一种软质防护材料的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种软质防护材料的制备方法，属于防护材料技术领域。本发明专利技术以氢气和氧气的混合气体为爆源，四氯化硅为前驱体进行气相爆轰合成纯度高、分散性较好、颗粒形状为标准球形的气相二氧化硅，将气相二氧化硅分散于极性分散介质中，通过其表面留有的许多羟基和硅氧基的氢键作用，使二氧化硅粒子与液体分子连接起来，形成了三维网络结构，体系的粘度因此增加，增稠性能得到提高，当体系受到外力作用时，氢键被破坏，空间网络结构也被破坏，分散体系的粘度下降，当外力撤销时，网络结构再次自主生成，体系的粘度亦恢复，安全裕度较大，同时高低温环境下性能稳定可靠，柔软度较好，性能、舒适性良好，符合中高端客服的需求。

Preparation of a soft protective material

The invention relates to a preparation method of a soft protective material, which belongs to the technical field of protective materials. The present invention with a mixture of hydrogen and oxygen as the explosion source, four silicon chloride as the precursor phase detonation synthesis of high purity, good dispersibility and particle shape as the standard spherical gas phase silicon dioxide gas, the gas phase silica dispersed in polar dispersion medium, through its surface have many hydroxyl groups and siloxane based on hydrogen bonding, the silicon dioxide particle and liquid molecules together, forming a three-dimensional network structure, thus increasing the viscosity, thickening performance improved when the system is subjected to external force, hydrogen bond destroyed the space network structure has been damaged, viscosity decreased, when the force is removed, the network structure again self generated, the viscosity of the system is restored, the safety margin is larger, while the performance of high and low temperature environment is stable and reliable, softness, comfort, good performance, Meet the needs of middle and high end customer service.

【技术实现步骤摘要】
一种软质防护材料的制备方法
本专利技术涉及一种软质防护材料的制备方法，属于防护材料

技术介绍
如今随着人们安全防恐意识的加强，防护用具以及防护材料的开发成为了当前研究的重点，防护材料作为最常用的保护个体不受外界刀具侵害的材料，其应用不仅在军事或警用等部门，更多的是应用在民用产品领域，主要有防止运动伤害、保护特殊职业人群的安全等。防护用具及防刺服中所使用的防护性材料，其主要性能首先是要提供对人体或是物品的保护，这是材料所必须具备的基本特性，另一方面，现在人们也对防护材料的舒适性有所追求，由于一般需要其出现的情况都比较特殊，人体可能都在运动状态，因此穿着的灵便性也成为其特殊的标准。国内外目前有许多这方面的产品，例如使用钛金属箔层能提供防刺和防割的保护，但缺点是质量比较重，不利于穿着；有一些多层结构的材料，在层与层之间会有夹心层，这中间就能放置许多高强的材料，一般会有陶瓷纤维等，当然还能利用浸渍的方式与一些常用的树脂复合，这种材料也具备较好的防护效应，但是也有着显著的缺陷，比如说材料比较坚硬、不易折叠以及行动不便等；随着科技的发展，伴随着纳米技术的成熟应用，防护材料的发展出现了质的飞跃，其更进一步向着轻质、舒适以及高性能发展，包括芳纶纤维和超高分子量聚乙烯纤维在内都是目前较为流行的防护材料的纤维原料。除了这些传统材料，聚对苯撑苯并双恶唑纤维和蜘蛛丝纤维也有一定量的应用。从远古时代开始，人们就已经开始不断寻找保护自己的防护装甲。在冷兵器时期，士兵们用较为厚实的金属以及皮革作为防护材料穿着在身上作为盔甲，这种措施能够提供避免防刀枪和弓箭等冷兵器对人体的伤害。然而这种盔甲有严重的缺陷，其穿着笨重，行动不便，给士兵的行动以及作战造成了巨大的障碍。在现代社会，人们对防护材料的要求也越来越高，科技技术的发展给人们带来了各类新型的防护材料，半硬质防刺服应运而生，顾名思义，半硬质防刺服有一定的柔软度，它多数是由几种材料复合而成，其中也夹杂了金属片或是钢丝圈，这类防刺服相较从前大大提高了人们穿着的舒适性及灵活性。但是依然厚重、穿着不舒适、刚性太高。因此，将“以柔克刚”的思维转嫁到防刺服的制备中，使防刺服朝向轻质化、舒适化以及安全化发展显得尤为重要。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题：针对现有的防护材料厚重、穿着不舒适、刚性太高的问题，提供了一种软质防护材料的制备方法。为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：一种软质防护材料的制备方法，其特征在于，具体制备步骤为：（1）将四氯化硅、氢气、氧气置于预处理爆炸管内引爆，静置1~2h后打开气阀排出气体，打开爆炸管收集管内爆燃产物，水洗干燥得气相二氧化硅；（2）取聚乙二醇200装入烧瓶中，在70~80℃恒温油浴下搅拌10~15min，再加入气相二氧化硅，持续搅拌1~2h后置于超声波清洗器上进行震荡至澄清无气泡，再在真空干燥箱中真空脱泡，得剪切增稠液体；（3）取剪切增稠液体与无水乙醇混合均匀，得浸渍液；（4）将芳纶平纹织物浸渍在浸渍液中5~8min后取出，用双辊机去除纤维织物上多余的液体，再晾至无液体滴下后置于鼓风干燥箱中干燥3~5h，得软质防护材料。步骤（1）所述四氯化硅、氢气、氧气的重量份为17~34份四氯化硅，0.8~1.6份氢气，3.2~6.4份氧气。步骤（1）所述预处理爆炸管为经真空泵抽真空至10~100Pa的爆炸管。步骤（1）所述爆炸过程为从注射口将四氯化硅注入爆炸管内，以10~20℃/min加热至120~150℃，再依次通入氢气、氧气，静置5~10min后用起爆器引爆。步骤（2）所述聚乙二醇200与气相二氧化硅的质量比为2.5：1~10：1。步骤（3）所述剪切增稠液体与无水乙醇的质量比为1：1。本专利技术与其他方法相比，有益技术效果是：（1）本专利技术以氢气和氧气的混合气体为爆源，四氯化硅为前驱体进行气相爆轰合成纯度高、分散性较好、颗粒形状为标准球形的气相二氧化硅，将气相二氧化硅分散于极性分散介质中，通过其表面留有的许多羟基和硅氧基的氢键作用，使二氧化硅粒子与液体分子连接起来，形成了三维网络结构，体系的粘度因此增加，增稠性能得到提高，当体系受到外力作用时，氢键被破坏，空间网络结构也被破坏，分散体系的粘度下降，当外力撤销时，网络结构再次自主生成，体系的粘度亦恢复；（2）本专利技术利用剪切增稠液与三维织物制备相关复合材料，而三维织物较大的空隙率可提供较高剪切增稠液填充量，剪切增稠液与三维织物制备复合材料可产生更优异的抗冲击性能；（3）本专利技术制备的软质防护材料安全裕度较大，同时高低温环境下性能稳定可靠，柔软度较好，性能、舒适性良好，符合中高端客服的需求。具体实施方式将气相爆炸管密封，并用真空泵将爆炸管抽真空至10~100Pa，再从注射口将17~34g四氯化硅注入爆炸管内，以10~20℃/min加热至120~150℃，再依次通入0.8~1.6g氢气，3.2~6.4g氧气，静置5~10min后用起爆器引爆，爆炸结束后静置1~2h，打开气阀排出气体，打开爆炸管收集管内爆燃产物，用去离子水洗涤爆炸产物2~3次后置于干燥箱中，在105~110℃下干燥至恒重，得气相二氧化硅，取50~100g聚乙二醇200装入烧瓶中，在70~80℃恒温油浴下，以300~400r/min搅拌10~15min，再加入10~20g气相二氧化硅，持续搅拌1~2h后置于超声波清洗器上进行震荡至澄清无气泡，再转入真空干燥箱中，在25~30℃下真空干燥20~30h，得剪切增稠液体，取50~100g剪切增稠液体与50~100g无水乙醇混合均匀，得浸渍液，将芳纶平纹织物浸渍在浸渍液中5~8min后取出，用双辊机去除纤维织物上多余的液体，再晾至无液体滴下后置于鼓风干燥箱中，在80~90℃下干燥3~5h，得软质防护材料。实例1将气相爆炸管密封，并用真空泵将爆炸管抽真空至10Pa，再从注射口将17g四氯化硅注入爆炸管内，以10℃/min加热至120℃，再依次通入0.8g氢气，3.2g氧气，静置5min后用起爆器引爆，爆炸结束后静置1h，打开气阀排出气体，打开爆炸管收集管内爆燃产物，用去离子水洗涤爆炸产物2次后置于干燥箱中，在105℃下干燥至恒重，得气相二氧化硅，取50g聚乙二醇200装入烧瓶中，在70℃恒温油浴下，以300r/min搅拌10min，再加入10g气相二氧化硅，持续搅拌1h后置于超声波清洗器上进行震荡至澄清无气泡，再转入真空干燥箱中，在25℃下真空干燥20h，得剪切增稠液体，取50g剪切增稠液体与50g无水乙醇混合均匀，得浸渍液，将芳纶平纹织物浸渍在浸渍液中5min后取出，用双辊机去除纤维织物上多余的液体，再晾至无液体滴下后置于鼓风干燥箱中，在80℃下干燥3h，得软质防护材料。实例2将气相爆炸管密封，并用真空泵将爆炸管抽真空至50Pa，再从注射口将25g四氯化硅注入爆炸管内，以15℃/min加热至135℃，再依次通入1.2g氢气，4.8g氧气，静置7min后用起爆器引爆，爆炸结束后静置1h，打开气阀排出气体，打开爆炸管收集管内爆燃产物，用去离子水洗涤爆炸产物2次后置于干燥箱中，在107℃下干燥至恒重，得气相二氧化硅，取75g聚乙二醇200装入烧瓶中，在75℃恒温油浴下，以350r/min搅拌13min，再加本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种软质防护材料的制备方法，其特征在于，具体制备步骤为：（1）将四氯化硅、氢气、氧气置于预处理爆炸管内引爆，静置1~2h后打开气阀排出气体，打开爆炸管收集管内爆燃产物，水洗干燥得气相二氧化硅；（2）取聚乙二醇200装入烧瓶中，在70~80℃恒温油浴下搅拌10~15min，再加入气相二氧化硅，持续搅拌1~2h后置于超声波清洗器上进行震荡至澄清无气泡，再在真空干燥箱中真空脱泡，得剪切增稠液体；（3）取剪切增稠液体与无水乙醇混合均匀，得浸渍液；（4）将芳纶平纹织物浸渍在浸渍液中5~8min后取出，用双辊机去除纤维织物上多余的液体，再晾至无液体滴下后置于鼓风干燥箱中干燥3~5h，得软质防护材料。

【技术特征摘要】
1.一种软质防护材料的制备方法，其特征在于，具体制备步骤为：（1）将四氯化硅、氢气、氧气置于预处理爆炸管内引爆，静置1~2h后打开气阀排出气体，打开爆炸管收集管内爆燃产物，水洗干燥得气相二氧化硅；（2）取聚乙二醇200装入烧瓶中，在70~80℃恒温油浴下搅拌10~15min，再加入气相二氧化硅，持续搅拌1~2h后置于超声波清洗器上进行震荡至澄清无气泡，再在真空干燥箱中真空脱泡，得剪切增稠液体；（3）取剪切增稠液体与无水乙醇混合均匀，得浸渍液；（4）将芳纶平纹织物浸渍在浸渍液中5~8min后取出，用双辊机去除纤维织物上多余的液体，再晾至无液体滴下后置于鼓风干燥箱中干燥3~5h，得软质防护材料。2.如权利要求1所述的一种软质防护材料的制备方法，其特征在于，步骤（1）所述四氯化硅、氢...

【专利技术属性】
技术研发人员：芮志行，王之霖，史玉兰，
申请(专利权)人：芮志行，
类型：发明
国别省市：江苏,32