一种剪切增稠液体及其制备方法和其应用技术

本发明专利技术涉及一种剪切增稠液体及其制备方法和其应用，上述制备方法包括：分别称量聚乙二醇和纳米二氧化硅，将称量好的聚乙二醇倒入烧杯中，加入搅拌子，并放入磁力搅拌器中；开启搅拌，于室温下将上述称量好的二氧化硅分次加入烧杯中，添加完毕后继续搅拌；停止搅拌，将烧杯放入真空干燥箱中静置，以去除分散体系中的气泡并获得剪切增稠液体。本发明专利技术中利用STF增强了防弹衣面料对子弹或单篇的抗冲击性能；同时，由于STF是具有其可逆性的，所以在子弹或者弹片的冲击性能消失后也依旧能具有材料本身的柔软性。本发明专利技术提供的防弹衣面料具有模量高、断裂伸长低、断裂功大，且具有很强冲击的吸收能量的能力。

【技术实现步骤摘要】
一种剪切增稠液体及其制备方法和其应用
本专利技术涉及一种剪切增稠液体，尤其涉及一种剪切增稠液体及其制备方法和其应用。
技术介绍
防弹衣作为重要个人军警防护装备，通过吸收和耗散弹头破片动能、阻止穿透等方式有效保护人体，其性能的研究备受关注；研发柔软、贴身、轻量的高服用性防弹衣成为主要趋势。衣用防弹材料的研究经历了三代的演变：从金属等硬质笨重的无机材料的防护，到高分子软质轻量的二维柔性有机材料的渐进,已经迈入到高性能三维柔性材料的技术层面。作为三维柔性衣用防弹材料的三维角联锁结构织物可塑性强，可以形成连续三维曲面有效贴合人体曲线，有助于穿着者灵活运动，满足防弹衣服用性能的要求；同时避免二维织物裁剪缝合处被弹丸容易穿透的薄弱点，并且也没有模塑技术带来的纱线不均、纱线延伸、纱线滑脱等缺点。然而前期研究发现，三维角联锁结构织物受结构的影响，摩擦力弱而使得其不能有效吸收和扩散子弹高速冲击的能量；跟其他织物比较起来，其弹道冲击性能往往是较弱的。
技术实现思路
针对现有的防弹面料存在的上述问题，现提供一种剪切增稠液体(STF)及其制备方法和其应用，旨在提供一种与剪切增稠液体复合的三维防弹面料，以提高防弹衣面料的弹道冲击性能。具体技术方案如下：本专利技术的第一个方面是提供一种剪切增稠液体的制备方法，具有这样的特征，包括如下步骤：1)分别称量45g聚乙二醇和25g纳米二氧化硅，将称量好的聚乙二醇倒入烧杯中，加入搅拌子，并放入磁力搅拌器中；2)开启搅拌，搅拌转数为600r/min，于室温下将上述称量好的二氧化硅以每隔4-6min、每次5g的添加速度分5次加入烧杯中，添加完毕后继续搅拌2h；3)停止搅拌，将烧杯放入真空干燥箱中静置24小时，以去除分散体系中的气泡并获得所述剪切增稠液体；其中，聚乙二醇的平均分子量为200-600，二氧化硅的颗粒粒径为15-50nm。上述的制备方法，还具有这样的特征，二氧化硅的颗粒粒径为15nm。上述的制备方法，还具有这样的特征，二氧化硅的颗粒粒径为30nm。上述的制备方法，还具有这样的特征，二氧化硅的颗粒粒径为50nm。本专利技术的第二个方面是提供一种利用上述制备方法制备获得的剪切增稠液体。本专利技术的第三个方面是提供一种三维角联锁防弹织物，具有这样的特征，上述防弹织物由三维防弹面料与上述剪切增稠液体复合形成，三维防弹面料的组织结构为三维角联锁机织物结构。上述的三维角联锁防弹织物，还具有这样的特征，三维防弹面料包括多层由经纱、纬纱交织形成的纱线层，纱线层之间通过倾斜贯穿三维防弹面料厚度方向的接结纱将多层纱线层接结。上述的三维角联锁防弹织物，还具有这样的特征，三维防弹面料包括4层由经纱、纬纱交织形成的纱线层，经纱密度为12根/厘米，纬纱密度为28根/厘米。上述的三维角联锁防弹织物，还具有这样的特征，剪切增稠液体可通过超声技术、喷涂技术、上浆工艺技术或灌装技术对三维防弹面料进行浸渍复合、喷涂复合或灌封复合。本专利技术的第四个方面是提供一种上述三维角联锁防弹织物的制备方法，具有这样的特征，包括如下步骤：1)将三维防弹面料于50℃干燥2小时，冷却，备用；2)将剪切增稠液体和无水乙醇按质量比为1:1.5混合后于25℃超声振荡30min，获得稀释液，备用；3)将冷却后的三维防弹面料浸渍在温度为25℃的稀释液中，并超声振荡5min，使剪切增稠液体均匀分散在织物内；4)将浸渍后的三维防弹面料于75℃干燥13min，冷却，即可获得三维角联锁防弹织物。本专利技术中利用呈浓缩状态的胶质悬浮液体态的STF增强了防弹衣面料对子弹或弹片的抗冲击性能；同时，由于STF是具有可逆性的，所以在子弹或者弹片的冲击性能消失后也依旧能具有材料本身的柔软性。本专利技术提供的防弹衣面料具有模量高、断裂伸长低、断裂功大，且具有很强冲击的吸收能量的能力，因而具有突出的抗冲击性和抗切割韧性。附图说明图1为本专利技术的实施例中三维角联锁防弹织物的整体组织结构示意图；图2为本专利技术的实施例中单位长度内三维角联锁防弹织物的结构示意图；图3为单位长度内的传统平纹面料的结构示意图。附图中：1、接结纱。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。需要说明的是，在不冲突的情况下，本专利技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步说明，但不作为本专利技术的限定。图1为本专利技术的实施例中三维角联锁防弹织物的整体组织结构示意图；图2为本专利技术的实施例中单位长度内三维角联锁防弹织物的结构示意图。如图1和图2所示，本专利技术的实施例中提供的三维角联锁防弹织物，面料为芳纶，其包括4层由经纱、纬纱交织形成的纱线层，纱线层之间通过倾斜贯穿三维防弹面料厚度方向的接结纱1将多层纱线层接结，其经纱密度为12根/厘米，纬纱密度为28根/厘米。锁角是衡量布料服帖吻合的一个特别物体表面的重要指标，即布料可塑性的重要指标。当纱线之间产生结构挤卡，最大的剪切应变就可能产生。这个与剪切值相关。剪切阻值是初始状态时面料对剪切变形的阻力表达。主要由纱线之间的接触点而造成的摩擦形成时，当波动发生时，经、纬线之间的翻转点常常因为纱线大面积接触而成为最强摩擦阻力发生的地方。在单位长度内，因为所用的三维角联锁防弹织物所具有的翻转点比较少，所以该织物具有弱的剪切阻值的特性。如图2和图3所示，在同样长度内，传统二维平纹面料存在5个翻转点，而本三维角联锁防弹织物只有2个翻转点，因此相对传统二维平纹面料，三维角联锁防弹织物能够提供比较好的可塑性，这使得本三维角联锁防弹织物可以应用于三维立体防弹衣，以更好的适应女性身体曲线。实施例1一种三维角联锁防弹织物的制备方法，包括如下步骤：1)将三维防弹面料于50℃干燥2小时，冷却，备用；2)将剪切增稠液体和无水乙醇按质量比为1:1.5混合后于25℃超声振荡30min，获得稀释液，备用；3)将冷却后的三维防弹面料浸渍在温度为25℃的稀释液中，并超声振荡5min，使剪切增稠液体均匀分散在织物内。；4)将浸渍后的三维防弹面料于75℃干燥13min，冷却，即可获得三维角联锁防弹织物；三维防弹面料包括4层由芳纶经纱与芳纶纬纱交织形成的纱线层，纱线层之间通过倾斜贯穿三维防弹面料厚度方向的接结纱将多层纱线层接结，经纱密度为12根/厘米，纬纱密度为28根/厘米；剪切增稠液体的制备方法为：分别称量45g分子量为200的聚乙二醇和25g颗粒粒径为15nm的纳米二氧化硅，将称量好的聚乙二醇倒入烧杯中，加入搅拌子，并放入磁力搅拌器中；2)开启搅拌，搅拌转数为600r/min，于室温下将上述称量好的二氧化硅以每隔4min、每次5g的添加速度分5次加入烧杯中，添加完毕后继续搅拌2h；3)停止搅拌，将烧杯放入真空干燥箱中静置24小时，以去除分散体系中的气泡并获得剪切增稠液体。实施例2一种三维角联锁防弹织物的制备方法，包括如下步骤：1)将三维防弹面料于50℃干燥2小时，冷却，备用；2)将剪切增稠液体和无水乙醇按质量比为1:1.5混合后于25℃超声振荡30min，获得稀释液，备本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种剪切增稠液体的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：1)分别称量45g聚乙二醇和25g纳米二氧化硅，将称量好的聚乙二醇倒入烧杯中，加入搅拌子，并放入磁力搅拌器中；2)开启搅拌，搅拌转数为600r/min，在室温下将上述称量好的二氧化硅以每隔4‑6min、每次5g的添加速度分5次加入烧杯中，添加完毕后继续搅拌2h；3)停止搅拌，将烧杯放入真空干燥箱中静置24小时，以去除分散体系中的气泡并获得所述剪切增稠液体；所述聚乙二醇的平均分子量为200‑600，所述二氧化硅的颗粒粒径为15‑50nm。

【技术特征摘要】
1.一种剪切增稠液体的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：1)分别称量45g聚乙二醇和25g纳米二氧化硅，将称量好的聚乙二醇倒入烧杯中，加入搅拌子，并放入磁力搅拌器中；2)开启搅拌，搅拌转数为600r/min，在室温下将上述称量好的二氧化硅以每隔4-6min、每次5g的添加速度分5次加入烧杯中，添加完毕后继续搅拌2h；3)停止搅拌，将烧杯放入真空干燥箱中静置24小时，以去除分散体系中的气泡并获得所述剪切增稠液体；所述聚乙二醇的平均分子量为200-600，所述二氧化硅的颗粒粒径为15-50nm。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述二氧化硅的颗粒粒径为30nm。3.一种剪切增稠液体，其特征在于，根据权利要求1或2所述的制备方法制备获得。4.一种三维角联锁防弹织物，其特征在于，所述防弹织物由三维防弹面料与权利要求3所述的剪切增稠液体复合形成，所述三维防弹面料的组织结构为三维角联锁机织物结构。5.根据权利要求4所述的三维角联锁防弹织物，其特征在于，所述三维防弹面料包...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨丹，
申请(专利权)人：武汉纺织大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42