一种氧化锌改性防弹纤维织物的方法技术

本发明专利技术涉及一种氧化锌改性防弹纤维织物的方法，属于纤维织物改性技术领域。先对纤维织物进行预处理以除去表面的杂质，然后采用二水合乙酸锌水溶液和NaOH水溶液或者二水合乙酸锌水溶液、NaOH水溶液以及硅烷偶联剂配制的第一浸渍液对纤维织物进行改性处理，再采用含有水合硝酸锌和乌洛托品的混合水溶液或者含有水合硝酸锌和乌洛托品的混合水溶液与硅烷偶联剂水溶液配制的第二浸渍液对纤维织物进行改性处理，得到氧化锌改性防弹纤维织物。本发明专利技术所述方法可以使氧化锌微粒与纤维织物中的纱线较好地结合，增大单层及多层纤维织物对弹丸的能量吸收以达到的更好的防护效果，而且该方法操作简单，容易实现规模化生产，具有很好的应用前景。好的应用前景。好的应用前景。

【技术实现步骤摘要】
一种氧化锌改性防弹纤维织物的方法


[0001]本专利技术涉及一种氧化锌改性防弹纤维织物的方法，属于纤维织物改性


技术介绍

[0002]纤维改性是提升纤维抗弹性能的一种常用手段。纤维改性的原理是通过在纤维表面生成微元结构，提高纱线表面的粗糙程度，进而提高纱线与纱线之间的摩擦系数，增加织物的摩擦耗能与结构整体性，改性后的织物在面对弹丸冲击时，会具有更好的抗弹能力。
[0003]氧化锌，是一种无机物，无臭无味，熔点高，难溶于水。目前对于氧化锌改性纤维织物主要是通过低浓度的锌离子溶液与氨水进行反应，但是氧化锌颗粒附着率低，且微粒分布不够均匀。另外，目前采用氧化锌改性纤维织物主要研究是氧化锌改性纤维织物的力学性能，但是对于氧化锌改性纤维织物的弹道性能并未进行研究。然而，通过前人落锤冲击的实验结果可以推测，常规氧化锌改性纤维织物的弹道性能较未改性纤维织物无较大提升。

技术实现思路

[0004]针对现有技术中存在的问题，本专利技术提供氧化锌改性防弹纤维织物的方法，该方法可以使氧化锌微粒与纤维织物中的纱线较好地结合，增大单层及多层纤维织物对弹丸的能量吸收以达到的更好的防护效果。
[0005]本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的。
[0006]一种氧化锌改性防弹纤维织物的方法，所述方法包括以下步骤：
[0007](1)纤维织物的预处理
[0008]依次对纤维织物进行酸洗、碱洗、水洗预处理，除去纤维织物表面的碱性及酸性杂质，便于后续氧化锌颗粒的生成与附着；
[0009](2)分以下三种情况配制第一浸渍液
[0010]A1)先将浓度大于等于20g/L且小于60g/L的二水合乙酸锌水溶液在60℃～70℃下水解0.5h～1h，然后与浓度大于等于5g/L且小于15g/L的NaOH水溶液混合均匀，之后在70℃～80℃下水解1h～2h，再与质量分数为1％～8％的硅烷偶联剂水溶液混合均匀，得到第一浸渍液；
[0011]A2)先将浓度为60g/L～160g/L的二水合乙酸锌水溶液在60℃～70℃下水解0.5h～1h，然后与浓度为15g/L～40g/L的NaOH水溶液混合均匀，之后在70℃～80℃下水解1h～2h，得到第一浸渍液；
[0012]A3)先将浓度为60g/L～160g/L的二水合乙酸锌水溶液在60℃～70℃下水解0.5h～1h，然后与浓度为15g/L～40g/L的NaOH水溶液混合均匀，之后在70℃～80℃下水解1h～2h，再与质量分数为1％～8％的硅烷偶联剂水溶液混合均匀，得到第一浸渍液；
[0013]其中，二水合乙酸锌水溶液与NaOH水溶液的体积比为1:1～1.5:1，硅烷偶联剂水溶液与二水合乙酸锌溶液的体积比为1:25～1:20；
[0014](3)第一浸渍液改性纤维织物
[0015]将步骤(1)预处理的纤维织物浸渍于温度为70℃～80℃的第一浸渍液中，浸渍1h～2h后取出并置于120℃～130℃下退火处理1h～2h，重复浸渍、退火处理操作1～4次；
[0016](4)分以下三种情况配制第二浸渍液
[0017]B1)配制水合硝酸锌浓度大于等于40g/L且小于90g/L以及乌洛托品浓度大于等于10g/L且小于23g/L的混合水溶液，并与质量分数为1％～5％的硅烷偶联剂水溶液按照40:1～50:1的体积比混合均匀，得到第二浸渍液；
[0018]B2)配制水合硝酸锌浓度为90g/L～240g/L以及乌洛托品浓度为23g/L～60g/L的混合水溶液，得到第二浸渍液；
[0019]B3)配制水合硝酸锌浓度为90g/L～240g/L以及乌洛托品浓度为23g/L～60g/L的混合水溶液，并与质量分数为1％～5％的硅烷偶联剂水溶液按照40:1～50:1的体积比混合均匀，得到第二浸渍液；
[0020](5)第二浸渍液改性纤维织物
[0021]A1与B1组合时，将第二浸渍液置于温度为80℃～90℃的高压反应釜中预反应0.5h～1h后，再加入经过第一浸渍液改性的纤维织物，在高压反应釜中反应8h～10h，之后从第二浸渍液中取出纤维织物并干燥，得到氧化锌改性防弹纤维织物；
[0022]A2与B2、A2与B3、A3与B3组合时，将第二浸渍液置于温度为80℃～90℃的高压反应釜中并加入经过第一浸渍液改性的纤维织物，在高压反应釜中反应8h～10h，之后从第二浸渍液中取出纤维织物并干燥，得到氧化锌改性防弹纤维织物；或者，将第二浸渍液置于温度为80℃～90℃的高压反应釜中预反应0.5h～1h后，再加入经过第一浸渍液改性的纤维织物，在高压反应釜中反应8h～10h，之后从第二浸渍液中取出纤维织物并干燥，得到氧化锌改性防弹纤维织物。
[0023]优选地，步骤(1)中，在质量分数为15％～30％的醋酸水溶液中酸洗；在浓度为15g/L～20g/L的NaOH水溶液中碱洗。
[0024]优选地，先将浓度为60g/L～120g/L的二水合乙酸锌水溶液在60℃～70℃下水解0.5h～1h，然后与浓度为15g/L～30g/L的NaOH水溶液混合均匀，之后在70℃～80℃下水解1h～2h，再与质量分数为1％～5％的硅烷偶联剂水溶液混合均匀，得到第一浸渍液。
[0025]优选地，配制水合硝酸锌浓度为90g/L～180g/L以及乌洛托品浓度为23g/L～45g/L的混合水溶液，并与质量分数为1％～5％的硅烷偶联剂水溶液按照40:1～50:1的体积比混合均匀，得到第二浸渍液；且第二浸渍液在80℃～90℃的高压反应釜中预反应0.5h～1h后，再加入经过第一浸渍液改性的纤维织物。
[0026]进一步地，相对于未改性的单层纤维织物，改性的单层纤维织物质量增加1％～20％，更优选4％～12％。
[0027]进一步地，从第二浸渍液中取出纤维织物后置于120℃～150℃的真空干燥箱中干燥。
[0028]有益效果：
[0029](1)本专利技术所述方法中，通过二水合乙酸锌与氢氧化钠反应，生成羟基基团，由于键与键的相互作用，该基团可以较好地附着于纤维表面，从而为下一步的氧化锌种植提供了环境基础；硅烷偶联剂可以使纱线表面更加平整与柔顺，易于羟基基团与纱线表面结合，而且硅烷偶联剂可以促进羟基基团与氧化锌颗粒结合，因此在适当的时候加入硅烷偶联剂
可以促进纤维与氧化锌的结合。
[0030](2)本专利技术所述方法中，第二浸渍液进行预反应主要是将锌离子与乌洛托品水解后的碱性离子结合，生成一定数量的氧化锌颗粒，便于加入第一浸渍液改性纤维织物时使羟基基团与氧化锌颗粒结合，若不进行预反应，则羟基基团会与原混合液发生反应，影响后续氧化锌颗粒的附着。
[0031](3)本专利技术所述方法中，各反应物的浓度对于氧化锌颗粒的生成有很大影响，若反应物浓度过低会导致羟基基团与氧化锌颗粒的含量过小，其在纤维表面的附着会很不均匀且附着量小；而反应物浓度过大时则生成大量的羟基基团和氧化锌颗粒，虽然会布满纤维表面，但是过多的氧化锌颗粒会成为冗余质量本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种氧化锌改性防弹纤维织物的方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：(1)纤维织物的预处理依次对纤维织物进行酸洗、碱洗、水洗预处理，除去纤维织物表面的碱性及酸性杂质；(2)分以下三种情况配制第一浸渍液A1)先将浓度大于等于20g/L且小于60g/L的二水合乙酸锌水溶液在60℃～70℃下水解0.5h～1h，然后与浓度大于等于5g/L且小于15g/L的NaOH水溶液混合均匀，之后在70℃～80℃下水解1h～2h，再与质量分数为1％～8％的硅烷偶联剂水溶液混合均匀，得到第一浸渍液；A2)先将浓度为60g/L～160g/L的二水合乙酸锌水溶液在60℃～70℃下水解0.5h～1h，然后与浓度为15g/L～40g/L的NaOH水溶液混合均匀，之后在70℃～80℃下水解1h～2h，得到第一浸渍液；A3)先将浓度为60g/L～160g/L的二水合乙酸锌水溶液在60℃～70℃下水解0.5h～1h，然后与浓度为15g/L～40g/L的NaOH水溶液混合均匀，之后在70℃～80℃下水解1h～2h，再与质量分数为1％～8％的硅烷偶联剂水溶液混合均匀，得到第一浸渍液；其中，二水合乙酸锌水溶液与NaOH水溶液的体积比为1:1～1.5:1，硅烷偶联剂水溶液与二水合乙酸锌溶液的体积比为1:25～1:20；(3)第一浸渍液改性纤维织物将步骤(1)预处理的纤维织物浸渍于温度为70℃～80℃的第一浸渍液中，浸渍1h～2h后取出并置于120℃～130℃下退火处理1h～2h，重复浸渍、退火处理操作1～4次；(4)分以下三种情况配制第二浸渍液B1)配制水合硝酸锌浓度大于等于40g/L且小于90g/L以及乌洛托品浓度大于等于10g/L且小于23g/L的混合水溶液，并与质量分数为1％～5％的硅烷偶联剂水溶液按照40:1～50:1的体积比混合均匀，得到第二浸渍液；B2)配制水合硝酸锌浓度为90g/L～240g/L以及乌洛托品浓度为23g/L～60g/L的混合水溶液，得到第二浸渍液；B3)配制水合硝酸锌浓度为90g/L～240g/L以及乌洛托品浓度为23g/L～60g/L的混合水溶液，并与质量分数为1％～5％的硅烷偶联剂水溶液按照40:1～50:1的体积比混合均匀，得到第二浸渍液；(5)第二浸渍液改性纤维织物A1与B1组合时，将第二浸渍液置于温度为80℃～90℃的高压反应釜中预反应0.5h～1h后，再加入经过第一浸渍液改性的纤维织物，在高压反应釜中反应8h～10h，之后从第二浸渍液中取出纤维织物并干燥，得到氧化锌改性防弹纤维织物；A2与B2、A2与B3、A3与B3组合时，将第二浸渍液置于温度为80℃～90℃的高压反应釜中并加入经过第一浸渍液改性的纤维织物，在高压反应釜中反应8h～10h，之后从第二浸渍液中取出纤维织物并...

【专利技术属性】
技术研发人员：许尧杰，黄广炎，张宏，马宇，王涛，祁少博，
申请(专利权)人：北京理工大学，
类型：发明
国别省市：