【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及防弹衣材料，尤其是涉及一种硬质防弹板及其制备方法和应用。
技术介绍
1、防弹插板是可插入防弹衣预置口袋内、可用于增强防弹衣局部防弹性能且能提高防弹衣防弹等级的附件，被广泛应用于军事、航天、特种材料等领域。单兵防弹插板的主体防弹材料是陶瓷和硬质聚乙烯(pe)防弹层，其中硬质pe防弹层的制备方法是先通过将超高分子量聚乙烯(uhmwpe)纤维与水性聚氨酯(wpu)胶粘剂复合制成单向无纬(ud)布，再将ud布在热压机下进行高温高压加工制得。
2、然而，聚氨酯胶粘剂是通过范德华力将聚乙烯纤维粘接在一起，因此纤维-纤维和ud布-ud布之间的粘接力并不强。此外，聚氨酯的玻璃化转变温度一般在-40℃，在高温下会软化，导致粘接能力失效，使ud布丧失原有的防弹性能。因此，提高胶粘剂的粘结性和耐高低温性，是提高防弹插板防弹性能的有效途径。
3、现有提高胶粘剂粘接性和耐高低温的方法通常是在聚氨酯分子链中引入聚烯烃链段、加入偶联剂提高交联度、使用油性的苯乙烯-丁二烯-苯乙烯胶粘剂代替水性聚氨酯、加入丙烯酸或vae等乳液进行改性；然而，这些方法仍然是通过范德华力实现纤维之间的粘接，无法从根本上改变纤维之间的作用力，并且很难同时兼具耐高温和耐低温性。
4、鉴于此，特提出本专利技术。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种硬质防弹板及其制备方法和应用，通过提高胶粘剂的粘结性和耐高低温性，进而提高硬质防弹板的防弹性能。
2、本专利技术提供一种硬质
3、s1：将聚乙烯醇缩丁醛溶液、二乙烯基单体和过氧化引发剂搅拌混匀，制得胶粘剂溶液；
4、s2：将胶粘剂溶液置于大滚筒机的胶槽中，使单卷超高分子量聚乙烯纤维经过胶槽中的胶粘剂溶液并平行缠绕在大滚筒机的大滚筒上，缠绕完毕后风干，制得单向无纬布(简称ud布)；
5、s3：将单向无纬布调转90°后包裹在大滚筒机的大滚筒上，使单卷超高分子量聚乙烯纤维经过胶槽中的胶粘剂溶液并平行缠绕在大滚筒上的单向无纬布上，缠绕完毕后风干，制得二层单向无纬布(简称2ud布)；
6、s4：对二层单向无纬布进行真空热压，制得硬质防弹板。
7、步骤s1中，聚乙烯醇缩丁醛溶液、二乙烯基单体和过氧化引发剂之间的质量比为100：(3-13)：(0.13-0.78)；聚乙烯醇缩丁醛溶液可以是聚乙烯醇缩丁醛的乙醇溶液，聚乙烯醇缩丁醛溶液中聚乙烯醇缩丁醛的质量含量为10-15％；二乙烯基单体为乙二醇二甲基丙烯酸酯或二乙烯基苯；过氧化引发剂为过氧化二异丙苯或过氧化苯甲酰；此外，搅拌时的温度为25-40℃，转速为200-800r/min，搅拌时间为3-6h。
8、步骤s2、s3中，超高分子量聚乙烯纤维的分子量为100-500万；缠绕时，可以控制大滚筒机的转速比为(2-3)：1；二层单向无纬布的面密度为110-140g/m2。
9、步骤s4中，真空热压包括：在惰性气体保护下，控制压力为1.5-2mpa，先以2.5-3.5℃/min的速率升温，在85-95℃下保压10-20min；随后继续以2.5-3.5℃/min的速率升温，在105-115℃下保压30-60min，再冷却至室温。
10、本专利技术的制备方法通过将含自由基引发剂的二乙烯基单体浸润ud布，在后续真空热压过程中能够引发自由基原位聚合，二乙烯基单体在纤维周围聚合固化形成三维交联网络，并且还会在纤维表面与基体之间形成共价键，聚合后一次成型为硬质防弹板；得到的硬质防弹板在高低温下具有与常温下一致的防弹性能，pe纤维之间的结合力显著提高。
11、本专利技术还提供一种硬质防弹板，按照上述制备方法制得。
12、本专利技术的硬质防弹板在常温、高温、低温条件下均具有较好的防弹性能；其中，硬质防弹板在常温下的防弹性能>584m·s-1，在高温下的防弹性能>587m·s-1，在低温下的防弹性能>588m·s-1。
13、本专利技术还提供上述硬质防弹板在制备防弹衣中的应用。
14、相对于现有技术，本专利技术至少具有以下优势：
15、1、本专利技术采用聚乙烯醇缩丁醛的乙醇溶液替代水性聚氨酯胶粘剂作为第一胶粘剂来制备ud布，制作出的ud布更加光滑、平整，整洁度更高；同时，聚乙烯醇缩丁醛溶液与二乙烯基单体之间的兼容性好，有利于保证胶粘剂溶液的均一性和稳定性；
16、2、本专利技术使用二乙烯基单体作为第二胶粘剂，在真空热压过程通过过氧化剂引发后，二乙烯基单体会在纤维之间形成三维聚合物网络，并与纤维之间建立化学键，在能更好地传递子弹能量的同时也能限制纤维的滑动，避免大的分层和背凸；
17、3、本专利技术提高了胶粘剂的粘结性和耐高低温性，进而提高了硬质防弹板的防弹性能，硬质防弹板在高温和低温下下具有与常温基本一致的防弹性能，纤维之间的结合力明显提高。
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1.一种硬质防弹板的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，聚乙烯醇缩丁醛溶液、二乙烯基单体和过氧化引发剂之间的质量比为100：(3-13)：(0.13-0.78)。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，聚乙烯醇缩丁醛溶液中聚乙烯醇缩丁醛的质量含量为10-15％。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，二乙烯基单体为乙二醇二甲基丙烯酸酯或二乙烯基苯。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，过氧化引发剂为过氧化二异丙苯或过氧化苯甲酰。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，搅拌时的温度为25-40℃，转速为200-800r/min，搅拌时间为3-6h。
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，二层单向无纬布的面密度为110-140g/m2。
8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，真空热压包括：在惰性气体保护下，控制压力为1.5-2MPa，先以2.5-3.5℃/min的速率升温，在85-95℃下保压10-20m
9.一种硬质防弹板，其特征在于，按照权利要求1-8任一所述的制备方法制得。
10.权利要求9所述的硬质防弹板在制备防弹衣中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种硬质防弹板的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，聚乙烯醇缩丁醛溶液、二乙烯基单体和过氧化引发剂之间的质量比为100：(3-13)：(0.13-0.78)。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，聚乙烯醇缩丁醛溶液中聚乙烯醇缩丁醛的质量含量为10-15％。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，二乙烯基单体为乙二醇二甲基丙烯酸酯或二乙烯基苯。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，过氧化引发剂为过氧化二异丙苯或过氧化苯甲酰。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，搅拌时的温度为2...
【专利技术属性】
技术研发人员：王亚晨，田琨，江龙，霍丁男，许玥，李亚东，
申请(专利权)人：新兴际华上海工程科技研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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