[发明专利]一种剪切增稠液材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种防弹材料，具体涉及一种剪切增稠液材料，本发明还进一步地涉及该剪切增稠液材料的制备方法。 

背景技术

众所周知，传统的防刺防弹衣根本无法保护军人的许多关键部位，如手臂、颈部、腿部和肘部，因为这些部位需要经常活动和弯曲。如今的防刺防弹衣，通常叫做防刺防弹背心，不但厚重，而且硬邦邦的，不便用来制造需要弯曲折叠的裤子和袖子，因此只能护住躯干部分。传统防刺防弹衣是用很多层常规的凯芙拉纤维制成，非常厚重，会对士兵的行动产生干扰，使他们更易疲劳。 

发明内容

为此，本发明所要解决的是现有的用于制作防刺防弹衣材料僵硬问题，为此本发明提供了一种剪切增稠液材料，其可以织物变得无比强韧，可以抵御尖钉、刺刀和子弹的袭击，同时又不改变织物的重量、舒适度和弹性。 

本发明进一步提供了上述剪切增稠液材料的制备方法。 

本发明采取的方案为：一种剪切增稠液材料的方法，包括下述步骤： 

步骤1：制备A液 

向聚乙二醇溶液中加入异氰酸酯溶液和催化剂，在回流条件下预反应30-50分钟，再加入醋酸纤维素溶液，混匀后50-70℃反应1-3小时，减压蒸馏除去溶剂得A液； 

步骤2：制备B液 

将硅酸乙酯加入到四丙基氢氧化铵饱和液体中，搅拌并于50-70℃反应1-3小时，得B液； 

步骤三：制备剪切增稠液材料 

将上述A液和B液混合，在温度为140～160℃，压力为0.5～0.6Mpa，反应18～24小时，然后减压蒸馏除去水分即得剪切增稠液材料。 

所述步骤1中聚乙二醇溶液的浓度为20-40wt%，异氰酸酯溶液的浓度为10-20wt%，醋酸纤维素溶液浓度为10-20wt%。 

所述步骤1中异氰酸酯为甲苯2，4-异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯或异佛尔酮二异氰酸酯中的一种或其中几种的混合物。 

所述步骤1中醋酸纤维素为二醋酸纤维素、三醋酸纤维素、醋酸丁酸纤维素、醋酸丙酸纤维素中的一种或其中几种的混合物。 

所述步骤1中聚乙二醇，醋酸纤维素和异氰酸酯的质量比为： 

聚乙二醇：二醋酸纤维素：甲苯2，4‐异氰酸酯=（600‐800）:（50‐70）:（180‐200） 

所述步骤1中的所述催化剂为二月桂酸二丁基锡和/或环烷酸铈。 

所述步骤1中的所述催化剂的用量为所述异氰酸酯的0.05-0.2wt%。 

所述步骤1中的溶剂为丙酮、丁酮、醋酸乙酯、醋酸丁酯等溶剂中的一种或其中几种的混合物。 

所述步骤1中的所述聚乙二醇为PEG400、PEG600。 

所述步骤2中的所述四丙基氢氧化铵的浓度为20wt%～28wt%。 

所述步骤3中A液和B液的质量比为（35‐45）:（65‐55）。 

本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点： 

1、本发明先利用交联剂异氰酸酯和聚乙二醇的端羟基反应，把聚乙二醇的端羟基改造成异氰酸根，然后它可以和醋酸纤维素上的侧羟基反应而接枝在二醋酸纤维素主链上，形成梳状或交联状结构。 

2、本发明的“剪切增稠液体”其实是一种处在固液混合状态的纳米粒子 溶剂，“剪切增稠液体”渗入织物中，通常状态下是以液态形式存在。但是，织物一旦受到冲击、压紧，“剪切增稠液体”就变成坚硬的固体，使织物更强韧，难以被穿透。 

因此，利用本发明的“剪切增稠液体”制造的新型防弹衣，平时柔软舒适，一旦遭到刀等利物砍、刺，或高速子弹、弹片冲击，就在受到冲击的瞬间变得坚韧无比，而且能将冲击力沿织物迅速分散开来，大大降低单位面积的压强。当冲击力消失之后，“剪切增稠液体”又恢复液体状态，织物也重新变软。 

3、本发明的“剪切增稠液体”的用途非常广泛，可以用于制造防护服、汽车装甲、头盔和手套，不但能够为军人和警察提供保护，也能为任何危险行业，如矿工、建筑工人等提供更舒适的工作服。这种新型材料还可以被制成防爆毯，覆盖在可疑包裹或未爆炸的军火上，甚至可以用在伞兵靴上，这种靴子在碰撞时可以变硬，从而保护伞兵的脚踝。 

4、本发明的“剪切增稠液体”用作新型液体防弹衣时需要的材料更少，这意味着防弹衣会更薄、更轻，因此可以用它包裹更大范围的身体，而且士兵的灵活性不会受到太大干扰。此外，利用“剪切增稠液体”处理的新型防弹衣，柔软坚韧，可以制造连袖子带裤腿的全套衣服，保护军人的任何部位，无论人的身体如何弯曲防弹衣的防护性能都不会受损，这才是真正的防弹衣。