱干燥)、占地面积大、车速慢等缺点，条带在长距离的输送过程中，产品的拼接精度难以控制，极容易出现缝隙或搭接重叠的现象，造成产品中存在缺陷。