一种芳纶多层复合UD布的制备方法技术

一种芳纶多层复合UD布的制备方法，其特征在于，主要工序包括：芳纶纤维的表面清洗及干燥处理、芳纶纤维的表面改性及干燥处理、浸胶的配置、芳纶纤维的上胶处理、低密度聚乙烯膜的清洗风干处理、单层芳纶UD布预浸料的制备、多芳纶UD布的预压和多层芳纶UD布的热合；本发明专利技术通过对芳纶纤维和低密度聚乙烯膜在上胶前进行清洗，有效清除了表面的油层和吸附杂质，有利于芳纶UD布的复合，芳纶纤维在表面改性阶段经过氯化钙粗化和多巴胺活化两个过程的处理，纤维表面粗糙度增大，表面活性基团增加，芳纶复合材料的层间剪切性能增大，芳纶纤维的表面结构损伤较小，从而改善芳纶纤维的表面性能，改善其与树脂胶粘剂的界面结合性能，提高芳纶多层复合UD布的防弹性能。芳纶多层复合UD布的防弹性能。

【技术实现步骤摘要】
一种芳纶多层复合UD布的制备方法


[0001]本专利技术涉及UD布的制备领域，更具体的是涉及一种芳纶多层复合UD布的制备方法。

技术介绍

[0002]单向织物简称为UD织物，是一种由特种设备织造后经过后处理粘接而成的纺织材料。在当今的防弹防护领域，芳纶纤维所复合的UD布是应用最广泛的复合材料之一，具有高抗冲击性、抗裂性、耐磨性、耐高温性以及低重量等特点，其制作是通过单层布的铺层叠加复合而成的。但是由于芳纶纤维本身的表面较高的结晶度及苯环空间位阻作用，使得纤维表面光滑，活性官能团较少，同时芳纶纤维表面上存在着由气体、氧化物、杂质、树脂层组成的表面层,这些污物组成的表面层降低了纤维的表面自由能，从而导致界面结合困难，又由于芳纶纤维在紫外线照射下，强度大幅下降，制约了芳纶UD布的高模量、高强度、耐冲击的特性在防弹防护中的发挥，最终使防弹防护效果变差。

技术实现思路

[0003]为解决现有技术中存在的问题，现提供一种芳纶多层复合UD布的制备方法，主要工序包括：芳纶纤维的表面清洗及干燥处理、芳纶纤维的表面改性及干燥处理、浸胶的配置、芳纶纤维的上胶处理、低密度聚乙烯膜的清洗风干处理、单层芳纶UD布预浸料的制备、多芳纶UD布的预压和多层芳纶UD布的热合。
[0004]优选地，各工序的主要步骤包括：
[0005]S1、芳纶纤维的表面清洗及干燥处理：芳纶纤维进入清洗干燥系统的清洗装置中进行传动，通过超声波发生器首先在第一个梯形槽中进行清洗，之后进入第二个梯形槽中进行清洗，结束清洗后芳纶纤维进入清洗干燥系统的平行风道干燥装置进行烘干，超声波处理器的工作频率在30
‑
100HZ内根据纤维的传动速度进行调节；
[0006]S2、芳纶纤维的表面改性及干燥处理：将芳纶纤维进入改性系统的第一个梯形槽中进行恒温水浴加热，加热结束后将芳纶纤维进入第二个梯形槽中进行清洗，清洗结束后将芳纶纤维进入平行风道干燥装置进行烘干，烘干结束后将芳纶纤维进入第三梯形槽溶液中，随后将芳纶纤维进入第四个梯形槽中进行清洗，清洗结束后将芳纶纤维进入负离子风道进行干燥；
[0007]S3、胶液的配置：将PTMEG多元醇、2,2
‑
二羟甲基丙酸、1,4二羟基丁烷、二环己基甲烷
‑
4,4
‑
二异氰酸酯、消泡剂、丙烯酸乳液配置成碱性胶液；
[0008]S4、纤维的上胶处理：将干燥后的芳纶纤维通过展丝牵引装置后进入装有胶液的胶槽进行上胶，并由刮胶装置控制上胶量；
[0009]S5、低密度聚乙烯膜的清洗风干处理：将低密度聚乙烯膜放入超声波水槽中进行清洗，清洗结束后由带有负离子功能的控温热风机烘干；
[0010]S6、单层芳纶UD预浸料的制备：将含胶芳纶纤维通过贴合装置覆于低密度聚乙烯
膜载体上，然后进入干燥箱进行干燥，干燥后通过牵引装置牵引，牵引结束后通过收卷装置进行收卷制成单层0
°
方向的芳纶UD布；
[0011]S7、芳纶UD布的预压：将单层0
°
方向的芳纶UD布裁剪后，按0
°
/90
°
方向交错叠加，通过带有静电释放功能的压辊或压机进行预压，释放静电，排出叠加后的UD布预浸料的层间空气，使层面贴合；
[0012]S8、多层芳纶UD布的热合：使用具有加热功能的压辊或压机将预压后的芳纶UD布的重叠多层压合为一体。
[0013]优选地，S2中第一个梯形槽中加入的是5％的CaCl2乙醇溶液，第三个梯形槽中加入的是3g/L多巴胺水溶液，调整多巴胺水溶液PH为8～9，第二个梯形槽和第四个梯形槽加入的清洗液是去离子水。
[0014]优选地，S3胶液配置的具体步骤为：准确称量PTMEG多元醇、2,2
‑
二羟甲基丙酸、1,4二羟基丁烷、二环己基甲烷
‑
4,4
‑
二异氰酸酯、消泡剂、丙烯酸乳液并依次加入到反应釜中，启动搅拌，将反应釜内的混合物料缓慢加热升温到70℃，加入催化剂；待反应釜升温至90℃时保持此温度1～2个小时，将预聚物降温到50～70℃，并将搅拌桨转速提高，加入三乙醇胺，并加入溶剂分散，分散完成后添加乙二胺四乙酸水溶液，完成聚合物扩链，最终得到的水性聚氨酯，水性聚氨酯的分子量在20000
‑
35000之间，再添加消泡剂和丙烯酸乳液制成水性聚氨酯胶水，将PH提高至9.0。
[0015]优选地，S8中多层芳纶UD布的热合的主要参数为：压合的温度为130℃～150℃，压合的时间为100～300s，压合的压强为2～5Mpa。
[0016]优选地，S1中第一个梯形槽中加入的清洗液为无水乙醇，第二个梯形槽中加入的清洗液是去离子水。
[0017]优选地，S7中压辊或压机进行预压的压强为0～5Mpa。
[0018]优选地，S5中超声波水槽的温度控制在50℃。
[0019]优选地，S1中芳纶纤维进入清洗干燥系统的平行风道干燥装置进行烘干，温度保持50℃。
[0020]优选地，S2中芳纶纤维进行恒温加热，加热温度为80℃，芳纶纤维之后进入平行风道干燥装置烘干，温度保持50℃，芳纶纤维清洗后进入负离子风道进行干燥处理，负离子风道干燥温度保持75℃。
[0021]有益效果：
[0022](1)本专利技术提供了一种芳纶多层复合UD布,通过对芳纶纤维和作为纤维载体的低密度聚乙烯膜在上胶前进行清洗，有效清除了表面的油层和吸附杂质，有利于芳纶UD布的复合。
[0023](2)本专利技术提供的一种芳纶多层复合UD布，芳纶纤维在表面改性阶段经过氯化钙粗化和多巴胺活化两个过程的处理，芳纶纤维表面形成致密均匀的聚多巴胺涂层，纤维表面粗糙度增大，表面活性基团增加，芳纶复合材料的层间剪切性能增大，芳纶纤维的表面结构损伤较小，从而改善芳纶纤维的表面性能，改善其与树脂胶粘剂的界面结合性能。
[0024](3)经过氯化钙粗化和多巴胺活化两个过程的处理，使纤维的抗紫外线性能得到提高。
具体实施方式
[0025]为了加深对本专利技术的理解，下面将结合实施例对本专利技术作进一步详述，该实施例仅用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术保护范围的限定。
[0026]一种芳纶多层复合UD布的制备方法，主要包括以下步骤：
[0027](1)芳纶纤维的表面清洗及干燥处理：芳纶纤维进入清洗干燥系统的清洗装置中进行传动，通过超声波发生器首先在第一个梯形槽中进行清洗，之后进入第二个梯形槽中进行清洗，结束清洗后芳纶纤维进入清洗干燥系统的平行风道干燥装置进行烘干，超声波处理器的工作频率在30
‑
100HZ内根据纤维的传动速度进行调节，其中第一个梯形槽中加入的清洗液为无水乙醇，第二个梯形槽中加入的清洗液是去离子水；
[0028](2)芳纶纤维的表面改性及干燥处理：将芳纶纤维进入改性系统的第一个梯形槽中进行恒温水浴加热，加热结束后将芳纶纤维进入第二个梯形槽中进行清洗，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种芳纶多层复合UD布的制备方法，其特征在于，主要工序包括：芳纶纤维的表面清洗及干燥处理、芳纶纤维的表面改性及干燥处理、浸胶的配置、芳纶纤维的上胶处理、低密度聚乙烯膜的清洗风干处理、单层芳纶UD布预浸料的制备、多芳纶UD布的预压和多层芳纶UD布的热合。2.根据权利要求1所述的一种芳纶多层复合UD布的制备方法，其特征在于，工序的主要步骤包括：S1、芳纶纤维的表面清洗及干燥处理：芳纶纤维进入清洗干燥系统的清洗装置中进行传动，通过超声波发生器首先在第一个梯形槽中进行清洗，之后进入第二个梯形槽中进行清洗，结束清洗后芳纶纤维进入清洗干燥系统的平行风道干燥装置进行烘干，超声波处理器的工作频率在30
‑
100HZ内根据纤维的传动速度进行调节；S2、芳纶纤维的表面改性及干燥处理：将芳纶纤维进入改性系统的第一个梯形槽中进行恒温水浴加热，加热结束后将芳纶纤维进入第二个梯形槽中进行清洗，清洗结束后将芳纶纤维进入平行风道干燥装置进行烘干，烘干结束后将芳纶纤维进入第三梯形槽溶液中，随后将芳纶纤维进入第四个梯形槽中进行清洗，清洗结束后将芳纶纤维进入负离子风道进行干燥；S3、胶液的配置：将PTMEG多元醇、2,2
‑
二羟甲基丙酸、1,4二羟基丁烷、二环己基甲烷
‑
4,4
‑
二异氰酸酯、消泡剂、丙烯酸乳液配置成碱性胶液；S4、纤维的上胶处理：将干燥后的芳纶纤维通过展丝牵引装置后进入装有胶液的胶槽进行上胶，并由刮胶装置控制上胶量；S5、低密度聚乙烯膜的清洗风干处理：将低密度聚乙烯膜放入超声波水槽中进行清洗，清洗结束后由带有负离子功能的控温热风机烘干；S6、单层芳纶UD预浸料的制备：将含胶芳纶纤维通过贴合装置覆于低密度聚乙烯膜载体上，然后进入干燥箱进行干燥，干燥后通过牵引装置牵引，牵引结束后通过收卷装置进行收卷制成单层0
°
方向的芳纶UD布；S7、芳纶UD布的预压：将单层0
°
方向的芳纶UD布裁剪后，按0
°
/90
°
方向交错叠加，通过带有静电释放功能的压辊或压机进行预压，释放静电，排出叠加后的UD布预浸料的层间空气，使层面贴合；S8、多层芳纶UD布的热合：使用具有加热功能的压辊或压机将...

【专利技术属性】
技术研发人员：张鑫，任良元，郭振勤，
申请(专利权)人：江苏领瑞新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：