[发明专利]一种轻质高强度防弹衣复合材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种轻质高强度防弹衣复合材料及其制备方法，所述复合材料由多层涂覆膜复合而成，所述涂覆膜包括纳米纤维膜和涂覆层，所述涂覆层涂覆于纳米纤维膜的上表面，所述涂覆层由无机颗粒、胶体颗粒和溶剂制得，相邻涂覆膜之间设置有胶黏层。本发明通过高分子纳米纤维膜以及涂覆在其表面的高硬度涂覆层形成的涂覆膜作为基体材料，使用胶黏剂对多层基体材料进行层叠复合形成复合材料，其中涂覆膜中的纳米纤维结构能够提供优秀的结构强度，高硬度涂覆层具备优秀的刚性，同时，采用具有特殊配方的胶黏剂作为两层涂覆膜之间的胶黏层，能够快速分散和降低冲击力，从而大幅减少子弹对人体的伤害。

技术领域

本发明涉及复合材料技术领域，具体为一种轻质高强度防弹衣复合材料及其制备方法。

背景技术

防弹衣，是一种军事装备，用于防护弹头或弹片对人体的伤害，又称避弹衣、防弹背心、单兵护体装具等，由衣套、防弹层两部分组成，衣套常为化纤织品，防弹层的材质可为金属、陶瓷片、玻璃钢、尼龙、超高分子量聚乙烯纤维等，形成单一或复合型防护结构，用于吸收弹头或弹片的动能，减轻对人体胸、腹部的伤害，实现防护效果。而现有的军警用防弹衣材料多采用陶瓷板材作为主防护材料，作为夹层装配在牛津布料或其他高分子材料制备的背心中作为防弹衣。这种方式虽然能够保护人体的关键部位不受子弹伤害，但是由于质量大，并且柔顺性太差，只能在防弹衣中进行小面积使用，保护心脏等关键部位，而无法避免其他部位受伤。因此，我们提出一种轻质高强度防弹衣复合材料及其制备方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种轻质高强度防弹衣复合材料及其制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种轻质高强度防弹衣复合材料，所述复合材料由多层涂覆膜复合而成，所述涂覆膜包括纳米纤维膜和涂覆层，所述涂覆层涂覆于纳米纤维膜的上表面，所述涂覆层由无机颗粒、胶体颗粒和溶剂制得，相邻涂覆膜之间设置有胶黏层。

进一步的，所述涂覆层包括以下重量组分：40～60％无机颗粒、5～20％胶体颗粒和35～40％溶剂，所述胶黏层由15～30份胶黏剂和15～30份溶剂制得。

进一步的，所述无机颗粒包括碳化硅、氮化硅、氧化铝、勃姆石、碳化硼中的一种或多种组合，

所述胶体颗粒为聚偏氟乙烯、聚偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物中的一种或两种组合，

所述胶黏剂为氯丁橡胶胶黏剂、丁腈橡胶胶黏剂、丁苯橡胶胶黏剂、硅橡胶胶黏剂、酚醛树脂胶黏剂、环氧树脂胶黏剂、热塑性聚丙烯酸酯胶黏剂中的一种或多种组合，

上述溶剂为乙酸乙酯、甲苯、二甲苯、三甲苯、丙酮、丁酮、甲基异丁酮、乙酸丁酯、卤代烷烃中的一种或多种。

在上述技术方案中，涂覆膜利用具有超强粘性的胶黏剂进行粘结，形成多层材料，制得复合材料，胶黏层由胶黏剂和溶剂共混制得，其中胶黏剂为氯丁橡胶胶黏剂、丁腈橡胶胶黏剂、丁苯橡胶胶黏剂、硅橡胶胶黏剂、酚醛树脂胶黏剂、环氧树脂胶黏剂、热塑性聚丙烯酸酯胶黏剂中的一种或多种组合物，优先选用含有橡胶类胶黏剂和环氧树脂胶黏剂的组合物胶黏剂，橡胶类胶黏剂具备较高弹性，环氧类胶黏剂的硬度较好，能够实现对强烈冲击力的有效缓冲，提高抗断裂强度和体系分散效果；其中丁腈橡胶为粉末状，丙烯腈含量在20～30％，门尼粘度为40～60，该丙烯腈含量的丁腈橡胶具备较高的粘结性；

因所使用的溶剂更为绿色安全，橡胶类胶黏剂优先选用丁腈类橡胶；采用的溶剂甲苯、二甲苯、三甲苯、丙酮、丁酮、甲基异丁酮、乙酸乙酯、乙酸丁酯、卤代烷烃中的一种或多种，但由于部分溶剂毒性较大，因此优先选用乙酸乙酯。

进一步的，所述纳米纤维膜为超高分子量聚乙烯，所述纳米纤维膜厚度为3～20μm，所述纳米纤维膜中的纤维平均直径为1～10nm。