【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及复合材料，具体涉及一种超高分子量聚乙烯纤维复合材料及其制备方法。
技术介绍
1、轻质防弹材料因其可在不大幅增加负重的情况下有效增加防护能力，显著延长装备设施寿命、提高人员的安全性，正逐渐受到越来越多的重视。
2、超高分子量聚乙烯(uhmwpe)纤维因其具有高结晶度和高取向度，从而展现出高强度、高模量、耐摩擦、耐腐蚀等优点，同时得益于其饱和烷烃链的化学结构，uhmwpe纤维的密度很低(仅约0.97g/cm3)，故具备极高的比强度、比模量，其所制备的uhmwpe纤维复合材料也因此成为了最具潜力的轻质防弹材料之一，已在防弹背心、头盔、装甲车、坦克、舰船、直升机等领域的防护部件中得到广泛应用。
3、然而，uhmwpe纤维的化学结构稳定，表面呈现低极性和高度的化学惰性，在实际制备复合材料时很难与常规基体树脂相容，导致易出现树脂浸渍困难，复合材料界面结合薄弱等问题。与此同时，uhmwpe纤维的熔点仅约140℃，在130℃下即开始发生解取向，使纤维性能削弱，因此其复合材料的制备与加工温度受到了严格限制，进一步制约了uhmwpe纤维复合材料的推广应用。
4、针对上述问题，人们开展了大量研究工作。何亚茂等使用碳纳米管对uhmwpe纤维进行了表面处理，并利用水性聚氨酯制备了水基的树脂乳液对纤维进行浸渍，然而结果表明所制备的复合材料界面性能提升较为有限。cn 108316016a中公开了一种uhmwpe纤维防弹复合材料及其制备方法。其使用乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(eva)对聚苯乙烯进行化学改性，得到改性
5、因此，专利技术人提供了一种超高分子量聚乙烯纤维复合材料及其制备方法。
技术实现思路
1、(1)要解决的技术问题
2、本专利技术实施例提供了一种超高分子量聚乙烯纤维复合材料及其制备方法，解决了超高分子量聚乙烯纤维与现有常规树脂乳液相容性差、复合材料浸渍效果不佳的技术问题。
3、(2)技术方案
4、本专利技术的第一方面提供了一种超高分子量聚乙烯纤维复合材料，由超高分子量聚乙烯纤维与乙烯-丙烯酸树脂乳液复合制备而成，所述乙烯-丙烯酸树脂乳液包括乙烯-丙烯酸共聚物乳液。
5、进一步地，所述乙烯-丙烯酸树脂乳液还包括改性助剂，所述改性助剂由可溶于水或可在水中以乳液形式稳定存在、且能够与所述乙烯-丙烯酸共聚物乳液相容的一种或多种助剂组成。
6、进一步地，所述改性助剂在所述乙烯-丙烯酸树脂乳液中的质量百分比≤99.9％。
7、进一步地，所述乙烯-丙烯酸共聚物乳液中乙烯-丙烯酸共聚物的质量百分比为0.1～40％。
8、进一步地，乙烯-丙烯酸共聚物由乙烯单体与丙烯酸单体/酯化后的丙烯酸单体共聚而成。
9、进一步地，丙烯酸组分占所述乙烯-丙烯酸共聚物的质量百分比为5～35％。
10、进一步地，所述乙烯-丙烯酸共聚物的热熔温度<130℃。
11、进一步地，所述超高分子量聚乙烯纤维的分子量>150×104g/mol。
12、本专利技术的第二方面提供了一种超高分子量聚乙烯纤维复合材料的制备方法，包括以下步骤：
13、按预设比例将乙烯-丙烯酸共聚物乳液、改性助剂混合均匀，得到乙烯-丙烯酸树脂乳液；
14、利用所述乙烯-丙烯酸树脂乳液浸渍超高分子量聚乙烯纤维，刮去多余乳液并烘干水分，得到超高分子量聚乙烯纤维预浸料；
15、将所述超高分子量聚乙烯纤维预浸料裁切后铺叠至预设厚度，在模具中加热并加压，使乙烯-丙烯酸树脂充分热熔，之后冷却脱模，得到超高分子量聚乙烯纤维复合材料。
16、进一步地，加热温度为120～130℃，加压压力为0.05～5mpa。
17、(3)有益效果
18、综上，本专利技术通过乙烯-丙烯酸共聚物乳液，可实现树脂乳液与超高分子量聚乙烯纤维间相容性的显著提升，从而改善乳液对纤维的浸渍效果，提升复合材料性能；基于乙烯-丙烯酸共聚物，可在130℃以下热熔，使该复合材料可在超高分子量聚乙烯纤维解取向温度(约130℃)以下完成成型加工，有效避免了纤维损伤，使纤维性能得以保全。
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1.一种超高分子量聚乙烯纤维复合材料，其特征在于，由超高分子量聚乙烯纤维与乙烯-丙烯酸树脂乳液复合制备而成，所述乙烯-丙烯酸树脂乳液包括乙烯-丙烯酸共聚物乳液。
2.根据权利要求1所述的超高分子量聚乙烯纤维复合材料，其特征在于，所述乙烯-丙烯酸树脂乳液还包括改性助剂，所述改性助剂由可溶于水或可在水中以乳液形式稳定存在、且能够与所述乙烯-丙烯酸共聚物乳液相容的一种或多种助剂组成。
3.根据权利要求2所述的超高分子量聚乙烯纤维复合材料，其特征在于，所述改性助剂在所述乙烯-丙烯酸树脂乳液中的质量百分比≤99.9％。
4.根据权利要求1所述的超高分子量聚乙烯纤维复合材料，其特征在于，所述乙烯-丙烯酸共聚物乳液中乙烯-丙烯酸共聚物的质量百分比为0.1～40％。
5.根据权利要求1所述的超高分子量聚乙烯纤维复合材料，其特征在于，乙烯-丙烯酸共聚物由乙烯单体与丙烯酸单体/酯化后的丙烯酸单体共聚而成。
6.根据权利要求5所述的超高分子量聚乙烯纤维复合材料，其特征在于，丙烯酸组分占所述乙烯-丙烯酸共聚物的质量百分比为5～35％。
<...【技术特征摘要】
1.一种超高分子量聚乙烯纤维复合材料，其特征在于，由超高分子量聚乙烯纤维与乙烯-丙烯酸树脂乳液复合制备而成，所述乙烯-丙烯酸树脂乳液包括乙烯-丙烯酸共聚物乳液。
2.根据权利要求1所述的超高分子量聚乙烯纤维复合材料，其特征在于，所述乙烯-丙烯酸树脂乳液还包括改性助剂，所述改性助剂由可溶于水或可在水中以乳液形式稳定存在、且能够与所述乙烯-丙烯酸共聚物乳液相容的一种或多种助剂组成。
3.根据权利要求2所述的超高分子量聚乙烯纤维复合材料，其特征在于，所述改性助剂在所述乙烯-丙烯酸树脂乳液中的质量百分比≤99.9％。
4.根据权利要求1所述的超高分子量聚乙烯纤维复合材料，其特征在于，所述乙烯-丙烯酸共聚物乳液中乙烯-丙烯酸共聚物的质量百分比为0.1～40％。
5.根据权利要求1所述的超高分子量聚乙烯纤维...
【专利技术属性】
技术研发人员：张宝艳，周典瑞，王伟翰，高亮，杜宇，石峰晖，
申请(专利权)人：中国航空制造技术研究院，
类型：发明
国别省市：
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