一种阻燃防破片复合板材及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种阻燃防破片复合板材及其制备方法，具体为n层的芳纶预浸料与超高分子量聚乙烯预浸料复合层、m层的芳纶无纬布以及n层的超高分子量聚乙烯无纬布进行交错层叠的结构，其中m和n中的至少一个数值不小于1；通过调整芳纶预浸料的胶粘剂体系或两种纤维片层之间的界面体系，将两者很好结合成一体，提高芳纶防破片性能的同时，增强超高分子量聚乙烯材料的阻燃性能，成品兼具优异的阻燃性能和防破片性能。

【技术实现步骤摘要】
一种阻燃防破片复合板材及其制备方法
本专利技术涉及防弹材料领域，尤其涉及一种阻燃防破片复合板材及其制备方法。
技术介绍
在现代战争、反恐中，目前实战中对装甲或个体造成伤害最多的并非子弹直接击中，而是过程中产生的破片。因此我国军队标准《GJB4300-2002军用防弹衣安全性能技术要求》中，规定了相应防破片等级，公安部也出台了相应的破片测试标准《GA950-2011防弹材料及产品V50试验方法》。因此军警都将防破片性能作为了衡量防弹材料品质的重要标准。随着装备减重的需求日益增加，高性能纤维防弹板材越来越多的被应用在个体及装甲防护上，由于实用环境复杂，阻燃是防弹板材所面临的一大问题。目前高性能纤维防弹板主要分芳纶预浸料防弹板和超高分子量聚乙烯无纬布层压板两种。芳纶板阻燃性能比较好，但由于材料本身比强度原因，因此防破片性能比超高分子量聚乙烯无纬布层压板低，同等面密度约低两个等级。超高分子量聚乙烯纤维板是目前同等防破片等级中，质量最轻的材料，但阻燃性较差，如果单纯往材料中添加阻燃剂，对性能影响较大，且仍达不到很多装甲所需的阻燃性能。若想兼具防破片和阻燃性能，将上述两种材料进行复合是一个不错的选择，但是由于两种纤维目前再制备预浸料过程中，大多采用不同的胶粘剂体系，压制工艺等也不同，复合起来存在一定的困难。如何调整界面体系，将二者更好的结合成一体，需要一种新的技术方案以解决上述问题。
技术实现思路
专利技术目的：为了解决现有技术所存在的问题，本专利技术提供了一种兼具优异的阻燃性能和防破片性能的阻燃防破片复合板材及其制备方法。技术方案：为达到上述目的，本专利技术可采用如下技术方案：一种阻燃防破片复合板材，具体为n层的芳纶预浸料与超高分子量聚乙烯预浸料复合层、m层的芳纶无纬布以及n层的超高分子量聚乙烯无纬布进行交错层叠的结构，其中m和n中的至少一个数值不小于1。更为优选的，所述芳纶预浸料与超高分子量聚乙烯预浸料复合层为单向芳纶预浸料与单向超高分子量聚乙烯预浸料90度正交叠加复合成的机织布。更进一步的，所述层叠结构通过胶黏剂复合层叠。更为优选的，所述交错层叠的结构中n/m的比值大于10。更进一步的，所述胶黏剂选自TPU、含有增粘树脂的苯乙烯嵌段类热塑性弹性体复配胶粘剂、氯丁胶、改性TPU、天然橡胶与增粘树脂的复配胶中的一种或多种。本专利技术还提出了一种阻燃防破片复合板材的制备方法，包括如下步骤：(1)将组成层叠结构的各层的预浸料先分别通过胶黏剂进行软化热压，软化温度为80-120℃，热压在液压机中进行，热压温度为80-220℃；具体的芳纶材料的热压温度不低于180℃，最高温度保压时间不低于10min，超高分子量聚乙烯材料热压温度不超过130℃，最高温保压时间不低于30min；压强不低于16MPa；(2)将层叠结构之间冷压或热压定型，层叠结构之间的界面为胶黏剂或热熔胶膜，压制最高温度不超过130℃，保压时间不低于10分钟，压强不低于5MPa；(3)根据n和m的比值及阻燃性能要求，在预浸料胶粘剂界面中添加阻燃剂。更进一步的，所述阻燃剂为无机阻燃剂，包括氧化镁、氧化铝、硅类阻燃剂中的一种或多种。有益效果：本专利技术所公开的一种阻燃防破片复合板材及其制备方法，具体为n层的芳纶预浸料与超高分子量聚乙烯预浸料复合层、m层的芳纶无纬布以及n层的超高分子量聚乙烯无纬布进行交错层叠的结构，其中m和n中的至少一个数值不小于1；通过调整芳纶预浸料的胶粘剂体系或两种纤维片层之间的界面体系，将两者很好结合成一体，提高芳纶防破片性能的同时，增强超高分子量聚乙烯材料的阻燃性能，成品兼具优异的阻燃性能和防破片性能。附图说明图1是本专利技术实施例1阻燃防破片复合板材的结构示意图；图2是本专利技术实施例2阻燃防破片复合板材的结构示意图。具体实施方式下面结合附图和具体实施方式，进一步阐明本专利技术，应理解下述具体实施方式仅用于说明本专利技术而不用于限制本专利技术的范围，在阅读了本专利技术之后，本领域技术人员对本专利技术的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。实施例1：请参阅图1所示，一种阻燃防破片复合板材，具体为n层芳纶预浸料与超高分子量聚乙烯预浸料复合层3的层叠结构，n不小于1；所述芳纶预浸料与超高分子量聚乙烯预浸料复合层为单向芳纶预浸料与单向超高分子量聚乙烯预浸料90度正交叠加复合成的机织布；所述层叠结构通过胶黏剂复合层叠，所述胶黏剂为TPU。一种阻燃防破片复合板材的制备方法，包括如下步骤：(1)将组成层叠结构的各层包含有胶黏剂的预浸料先分别通过胶黏剂在液压机中进行软化热压，软化温度为80-120℃；(2)将层叠结构之间热压定型，层叠结构之间的界面为胶黏剂或热熔胶膜，最高温度为125℃，保压时间不低于30分钟，压力不低于16MPa。(3)根据阻燃性能要求，在预浸料胶粘剂界面中添加阻燃剂；其中，阻燃剂为无机阻燃剂，包括氧化镁、氧化铝、硅类阻燃剂中的一种或多种。实施例2：请参阅图2所示，一种阻燃防破片复合板材，具体为m层的芳纶无纬布2、n层的超高分子量聚乙烯无纬布3、m层的芳纶无纬布2层叠的结构，所述m层的芳纶无纬布与n层的超高分子量聚乙烯无纬布进行交错层叠的结构中n/m的比值大于10；所述层叠结构通过胶黏剂复合层叠；所述胶黏剂为氯丁胶。一种阻燃防破片复合板材的制备方法，包括如下步骤：(1)将组成层叠结构的各层的预浸料先分别通过胶黏剂进行软化热压，软化温度为80-120℃；热压在液压机中进行，芳纶材料的热压温度不低于180℃，最高温度保压时间不低于10min，超高分子量聚乙烯材料热压温度为128℃，最高温保压时间不低于30min；(2)将层叠结构之间冷压或热压定型，最高温度不超过130度，保压时间不低于10分钟，压力为10MPa。(3)根据n和m的比值及阻燃性能要求，在预浸料胶粘剂界面中添加阻燃剂；其中所述阻燃剂为无机阻燃剂，包括氧化镁、氧化铝、硅类阻燃剂中的一种或多种。实施例3：所述胶黏剂为含有增粘树脂的苯乙烯嵌段类热塑性弹性体复配胶粘剂，其中增粘树脂比重不超过50％；其余结构、制备方法与实施例1相同。实施例4：所述胶黏剂为天然橡胶与增粘树脂的复配胶，其余结构、制备方法与实施例2相同。将实施例1-4的成品复合板材进行测试，极限氧指数不低于30，防破片V50值不低于650m/s。传统超高分子量聚乙烯极其改性纤维板材一般极限氧指数不高于22。同等面密度的纯芳纶装甲板防破片V50值不高于550m/s，可提高15％以上。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种阻燃防破片复合板材，其特征在于为n层的芳纶预浸料与超高分子量聚乙烯预浸料复合层(3)、m层的芳纶无纬布(1)以及n层的超高分子量聚乙烯无纬布(2)进行交错层叠的结构，其中m和n中的至少一个数值不小于1。

【技术特征摘要】
1.一种阻燃防破片复合板材，其特征在于为n层的芳纶预浸料与超高分子量聚乙烯预浸料复合层(3)、m层的芳纶无纬布(1)以及n层的超高分子量聚乙烯无纬布(2)进行交错层叠的结构，其中m和n中的至少一个数值不小于1。2.根据权利要求1所述的阻燃防破片复合板材，其特征在于：所述芳纶预浸料与超高分子量聚乙烯预浸料复合层为单向芳纶预浸料与单向超高分子量聚乙烯预浸料90度正交叠加复合成的机织布。3.根据权利要求1所述的阻燃防破片复合板材，其特征在于：所述交错层叠的结构中n/m的比值大于10。4.根据权利要求1所述的阻燃防破片复合板材，其特征在于：所述层叠结构通过胶黏剂复合层叠。5.根据权利要求1所述的阻燃防破片复合板材，其特征在于：所述胶黏剂选自TPU、含有增粘树脂的苯乙烯嵌段类热塑性弹性体复配胶粘剂、氯丁胶、改性TPU、天然橡胶与增粘树脂的复配胶中的...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐永红，李振国，丁旭，张苏宁，
申请(专利权)人：江苏安卡新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32