一种Kevlar纤维UD布的制备
【技术领域】
[0001] 本发明涉及特种纤维纺织领域，尤其涉及一种Kevlar纤维UD布的制备。
【背景技术】
[0002] Kevlar纤维是一种大分子主链上由芳香环和酰胺键构成的有机纤维，全称为"聚 对苯二甲酰对苯二胺"，是一种新型高科技合成纤维，具有超高强度、高模量和耐高温、耐酸 耐碱、重量轻等优良性能，其强度是钢丝的5~6倍，模量为钢丝或玻璃纤维的2~3倍，韧 性是钢丝的2倍，而重量仅为钢丝的1/5左右，在560度的温度下，不分解，不融化。它具有 良好的绝缘性和抗老化性能，且具有很长的生命周期。因此，Kevlar纤维是制作软质防弹 衣、防刺衣、轻质防弹头盔、雷达罩、运钞车防弹装甲、舰艇及远洋船舶绳索、轻质高压容器、 航天航空结构件等的理想材料。
[0003] 由于Kevlar防弹材料所具有的强耐冲击、吸收碎片、轻便、柔软、抗老化性能好等 一系列显著优点，越来越多地用于替代传统的硬质防弹材料。防弹材料的国际惯例是保质 期5年，到期必须更新，这是一个很大的现存市场；世界反恐市场、硬质防弹材料领域、军用 与民航客机的防弹装备、大型或重要体育设施及公众场所的防范装备，正规部队的装备招 标等，构成了新市场。其应用领域也在不断地扩大，成为潜在市场。
[0004] 然而，由于作为基体的胶粘剂自身的缺点，制得的产品综合机械强度较差，表观质 量较差，制备过程中干燥时间较长、布样表面不平整等方面。最重要的是，这种产品在打靶 实验中，防弹性能稳定性较差，同时在制备Kevlar纤维UD布的过程中，由于纤维表面油剂 较多，无纬布表观气泡较为严重。采用这种产品制得的防弹护具不能有效地"钝化"子弹的 冲击力，往往只能通过添加无纬布层数达到防弹的效果，但这样又会增加一般战士、警察使 用时的负荷，同时还会提高防弹衣成本。
[0005] 因此，如何改变Kevlar纤维与胶粘剂的相容性，提高UD布的防弹稳定性，使 Kevlar纤维UD布具有更高的抗冲击性能，有效地"钝化，，子弹的冲击力，已经成为防弹护 品研究的必然趋势。
【发明内容】
[0006] 本发明的目的在于解决上述现有技术的缺陷，提供一种Kevlar纤维UD布，旨在提 高现有Kevlar纤维无纟韦布的防弹性能。
[0007] 本发明是采用如下技术方案实现技术目的的：
[0008] 1、首先进行胶液的配置：
[0009] 1)将丙烯酸酯胶粘剂与/或聚氨酯胶粘剂加入水中，搅拌，形成均一的溶液，胶粘 剂与水的质量比为100 : 20~40 ;
[0010] 2)将增稠剂与水按照质量比10 : 1进行混溶，形成增稠剂混合液，将所述增稠剂 混合液逐滴加入到1)所述胶粘剂水溶液中，并充分搅拌，混合均匀。
[0011] 本发明中所述的增稠剂分为水性增稠剂和油性增稠剂，常用的有聚氧化乙烯、羟 丙基甲基纤维素、羧甲基纤维素钠、羧甲基淀粉、淀粉、聚丙烯酸、聚丙烯酸钠、聚丙烯酰胺、 气相白炭黑及有机膨润土等。本发明采用水性增稠剂，以聚丙烯酸为最佳，能使胶液增稠， 防止填料沉淀，赋予良好的物理机械稳定性，能较好的实现本技术发明的目的。
[0012] 所述的胶粘剂水溶液与聚丙烯酸质量比优选为100 : 1~5。
[0013] 3)将偶联剂、填充剂和分散剂逐步加入到2)所述胶粘剂水溶液中，并充分搅拌均 匀；
[0014] 本发明中所述的偶联剂为硅烷偶联剂，根据硅烷偶联剂有机基团的反应选择性及 化学稳定性，本发明选择硅烷偶联剂KH550为最佳，可增强Kevlar纤维与胶粘剂的相容性， 有效改善UD布的表观效果。
[0015] 所述胶粘剂水溶液与KH550的质量比优选为100 : 0. 2~0. 5。
[0016] 本发明中所述的填充剂为无机填充剂，根据所述胶液的体系及成本，本发明选择 超细碳酸钙为最佳。超细碳酸钙的使用可有效达到补强、降低收缩性的作用，可较好的实现 本技术发明的目的。
[0017] 所述胶粘剂水溶液与超细碳酸钙质量比优选为100 : 5~10。
[0018] 本发明中所述的分散剂选择羟乙基纤维素，此分散剂的使用不仅加强了其它助剂 的作用，并可达到胶液体系稳定的效果。
[0019] 所述胶粘剂水溶液与羟乙基纤维素质量比优选为100 : 5~10。
[0020] 2、UD布的制备：由Kevlar纤维经展丝、上胶、干燥过程制得。
[0021] 本发明的制备方法中，上胶过程可采用将Kevlar纤维浸入胶液的浸胶方法或者 向Kevlar纤维涂抹胶液的涂胶方法进行，不影响技术目的的实现。
[0022] 采用上述技术方案制得的Kevlar纤维UD布，其干胶上胶量占所述UD布总质量的 18%~25%〇
[0023] 试验证明，本发明的Kevlar纤维UD布克服了现用技术的缺陷，得到了防抗冲击性 能优良的防弹材料。助剂的添加，明显改善纤维与胶粘剂的浸润性，可明显改善胶粘剂与 Kevlar纤维间的粘着力和抗蠕变性，以及无纬布表观质量，从而可以有效地钝化子弹的冲 击力。
【具体实施方式】
[0024] 下面结合【具体实施方式】对本发明的技术方案做进一步详细说明。
[0025] 本发明实施例中采用的防弹性能测试，按照美国司法部NIJ0101. 04标准进行，旨 在测试采用本发明的Kevlar纤维无纬布制成的防弹衣的抗弹性能。
[0026] 本发明实施例中采用的主要原料如下：
[0027] Kevlar纤维，杜邦公司生产，牌号Kevlar_29AP，线密度1670dtex，纤维直径9~ 12 μ m ；
[0028] 聚氨酯胶粘剂，温州寰宇高分子有限公司，牌号UR303GNP，固含量为50% ;
[0029] 丙稀Ife醋I父粘剂，泰兴市中纺助剂厂，牌号ZF-101，固含量为50% ;
[0030] 聚丙烯酸，咸阳燕山化工原料有限公司，工业级市售；
[0031] 硅烷偶联剂KH-550,湖北武大有机硅新材料股份有限公司，牌号WD-50,工业级市 售；
[0032] 超细碳酸钙，广东省龙门县精细碳酸钙厂，工业级市售；
[0033] 羟乙基纤维素，湖北祥泰纤维素有限公司，工业级市售；
[0034] 实施例1
[0035] 称取1000 g固含量为50% ZF-101型丙烯酸酯胶粘剂，向烧杯中添加200g水，搅拌 均匀。称取12g聚丙烯酸，将其与水按照质量比I : 10进行混溶，形成增稠剂混合液，将所 述增稠剂混合液逐滴加入到胶粘剂水溶液中，并充分搅拌，混合均匀。
[0036] 将I. 2gKH550、6g超细碳酸钙、6g羟乙基纤维素逐步加入胶粘剂水溶液中，充分搅 拌均匀，并将加入胶粘剂水溶液。
[0037] 将Kevlar纤维于卷绕机上平行缠绕，之后将纤维浸入上述胶液中，通过特定的展 丝设备进行展丝。本实施例采用的胶粘剂为上述改性的胶粘剂，浸胶后用刮胶刀将胶液涂 匀，在50°C的电热阻丝下干燥，待完全干燥后，将布样旋转90°，用同样的方法将纤维丝与 布样纤维丝进行正交复合，即得到两层交错布样。所得到产品结构相应是[0° /90° ]。
[0038] 将布样裁剪成400mm X 400mm正方形布样，并将24