[发明专利]一种基于剪切增稠胶的抗冲击柔性防护复合材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种基于剪切增稠胶的抗冲击柔性防护复合材料，所述复合材料的制备方法方法包括如下步骤：(1)制备剪切增稠胶；(2)制备剪切增稠胶的稀释液和固定形状的剪切增稠胶；(3)制备剪切增稠胶复合的柔性防护织物；(4)将步骤(2)所得固定好形状的剪切增稠胶置于两层或多层步骤(3)所得剪切增稠胶复合的柔性防护织物的夹层中，对其四周进行缝合固定，制得所述柔性防护复合材料。本发明不仅保持了良好的柔软灵活性而且具有优异的抗静电性和抗冲击性能。

技术领域

本发明涉及复合材料制备技术领域，尤其是涉及一种基于剪切增稠胶的抗冲击柔性防护复合材料及其制备方法。

背景技术

随着人们安全意识的提高，柔性防护材料逐渐受到人们的关注，而基于纤维制品制备的防护材料如凯芙拉纤维、超高分子量聚乙烯纤维等纤维制备的各种防护服由于其质量轻、灵活性强，逐渐成为防护材料领域的研究热点；但是仍有不足，相对复合材料以及硬质防护品其强度、刚度以及抗冲击性能仍然存在着较大的不足，于是研究人员便致力研究以改变这种缺陷，希望可以得到兼顾纤维基防护材料的柔韧性又可以提高材料的抗冲击性能。后来人们将剪切增稠液(STF)与织物复合以提高材料的力学性能，在受到外来威胁时，对于STF由于流体力学会克服粒子间的排斥力作用而生成一种“粒子簇，宏观表现为表观粘度急剧增加，从而呈现出良好的抗冲击性能，但是STF易沉降、长时间放置会影响力学性能，而剪切增稠胶(STG)不仅具有较好的抗冲击性能而且性质也更加稳定，剪切增稠胶在不受力的情况下，柔软而富有弹性，一旦受到剧烈的冲击时分子间“B-O”会迅速相互锁定，迅速收紧变硬形成一层防护层，当外界作用力消失时材料又迅速恢复到原来的柔软状态。

发明内容

针对现有技术存在的上述问题，本发明申请人提供了一种基于剪切增稠胶的抗冲击柔性防护复合材料及其制备方法。本发明不仅保持了良好的柔软灵活性而且具有优异的抗静电性和抗冲击性能。

本发明的技术方案如下：

一种基于剪切增稠胶的抗冲击柔性防护复合材料，所述复合材料的制备方法方法包括如下步骤：

(1)制备剪切增稠胶；

所述剪切增稠胶所含原料及各原料的重量份数为：聚二甲基硅氧烷85-90％，硼酸8-10％，四针状氧化锌2-5％；

将硼酸在140-180℃下脱水2h，然后向聚二甲基硅氧烷中加入硼酸，在压力为10-20kPa、温度160-200℃的条件下在捏合机中混合1-3h，在捏合机搅拌的过程中加入四针状氧化锌，得到剪切增稠胶；

(2)将部分剪切增稠胶与溶剂混合，溶解完毕之后放置，得到剪切增稠胶的稀释液，剩余剪切增稠胶置于模具中使其固定成特定形状；

(3)将柔性防护材料放入步骤(2)制得的剪切增稠胶的稀释液中超声振荡1h-3h，然后放入真空烘箱烘干，制得剪切增稠胶复合的柔性防护织物；

(4)将步骤(2)所得固定好形状的剪切增稠胶置于两层或多层步骤(3)所得剪切增稠胶复合的柔性防护织物的夹层中，对其四周进行缝合固定，制得所述柔性防护复合材料。

所述四针状氧化锌在捏合机搅拌开始0.5-2h后加入。

所述的四针状氧化锌针状体长度为10-510μm，针状体根部直径0.5-5μm。

步骤(2)中所述溶剂为丙酮或者乙二醇；所述剪切增稠胶与溶剂重量比为1:1～3。所述固定成特定形状根据实际应用设置。

步骤(3)中所述柔性防护材料由高性能纤维制成；所述高性能纤维为芳纶、超高分子量聚乙烯纤维、碳纤维中的一种或多种。

步骤(3)中所述真空烘箱中烘箱温度为50-90℃。

步骤(4)中所述进行缝合固定的方式为：采用尼龙线或者断裂强力较高的缝合线通过手工或者机器进行缝合。