武器装备专用特种纤维材料及其织物制造技术

本发明专利技术提供了一种武器装备专用特种纤维材料及其织物，芳纶纤维经邻苯二甲酸酐和微晶纤维素进行处理后，可提高其与聚氨酯胶黏剂的粘结性能，粘结强度大，可在一定程度上提高芳纶纤维的防弹性能。制备的武器装备专用特种芳纶纤维经过展丝，以及均匀、平行和挺直排列后，使用改性聚氨酯胶黏剂进行上胶；然后在60‑80℃烘干得到芳纶纤维无纬布。制备的芳纶无纬布强度高、耐水性能和防弹性能优异，抗冲击性能优良，适用于人体防护及装甲防护。

Special fiber material and fabric for weapon equipment

The present invention provides a special fiber material for weapons and fabrics, aramid fiber with phthalic anhydride and two microcrystalline cellulose treated with polyurethane adhesive can improve the bonding performance, high bonding strength, can improve the ballistic performance of aramid fiber in some extent. Preparation of weapons and equipment for special aramid fiber after exhibition silk, and uniform, parallel and upright arrangement, the use of modified polyurethane adhesive glue; then in the 60 80 C drying of aramid fiber non-woven cloth. The aramid non-woven fabric has excellent strength, water resistance and bullet proof performance, excellent impact resistance, and is suitable for human body protection and armor protection.

【技术实现步骤摘要】
武器装备专用特种纤维材料及其织物
本专利技术涉及一种纤维材料及其织物，特别涉及一种武器装备专用特种纤维材料及其织物。
技术介绍
在人体防护和武器装备领域，不仅对抗弹性能有要求，而且对重量、结构强度和高低温环境下的适用性也有很高的要求，因此，需要使用兼具防护功能和结构强度的高性能纤维复合材料。芳纶纤维具有高强度、高模量、良好的抗冲击性以及良好的化学稳定性等特点，其防弹复合材料广泛应用于人体防弹装甲、军用车辆、直升飞机装甲等方面。但芳纶表面呈现较大的惰性，反应活性低，导致芳纶与树脂等基体之间的界面粘附性很差。为了更好地发挥芳纶优异的力学性能，改善芳纶增强复合材料的界面结合状况，就必须对芳纶表面进行改性处理。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、干燥后制成的。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，特别是其耐水性能差，综合机械强度也较差，生产效率较低。因此，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。
技术实现思路
本专利技术的目的之一是提供一种武器装备专用特种纤维，其与聚氨酯胶黏剂的粘结强度大，防弹性能有了一定提升。本专利技术的目的之二是提供上述武器装备专用特种纤维制成的织物，具有防弹性能好和耐水性能好的特点。本专利技术的技术方案是：一种武器装备专用特种纤维，制备方法如下：(1)将芳纶纤维放在丙酮中浸泡20-24h，然后将芳纶纤维用去离子水洗涤，除去纤维表面的涂层，再在温度为90-100℃的烘箱中干燥1-2h，备用；(2)将邻苯二甲酸酐用热水溶解并配成质量分数为0.1-0.5％的水溶液，再加入与邻苯二甲酸酐等质量的微晶纤维素，500-800r/min搅拌10-15min，备用；(3)将步骤(1)中干燥后的芳纶纤维浸入到步骤(2)的邻苯二甲酸酐与微晶纤维素的混合液中，在40-60℃浸泡1-3h；(4)将步骤(3)中浸泡后的芳纶纤维用水洗涤3-5次，然后在温度为100-120℃的烘箱中干燥2-3h，即得。微晶纤维素是一种纯化的、部分解聚的纤维素，白色、无臭、无味，由多孔微粒组成的结晶粉末，主要成分为以β-1,4-葡萄糖苷键结合的直链式多糖类物质。聚合度约为3000～10000个葡萄糖分子。在一般植物纤维中，微晶纤维素约占73％，另30％为无定形纤维素。本专利技术采用的微晶纤维素购于郑州奇华顿化工产品有限公司。芳纶纤维经本专利技术所述的方法进行处理后，可提高其与聚氨酯胶黏剂的粘结性能，粘结强度大，可在一定程度上提高芳纶纤维的防弹性能。本专利技术制备的武器装备专用特种芳纶纤维经过展丝，以及均匀、平行和挺直排列后，使用改性聚氨酯胶黏剂进行上胶；然后在60-80℃烘干得到芳纶纤维无纬布。所述改性聚氨酯胶黏剂的制备方法如下：(1)槲皮素和岩藻黄质以质量比10:1混合后，加入槲皮素重量30-40倍的乙醇，再加入异戊醛，40-50℃加热30-60min，然后加入四甲基丙二胺和N-甲基吗啉，升温至60-70℃，反应10-15h，再升温至120-150℃，保持6-8h，然后冷却至室温，即得预处理后的槲皮素；(2)将二烯丙基硫醚加入聚氨酯胶黏剂水溶液中,搅拌均匀后静置10-30min，然后依次加入2-己烯醛、预处理后的槲皮素、木质素磺酸钙和三乙烯二胺，搅拌均匀，80-90℃反应3-6h，最后加入二氰二胺，80-90℃静置10-20min，即可。所述异戊醛的用量为槲皮素质量的1-5％，四甲基丙二胺的用量为槲皮素质量的0.1-0.8％，N-甲基吗啉的用量为槲皮素质量的1.5-3.5％；所述聚氨酯胶黏剂水溶液是按质量比聚氨酯胶黏剂：水＝1:2的比例制成的；所述二烯丙基硫醚的用量为聚氨酯胶黏剂水溶液质量的0.3-0.9％,2-己烯醛的用量为聚氨酯胶黏剂水溶液质量的2.5-3.5％，预处理后的槲皮素的用量为聚氨酯胶黏剂水溶液质量的5-8％，木质素磺酸钙的用量为聚氨酯胶黏剂水溶液质量的1-3％，三乙烯二胺的用量为聚氨酯胶黏剂水溶液质量的0.1-0.5％，二氰二胺的用量为聚氨酯胶黏剂水溶液质量的0.05-0.1％；木质素磺酸钙是一种多组分高分子聚合物阴离子表面活性剂，外观为浅黄色至深棕色粉末，略有芳香气味，分子量一般在800～10000之间，具有很强的分散性、粘结性、螯合性。通常来自酸法制浆(或称为亚硫酸盐法制浆)的蒸煮废液，经喷雾干燥而成。本专利技术采用的木质素磺酸钙购于上海弘顺生物科技有限公司，聚氨酯胶黏剂中加入预处理后的槲皮素、二烯丙基硫醚、2-己烯醛等进行反应制得的改性聚氨酯胶黏剂，可大大提高本专利技术所述武器装备专用特种芳纶纤维的防弹性能，减少防弹测试中的凹陷程度。另外，在改性聚氨酯胶黏剂制备过程中，通过调整2-己烯醛、预处理后的槲皮素、木质素磺酸钙和三乙烯二胺的加入顺序，还可提高制得的芳纶无纬布的耐水性能，常温下在水中浸泡60min其防弹性能仍然符合标准。本专利技术制备的芳纶无纬布强度高、耐水性能和防弹性能优异，抗冲击性能优良，适用于人体防护及装甲防护。具体实施例实施例1：一种武器装备专用特种纤维，制备方法如下：(1)将芳纶纤维放在丙酮中浸泡24h，然后将芳纶纤维用去离子水洗涤，除去纤维表面的涂层，再在温度为95℃的烘箱中干燥2h，备用；(2)将邻苯二甲酸酐用热水溶解并配成质量分数为0.1％的水溶液，再加入与邻苯二甲酸酐等质量的微晶纤维素，600r/min搅拌15min，备用；(3)将步骤(1)中干燥后的芳纶纤维浸入到步骤(2)的邻苯二甲酸酐与微晶纤维素的混合液中，在50℃浸泡2h；(4)将步骤(3)中浸泡后的芳纶纤维用水洗涤4次，然后在温度为110℃的烘箱中干燥3h，即得。实施例2：一种武器装备专用特种纤维，制备方法如下：(1)将芳纶纤维放在丙酮中浸泡20h，然后将芳纶纤维用去离子水洗涤，除去纤维表面的涂层，再在温度为90℃的烘箱中干燥1h，备用；(2)将邻苯二甲酸酐用热水溶解并配成质量分数为0.2％的水溶液，再加入与邻苯二甲酸酐等质量的微晶纤维素，500r/min搅拌15min，备用；(3)将步骤(1)中干燥后的芳纶纤维浸入到步骤(2)的邻苯二甲酸酐与微晶纤维素的混合液中，在45℃浸泡1h；(4)将步骤(3)中浸泡后的芳纶纤维用水洗涤3次，然后在温度为100℃的烘箱中干燥3h，即得。实施例3：一种武器装备专用特种纤维，制备方法如下：(1)将芳纶纤维放在丙酮中浸泡24h，然后将芳纶纤维用去离子水洗涤，除去纤维表面的涂层，再在温度为100℃的烘箱中干燥1h，备用；(2)将邻苯二甲酸酐用热水溶解并配成质量分数为0.5％的水溶液，再加入与邻苯二甲酸酐等质量的微晶纤维素，800r/min搅拌10min，备用；(3)将步骤(1)中干燥后的芳纶纤维浸入到步骤(2)的邻苯二甲酸酐与微晶纤维素的混合液中，在60℃浸泡1h；(4)将步骤(3)中浸泡后的芳纶纤维用水洗涤5次，然后在温度为120℃的烘箱中干燥2h，即得。实施例4：实施例1制得的武器装备专用特种芳纶纤维经过展丝，以及均匀、平行和挺直排列后，使用改性聚氨酯胶黏剂进行上胶；然后在60-80℃烘干得到芳纶纤维无纬布。所述改性聚氨酯胶黏剂的制备方法如下：(1)槲皮素和岩藻黄质以质量比10本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种武器装备专用特种纤维，其特征在于：采用邻苯二甲酸酐和微晶纤维素进行了表面处理。

【技术特征摘要】
1.一种武器装备专用特种纤维，其特征在于：采用邻苯二甲酸酐和微晶纤维素进行了表面处理。2.一种武器装备专用特种纤维，其特在于：制备方法如下：(1)将芳纶纤维放在丙酮中浸泡20-24h，然后将芳纶纤维用去离子水洗涤，除去纤维表面的涂层，再在温度为90-100℃的烘箱中干燥1-2h，备用；(2)将邻苯二甲酸酐用热水溶解并配成质量分数为0.1-0.5％的水溶液，再加入与邻苯二甲酸酐等质量的微晶纤维素，500-800r/min搅拌10-15min，备用；(3)将步骤(1)中干燥后的芳纶纤维浸入到步骤(2)的邻苯二甲酸酐与微晶纤维素的混合液中，在40-60℃浸泡1-3h；(4)将步骤(3)中浸泡后的芳纶纤维用水洗涤3-5次，然后在温度为100-120℃的烘箱中干燥2-3h，即得。3.如权利要求2所述的一种武器装备专用特种纤维，其特在于：制备方法如下：(1)将芳纶纤维放在丙酮中浸泡24h，然后将芳纶纤维用去离子水洗涤，除去纤维表面的涂层，再在温度为95℃的烘箱中干燥2h，备用；(2)将邻苯二甲酸酐用热水溶解并配成质量分数为0.1％的水溶液，再加入与邻苯二甲酸酐等质量的微晶纤维素，600r/min搅拌15min，备用；(3)将步骤(1)中干燥后的芳纶纤维浸入到步骤(2)的邻苯二甲酸酐与微晶纤维素的混合液中，在50℃浸泡2h；(4)将步骤(3)中浸泡后的芳纶纤维用水洗涤4次，然后在温度为110℃的烘箱中干燥3h，即得。4.采用权利要求3中的武器装备专用特种纤维制备的织物，其特在于：制备过程是经过展丝，以及均匀、平行和挺直排列后，使用改性聚氨酯胶黏剂进行上胶；然后在60-80℃烘干得到芳纶纤维无纬布；所述改性聚氨酯胶黏剂的制备方法如下：(1)槲皮素和岩藻黄质以质量比10:1混合后，加入槲皮素重量30-40倍的乙醇，再加入异戊醛，40-50℃加热30-60min，然后加入四甲基丙二胺和N-甲基吗啉，升温至60-70℃，反应10-15h，再升温至120-150℃，保持6-8h，然后冷却至室温，即得预处理后的槲皮素；(2)将二烯丙基硫醚加入聚氨酯胶黏剂水溶液中,搅拌均匀后静置10-30min，然...

【专利技术属性】
技术研发人员：周乐平，
申请(专利权)人：江西乐富军工装备有限公司，
类型：发明
国别省市：江西,36