[发明专利]无纬布复合材料的制备工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种复合材料的制备工艺，尤其涉及一种无纬布复合材料的制备工艺。

背景技术

超高分子量聚乙烯纤维是继芳纶(Kevlar)纤维后又一类广泛用于防弹领域的高性能纤维。由于超高分子量聚乙烯纤维的优异性能，其作为复合材料增强层，在军事、航空航天、海洋开发等产业有着广泛的应用。

防弹纤维复合材料的基体树脂一般以热塑性树脂为主，国内目前多采用苯乙烯嵌段共聚物热塑性弹性体为主体，并有LDPE等树脂改性的SEBS用于防弹材料的报道。而改性的SEBS材料多应用无机、醇类等化学试剂作溶剂，因此是不环保的。

随着人们环境保护意识的增强，复合材料制备过程中的挥发性有机物排放受到

了限制。传统的复合材料行业多采用以有机物为溶剂的树脂做基体制备复合材料。

有机溶剂在生产过程中一般容易挥发，不仅对工作人员以及环境有很大的危害，而

且成本较高，耗能较大。

发明内容

本发明的目的，就是为了提供一种生产过程环保、易于工艺控制、生产成本较低的无纬布复合材料的制备工艺。

为了达到上述目的，本发明采用了以下技术方案：一种无纬布复合材料的制备工艺，是将高强高模聚乙烯纤维单丝通过放丝、铺展、浸胶、烘干、收卷制作成UD料卷；再将两卷UD料卷按0°/90°正交复合，得到无纬布复合材料，所述浸胶使用的胶粘剂为水性胶粘剂，该水性胶粘剂由以下重量百分比的物质组成：

水性聚氨酯：3.3％～8.3％；

烯烃类共聚物：5％～16.7％；

其余为水。

所述的烯烃类共聚物选自乙烯-丙烯酸乙酯共聚物和乙烯-醋酸乙烯共聚物中的一种或两种的混合物。

所述的水性胶粘剂的制备方法如下：

一、按以下重量百分比配料：

水性聚氨酯：3.3％～8.3％；

烯烃类共聚物：5％～16.7％；

其余为水；

二、将配料量的聚氨酯、烯烃类共聚物和水混合，搅拌均匀，即制得水性胶粘剂产品。

本发明无纬布复合材料的制备工艺由于采用了水性胶粘剂作为浸胶用的胶粘剂，具有以下的优点和特点：

1、生产过程环保，其生产中采用的胶粘剂，是以水替代有机溶剂的，因此施胶过程中毒性挥发物少，无污染、安全可靠，对工作人员危害程度较低；

2、易于工艺控制：采用的热塑性聚氨酯是一类性能优良的弹性树脂，胶液的固含量和粘度随时间变化不明显，有利于无纬布预浸成型工艺控制，因此可以比较精确地控制生产的无纬布复合材料的AD、RC、AFW等参数；

3、生产成本较低：其生产中采用的胶粘剂，是以水替代有机溶剂的，因此生产成本比较低；选用的胶粘剂为常温胶粘剂，因此生产过程中能耗也比较低。

具体实施方式

一种无纬布复合材料的制备工艺，是将高强高模聚乙烯纤维单丝通过放丝、铺展、浸胶、烘干、收卷制作成UD料卷；再将两卷UD料卷按0°/90°正交复合，得到无纬布复合材料，其中浸胶使用的胶粘剂为水性胶粘剂，在无纬布复合材料的制备过程中，水性胶粘剂置于胶槽内，高强高模聚乙烯纤维单丝经放丝、铺展后经过胶槽浸渍一层胶粘剂。以下实施例均采用上述工艺，只是其中的水性胶粘剂的组成不同。

实施例1

水性胶粘剂的组成为：水性聚氨酯，5公斤；乙烯-丙烯酸乙酯共聚物，5公斤；水，90公斤。将上述各组分混合，搅拌均匀后，即制得本发明中的一种水性胶粘剂。

实施例2

水性胶粘剂的组成为：水性聚氨酯，8.3公斤；乙烯-醋酸乙烯共聚物，16.7公斤；水，75公斤。将上述各组分混合，搅拌均匀后，即制得本发明中的一种水性胶粘剂。

实施例3

水性胶粘剂的组成为：水性聚氨酯，7公斤；乙烯-丙烯酸乙酯共聚物，10公斤；水，73公斤。将上述各组分混合，搅拌均匀后，即制得本发明中的一种水性胶粘剂。

实施例4

水性胶粘剂的组成为：水性聚氨酯，3.3公斤；乙烯-醋酸乙烯共聚物，16.7公斤；水，80公斤。将上述各组分混合，搅拌均匀后，即制得本发明中的一种水性胶粘剂。

实施例5

水性胶粘剂的组成为：水性聚氨酯，8.3公斤；乙烯-丙烯酸乙酯共聚物2.5公斤和乙烯-醋酸乙烯共聚物2.5公斤；水，86.7公斤。将上述各组分混合，搅拌均匀后，即制得本发明中的一种水性胶粘剂。

采用上述水性胶粘剂的无纬布复合材料的制备工艺制备的无纬布复合材料，性能优异，经靶试实验证明，按照NIJ-STD-0101.06标准，可达到IIIA级防弹级别。按GB18582-2001标准，测试生产过程中的空气中挥发性有机物VOC含量为0g/L。本生产工艺制备的无纬布复合材料，成本较低，平均每平方米降低了5％。