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1、(10)申请公布号 CN 103122556 A(43)申请公布日 2013.05.29CN103122556A*CN103122556A*(21)申请号 201310064764.2(22)申请日 2013.02.28D04H 3/009(2012.01)D04H 3/04(2012.01)D04H 3/12(2012.01)F41H 1/02(2006.01)(71)申请人江苏领瑞新材料科技有限公司地址 212134 江苏省镇江市新区港南路300号(72)发明人郭振勤 丁旭(74)专利代理机构南京苏科专利代理有限责任公司 32102代理人任立 姚姣阳(54) 发明名称固化剂增强芳纶纤维复合。
2、无纬布及其制备方法和应用(57) 摘要本发明属防弹护品领域，是一种固化剂增强芳纶纤维复合无纬布及其制备方法和应用，由芳纶纤维通过展丝，均匀、平行和挺直排列后，对其进行涂胶，并干燥后制成，涂胶过程使用的胶粘剂中含有固化剂；固化剂为三羟甲基丙烷三丙烯酸酯，固化剂的加入量为胶粘剂重量的0.8-1.6%。本发明的固化剂增强芳纶纤维复合无纬布可以在很大程度上克服现有技术存在的缺陷，不仅改变了材料的热稳定性，提高芳纶纤维复合无纬布的抗冲击、防弹和防刺性能，同时也可以提高其高低温性能，还可以提高生产效率。(51)Int.Cl.权利要求书1页 说明书5页 附图4页(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发。
3、明专利申请权利要求书1页 说明书5页 附图4页(10)申请公布号 CN 103122556 ACN 103122556 A1/1页21.固化剂增强芳纶纤维复合无纬布，由芳纶纤维通过展丝，均匀、平行和挺直排列后，对其进行涂胶，并干燥后制成，所述涂胶过程使用的胶粘剂中含有固化剂；其特征在于：所述固化剂为三羟甲基丙烷三丙烯酸酯，所述固化剂的加入量为胶粘剂重量的0.8-1.6%。2.如权利要求1所述的固化剂增强芳纶纤维复合无纬布，其特征在于：所述涂胶过程使用的胶粘剂中还含有偶联剂，所述偶联剂的加入量为胶粘剂重量的0.6-0.9%，所述偶联剂为硅烷偶联剂或钛酸脂偶联剂。3.如权利要求1或2所述的固化剂增。
4、强芳纶纤维复合无纬布，其特征在于：所述胶粘剂为橡胶类胶粘剂，包括异戊橡胶、丁苯橡胶、苯乙烯橡胶、丁二烯橡胶、或异戊二烯橡胶。4.如权利要求3所述的固化剂增强芳纶纤维复合无纬布，其特征在于：所述胶粘剂是水基胶粘剂，水基胶粘剂中胶粘剂与水的重量比为1：5-3：5。5.如权利要求1或2所述的固化剂增强芳纶纤维复合无纬布，其特征在于：所述三羟甲基丙烷三丙烯酸酯粘度200mpa.s。6.如权利要求1所述固化剂增强芳纶纤维复合无纬布的制备方法，包括以下步骤：将固化剂按配比加入胶粘剂中，并充分混合；芳纶纤维通过展丝，以及均匀、平行和挺直排列后，对其进行上胶；在40-70烘干。7.如权利要求2所述固化剂增强芳。
5、纶纤维复合无纬布的制备方法，包括以下步骤：将固化剂和偶联剂按配比加入胶粘剂中，并充分混合；芳纶纤维通过展丝，以及均匀、平行和挺直排列后，对其进行上胶；在40-70烘干。8.如权利要求1-5中任一权利要求所述的固化剂增强芳纶纤维复合无纬布在防弹护品领域的应用。权 利 要 求 书CN 103122556 A1/5页3固化剂增强芳纶纤维复合无纬布及其制备方法和应用技术领域0001 本发明属防弹护品领域，涉及一种芳纶纤维无纬布的改进及制备，具体的说是一种固化剂增强芳纶纤维复合无纬布及其制备方法和应用。背景技术0002 芳纶纤维无纬布是由芳纶纤维通过展丝，均匀、平行和挺直排列后，对其进行涂胶、干燥后制成。
6、的。其中涂胶的胶粘剂一般包括聚乙烯、交联聚乙烯、聚丙烯、乙烯基共聚物、丙烯共聚物、乙烯-丙烯共聚物和其他烯烃聚合物和共聚物，还有不饱和聚酯、聚丁二烯、聚异戊二烯、天然橡胶、环氧树脂、聚亚胺等等许多低模量树脂，此外，还有EVA、EEA、SBS、SIS、TPR、SEBS等丁钠胶、丁苯胶PVB、PVA等等这些热塑性高韧胶液。这些低模量的弹性体包覆在每一根纤维上，除了可固定作为增强体的纤维外，还可以提高复合材料的抗冲击防弹、放刺性能。0003 然而这种复合无纬布，由于作为基体的胶粘剂自身的缺点，使得复合无纬布的综合性能受到影响，体现在耐热性差，特别是其高低温性能差，综合机械强度也较差，生产效率较低。因。
7、此，如何改变芳纶纤维复合无纬布的生产效率，提高其防弹性能，已经成为防护品研究的必然趋势。0004 专利申请号200910224262.5的中国专利公开了一种芳纶纤维无纬布及其制备方法和应用，其涂胶过程使用的胶粘剂中含有氮丙啶固化剂，虽然可以一定程度上可以提高芳纶纤维复合无纬布的抗冲击、防弹和防刺性能，还可以提高生产效率，但对无法改善芳纶纤维无纬布的高低温性能差。发明内容0005 本发明所要解决的技术问题是：如何提高纶纤维无纬布的高低温性能，使其在高温或低温下顶破力仍能得到一定的保证；如何提高芳纶纤维复合无纬布的抗冲击、防弹和防刺性能，还可以提高生产效率。0006 本发明解决以上技术问题的技术方。
8、案是：固化剂增强芳纶纤维复合无纬布，由芳纶纤维通过展丝，均匀、平行和挺直排列后，对其进行涂胶，并干燥后制成，涂胶过程使用的胶粘剂中含有固化剂；固化剂为三羟甲基丙烷三丙烯酸酯，固化剂的加入量为胶粘剂重量的0.8-1.6%。0007 固化剂增强芳纶纤维复合无纬布的制备方法，包括以下步骤：将固化剂或和偶联剂按配比加入胶粘剂中，并充分混合；芳纶纤维通过展丝，以及均匀、平行和挺直排列后，对其进行上胶；在40-70烘干。0008 本发明还提供了上述的固化剂增强芳纶纤维复合无纬布在防弹护品领域的应用。0009 本发明进一步限定的技术方案是：说 明 书CN 103122556 A2/5页4前述的固化剂增强芳纶。
9、纤维复合无纬布，涂胶过程使用的胶粘剂中还含有偶联剂，偶联剂的加入量为胶粘剂重量的0.6-0.9%，偶联剂为硅烷偶联剂或钛酸脂偶联剂。通过加入偶联剂，通过偶联剂对胶粘剂进行功能化改性，从而可以使芳纶纤维复合无纬布的低温性能得到进一步提高，温度可低至-20左右，-20左右低温下顶破力仍能得到一定的保证，通过增加偶联剂还可使复合无纬布能够吸收子弹绝大部分的动能，进一步改善其抗冲击性，钝化刀具和子弹的冲击，提高防刺和防弹性能。0010 前述的固化剂增强芳纶纤维复合无纬布，胶粘剂为橡胶类胶粘剂，包括异戊橡胶、丁苯橡胶、苯乙烯橡胶、丁二烯橡胶、或异戊二烯橡胶。0011 前述的固化剂增强芳纶纤维复合无纬布，。
10、胶粘剂是水基胶粘剂，水基胶粘剂中胶粘剂与水的重量比为1：5-3：5。0012 前述的固化剂增强芳纶纤维复合无纬布，三羟甲基丙烷三丙烯酸酯粘度200mpa.s。0013 本发明的有益效果是：本发明使用三羟甲基丙烷三丙烯酸酯作为固定剂，也可同时添加偶联剂，可以提高纶纤维无纬布的高低温性能，使其在高温或低温下顶破力仍能得到一定的保证；为了证明其高低温性能，以行以下测试:将布样放入温度为-202恒温箱内保持4h，进行低温力学性能测试，得低温力学性能变化曲线图（图1）；将布样放入温度为552恒温箱内保持4h，进行高温力学性能测试，得高温力学性能变化曲线图（图2）；将布样放入温度为802恒温箱内保持240。
11、h，进行力学性能测试，得恒温恒湿力学性能变化曲线图（图3）。从图1及图2可以看出，本发明在高温和低温条件下仍可保证较强的顶破能力，可以明显提高材料的顶破能力，从而提高了材料的高低温性能。从图3可以看出本发明明显改善了布样10天湿热条件的最大顶破应力。与现有产品相比，本发明芳纶纤维复合无纬布使用的最高温度可提高5左右，最低温度可降低10左右。0014 本发明在提高纶纤维无纬布的高低温性能的同时，还可以提高芳纶纤维复合无纬布的抗冲击、防弹和防刺性能，还可以提高生产效率，具体为：在电子万能试验机上进行顶破及撕裂试验测试，顶破速率为20mm/min，撕裂速率为50mm/min。0015 交联度：称取0。
12、.6g样品于索氏提取器中，用丙酮连续抽提15h，样品残余重量与原始之比为交联度，并通过反复试验确定固化剂适宜的添加量。由图4可以看出固化剂含量在0.8%时，交联度趋于稳定，即生产效率提高速率稳定。0016 剥离强度：测试布样结构尺寸如图5示，测试布样剥离速度为50.0mm/min。0017 打靶：依据美国NIJ IIIA级标准，采用9mm冲锋枪进行防弹测试，结果提高了材料的防弹性能，降低了表面凹陷。0018 由此证明：本发明的固化剂增强芳纶纤维复合无纬布可以在很大程度上克服现有技术存在的缺陷，不仅改变了材料的热稳定性，提高芳纶纤维复合无纬布的抗冲击、防弹和防刺性能，同时也可以提高其高低温性能，。
13、还可以提高生产效率。附图说明0019 图1是本发明芳纶纤维复合无纬布低温力学性能变化曲线图。说 明 书CN 103122556 A3/5页50020 图2是本发明芳纶纤维复合无纬布高温力学性能变化曲线图。0021 图3是本发恒温恒湿力学性能变化曲线图。0022 图4是本发明固化剂添加量对交联度的影响曲线图。0023 图5是本发明离试验布样示意图。具体实施方式0024 实施例1本实施例是一种固化剂增强芳纶纤维复合无纬布，由芳纶纤维通过展丝，均匀、平行和挺直排列后，对其进行涂胶，并干燥后制成，涂胶过程使用的胶粘剂中含有固化剂；固化剂为三羟甲基丙烷三丙烯酸酯，固化剂的加入量为胶粘剂重量的0.8%。胶。
14、粘剂为橡胶类胶粘剂，包括异戊橡胶、丁苯橡胶、苯乙烯橡胶、丁二烯橡胶、或异戊二烯橡胶。胶粘剂是水基胶粘剂，水基胶粘剂中胶粘剂与水的重量比为1：5。三羟甲基丙烷三丙烯酸酯粘度200mpa.s。0025 固化剂增强芳纶纤维复合无纬布的制备方法，包括以下步骤：将固化剂按配比加入胶粘剂中，并充分混合；芳纶纤维通过展丝，以及均匀、平行和挺直排列后，对其进行上胶；在40烘干。0026 本实施例的防弹效果：将40层、400mm400mm，AD=162g/m2的UD材料整齐叠加于背衬为胶泥的靶架上，按GA141-2001实验标准，采用54式7.62mm手枪、51式普通弹，测得：V50530m/s；背衬材料凹陷深。
15、度25mm。0027 本实施例进行温度适应性试验：将本实施例的防弹无纬布放入温度为-25或60恒温箱内保持至少4小时，然后进行如上射击试验，结果符合GA141-2001的标准要求。0028 对生产效率进行考察，生产时间提高了100%，测试其力学性能，结果提高了材料的高、低温性能；对一定层数的复合无纬布按照美国NIJ IIIA的标准进行实弹测试，结果完全符合标准要求，且优于未添加固化剂生产的芳纶纤维复合无纬。0029 实施例2本实施例是一种固化剂增强芳纶纤维复合无纬布，由芳纶纤维通过展丝，均匀、平行和挺直排列后，对其进行涂胶，并干燥后制成，涂胶过程使用的胶粘剂中含有固化剂；固化剂为三羟甲基丙烷三。
16、丙烯酸酯，固化剂的加入量为胶粘剂重量的1.6%。胶粘剂为橡胶类胶粘剂，包括异戊橡胶、丁苯橡胶、苯乙烯橡胶、丁二烯橡胶、或异戊二烯橡胶。胶粘剂是水基胶粘剂，水基胶粘剂中胶粘剂与水的重量比为3：5。三羟甲基丙烷三丙烯酸酯粘度200mpa.s。0030 固化剂增强芳纶纤维复合无纬布的制备方法，包括以下步骤：将固化剂按配比加入胶粘剂中，并充分混合；芳纶纤维通过展丝，以及均匀、平行和挺直排列后，对其进行上胶；在40-70烘干。0031 本实施例的防弹效果：将40层、400mm400mm，AD=162g/m2的UD材料整齐叠加于背衬为胶泥的靶架上，按GA141-2001实验标准，采用54式7.62mm手枪。
17、、51式普通弹，测得：V50530m/s；背衬材料凹陷深度25mm。说 明 书CN 103122556 A4/5页60032 本实施例进行温度适应性试验：将本实施例的防弹无纬布放入温度为-25或60恒温箱内保持至少4小时，然后进行如上射击试验，结果符合GA141-2001的标准要求。0033 对生产效率进行考察，生产时间提高了100%，测试其力学性能，结果提高了材料的高、低温性能；对一定层数的复合无纬布按照美国NIJ IIIA的标准进行实弹测试，结果完全符合标准要求，且优于未添加固化剂生产的芳纶纤维复合无纬。0034 实施例3本实施例是一种固化剂增强芳纶纤维复合无纬布，由芳纶纤维通过展丝，均匀。
18、、平行和挺直排列后，对其进行涂胶，并干燥后制成，涂胶过程使用的胶粘剂中含有固化剂；固化剂为三羟甲基丙烷三丙烯酸酯，固化剂的加入量为胶粘剂重量的0.9%。胶粘剂为橡胶类胶粘剂，包括异戊橡胶、丁苯橡胶、苯乙烯橡胶、丁二烯橡胶、或异戊二烯橡胶。胶粘剂是水基胶粘剂，水基胶粘剂中胶粘剂与水的重量比为2：5。三羟甲基丙烷三丙烯酸酯粘度200mpa.s。涂胶过程使用的胶粘剂中还含有偶联剂，偶联剂的加入量为胶粘剂重量的0.6%，偶联剂为硅烷偶联剂或钛酸脂偶联剂。0035 固化剂增强芳纶纤维复合无纬布的制备方法，包括以下步骤：将固化剂和偶联剂按配比加入胶粘剂中，并充分混合；芳纶纤维通过展丝，以及均匀、平行和挺直。
19、排列后，对其进行上胶；在40-70烘干。0036 本实施例的防弹效果：将40层、400mm400mm，AD=162g/m2的UD材料整齐叠加于背衬为胶泥的靶架上，按GA141-2001实验标准，采用54式7.62mm手枪、51式普通弹，测得：V50530m/s；背衬材料凹陷深度25mm。0037 本实施进行温度适应性试验：将本实施例的防弹无纬布放入温度为-25或60恒温箱内保持至少4小时，然后进行如上射击试验，结果符合GA141-2001的标准要求。0038 对生产效率进行考察，生产时间提高了100%，测试其力学性能，结果提高了材料的高、低温性能；对一定层数的复合无纬布按照美国NIJ IIIA。
20、的标准进行实弹测试，结果完全符合标准要求，且优于未添加固化剂及偶联剂生产的芳纶纤维复合无纬。0039 实施例4本实施例是一种固化剂增强芳纶纤维复合无纬布，由芳纶纤维通过展丝，均匀、平行和挺直排列后，对其进行涂胶，并干燥后制成，涂胶过程使用的胶粘剂中含有固化剂；固化剂为三羟甲基丙烷三丙烯酸酯，固化剂的加入量为胶粘剂重量的0.8%。胶粘剂为橡胶类胶粘剂，包括异戊橡胶、丁苯橡胶、苯乙烯橡胶、丁二烯橡胶、或异戊二烯橡胶。胶粘剂是水基胶粘剂，水基胶粘剂中胶粘剂与水的重量比为3：5。三羟甲基丙烷三丙烯酸酯粘度200mpa.s。涂胶过程使用的胶粘剂中还含有偶联剂，偶联剂的加入量为胶粘剂重量的0.9%，偶联剂。
21、为硅烷偶联剂或钛酸脂偶联剂。0040 固化剂增强芳纶纤维复合无纬布的制备方法，包括以下步骤：将固化剂和偶联剂按配比加入胶粘剂中，并充分混合；芳纶纤维通过展丝，以及均匀、平行和挺直排列后，对其进行上胶；在40-70烘干。0041 本实施例的防弹效果：将40层、400mm400mm，AD=162g/m2的UD材料整齐叠加于背衬为胶泥的靶架上，按GA141-2001实验标准，采用54式7.62mm手枪、51式普通弹，测得：说 明 书CN 103122556 A5/5页7V50530m/s；背衬材料凹陷深度25mm。0042 本实施例进行温度适应性试验：将本实施例的防弹无纬布放入温度为-25或60恒温。
22、箱内保持至少4小时，然后进行如上射击试验，结果符合GA141-2001的标准要求。0043 对生产效率进行考察，生产时间提高了100%，测试其力学性能，结果提高了材料的高、低温性能；对一定层数的复合无纬布按照美国NIJ IIIA的标准进行实弹测试，结果完全符合标准要求，且优于未添加固化剂及偶联剂生产的芳纶纤维复合无纬。0044 除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。说 明 书CN 103122556 A1/4页8图1说 明 书 附 图CN 103122556 A2/4页9图2图3说 明 书 附 图CN 103122556 A3/4页10图4说 明 书 附 图CN 103122556 A10。