石墨烯复合改性高强聚乙烯纤维无纬布及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种石墨烯复合改性高强聚乙烯纤维无炜布及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 现有的防弹材料，由于材料的选择、工艺等原因，在抗冲击性能等方面存在缺陷， 需要进一步加以改进。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的在于提供一种操作方便，性能优异的石墨烯复合改性高强聚乙烯纤 维无炜布及其制备方法。
[0004] 本发明的技术解决方案是： 一种石墨烯复合改性高强聚乙烯纤维无炜布，其特征是：由石墨烯复合改性高强聚乙 烯纤维、高密度聚乙烯薄膜和水性树脂胶组成；石墨烯复合改性高强聚乙烯纤维覆盖在高 密度聚乙烯薄膜上，且石墨烯复合改性高强聚乙烯纤维两侧均覆盖水性树脂胶。
[0005] 石墨稀复合改性聚乙稀纤维是由高强聚乙稀经石墨稀原液添加改性制成，强度不 低于34cN/dtex，模量不低于1000cN/dtex ;所述高密度聚乙稀薄膜厚度0. 005-0. 01mm。
[0006] 所述水性树脂胶由热塑性树脂、水、增粘剂组成；所述热塑性树脂选自聚丙烯酸酯 和聚氨酯中的一种或两种混合物，质量含量为40-50% ;所述增粘剂选自松香类树脂增粘乳 液，质量含量为5-35%。
[0007] -种石墨烯复合改性高强聚乙烯纤维无炜布的制备方法，其特征是：包括下列步 骤： (1) 将高密度聚乙烯薄膜铺在自动控制辊筒卷绕机上，辊筒有效宽度1600mm ; (2) 将石墨烯复合改性聚乙烯纤维卷筒放置到辊筒卷绕机的退绕架上； (3) 将石墨烯复合改性聚乙烯纤维的端头倒出，并经过张力调节架、展丝装置、胶槽，最 后固定在辊筒一侧边缘； (4) 在辊筒卷绕机导轨的不断移动过程中，将石墨烯改性高强聚乙烯纤维经过胶槽后 平铺在高密度聚乙烯薄膜上，导轨移动速度0. 15-0. 25/min，缠绕速度100-150m/min ; (5) 当石墨烯复合改性聚乙烯纤维缠绕至设定宽度时，辊筒停止卷绕，割断石墨烯复合 改性聚乙烯纤维； (6) 辊筒重新转动直至辊筒表面的纤维全部烘干；沿着辊筒表面的凹槽割开无炜布取 下。
[0008] 本发明操作方便，性能优异。由于石墨烯复合改性高强聚乙烯纤维具有改善的耐 温性和传热性，由石墨烯改性纤维制成的无炜布制品，其耐热性和传热性获得改善，耐温温 度高，传热速率提高，抵抗外力冲击时，能够更快地将热能传导出去，且能够承受更高的温 度，抗冲击性能获得提高。在同等面密度情况下，能够获得更好的防弹性能；也可以在保证 同样的防弹性能的情况下，减轻制品的重量。
[0009] 下面结合实施例对本发明作进一步说明。
【具体实施方式】
[0010] 一种石墨烯复合改性高强聚乙烯纤维无炜布，由石墨烯复合改性高强聚乙烯纤 维、高密度聚乙烯薄膜和水性树脂胶组成；石墨烯复合改性高强聚乙烯纤维覆盖在高密度 聚乙烯薄膜上，且石墨烯复合改性高强聚乙烯纤维两侧均覆盖水性树脂胶。
[0011] 石墨烯复合改性聚乙烯纤维是由高强聚乙烯烃石墨烯原液添加改性制成，强度不 低于34cN/dtex，模量不低于1000cN/dtex ;所述高密度聚乙稀薄膜厚度0. 005-0. 01mm。
[0012] 所述水性树脂胶由热塑性树脂、水、增粘剂组成；所述热塑性树脂选自聚丙烯酸酯 和聚氨酯中的一种或两种混合物，质量含量为40-50% ;所述增粘剂选自松香类树脂增粘乳 液，质量含量为5-35%。
[0013] 一种石墨烯复合改性高强聚乙烯纤维无炜布的制备方法，其特征是：包括下列步 骤： (1) 将高密度聚乙烯薄膜铺在自动控制辊筒卷绕机上，辊筒有效宽度1600mm ; (2) 将石墨烯复合改性聚乙烯纤维卷筒放置到辊筒卷绕机的退绕架上； (3) 将石墨烯复合改性聚乙烯纤维的端头倒出，并经过张力调节架、展丝装置、胶槽，最 后固定在辊筒一侧边缘； (4) 在辊筒卷绕机导轨的不断移动过程中，将石墨烯改性高强聚乙烯纤维经过胶槽后 平铺在高密度聚乙烯薄膜上，导轨移动速度0. 15-0. 25/min，缠绕速度100-150m/min ; (5) 当石墨烯复合改性聚乙烯纤维缠绕至设定宽度时，辊筒停止卷绕，割断石墨烯复合 改性聚乙烯纤维； (6) 辊筒重新转动直至辊筒表面的纤维全部烘干；沿着辊筒表面的凹槽割开无炜布取 下。
[0014] 将所述石墨烯改性高强聚乙烯无炜布可通过多次正交复合，制成有多层无炜布组 成的40mm*40mm软质防弹片，进行防弹性能测试。
[0015] 由石墨烯改性高强聚乙烯纤维无炜布制成的防弹衣，因纤维的传热速率的提高和 耐温性的提高，可以承受更高的更高的冲击力，抗冲击性能提高。
[0016] 取得效果：全部达到公安部GA141-2010标准规定的三级防护等级的情况下：
【主权项】
1. 一种石墨烯复合改性高强聚乙烯纤维无炜布，其特征是：由石墨烯复合改性高强聚 乙烯纤维、高密度聚乙烯薄膜和水性树脂胶组成；石墨烯复合改性高强聚乙烯纤维覆盖在 高密度聚乙烯薄膜上，且石墨烯复合改性高强聚乙烯纤维两侧均覆盖水性树脂胶。
2. 根据权利要求1所述的石墨烯复合改性高强聚乙烯纤维无炜布，其特征是：石墨烯 复合改性聚乙烯纤维是由高强聚乙烯烃石墨烯原液添加改性制成，强度不低于34cN/dteX， 模量不低于l〇〇〇cN/dtex;所述高密度聚乙烯薄膜厚度0. 005-0. 01mm。
3. 根据权利要求1所述的石墨烯复合改性高强聚乙烯纤维无炜布，其特征是：所述水 性树脂胶由热塑性树脂、水、增粘剂组成；所述热塑性树脂选自聚丙烯酸酯和聚氨酯中的一 种或两种混合物，质量含量为40-50% ;所述增粘剂选自松香类树脂增粘乳液，质量含量为 5-35%〇
4. 一种权利要求1所述的石墨烯复合改性高强聚乙烯纤维无炜布的制备方法，其特征 是：包括下列步骤： (1) 将高密度聚乙烯薄膜铺在自动控制辊筒卷绕机上，辊筒有效宽度1600mm; (2) 将石墨烯复合改性聚乙烯纤维卷筒放置到辊筒卷绕机的退绕架上； (3) 将石墨烯复合改性聚乙烯纤维的端头倒出，并经过张力调节架、展丝装置、胶槽，最 后固定在辊筒一侧边缘； (4) 在辊筒卷绕机导轨的不断移动过程中，将石墨烯改性高强聚乙烯纤维经过胶槽后 平铺在高密度聚乙烯薄膜上，导轨移动速度0. 15-0. 25/min，缠绕速度100-150m/min; (5) 当石墨烯复合改性聚乙烯纤维缠绕至设定宽度时，辊筒停止卷绕，割断石墨烯复合 改性聚乙烯纤维； (6) 辊筒重新转动直至辊筒表面的纤维全部烘干；沿着辊筒表面的凹槽割开无炜布取 下。
【专利摘要】本发明公开了一种石墨烯复合改性高强聚乙烯纤维无纬布，由石墨烯复合改性高强聚乙烯纤维、高密度聚乙烯薄膜和水性树脂胶组成；石墨烯复合改性高强聚乙烯纤维覆盖在高密度聚乙烯薄膜上，且石墨烯复合改性高强聚乙烯纤维两侧均覆盖水性树脂胶。本发明操作方便，性能优异。由于石墨烯复合改性高强聚乙烯纤维具有改善的耐温性和传热性，由石墨烯改性纤维制成的无纬布制品，其耐热性和传热性获得改善，耐温温度高，传热速率提高，抵抗外力冲击时，能够更快地将热能传导出去，且能够承受更高的温度，抗冲击性能获得提高。
【IPC分类】B32B27-06, B32B27-32, B32B27-04, B32B27-18, B32B27-02
【公开号】CN104786592
【申请号】CN201510165815
【发明人】周新基, 高继业, 朱建军
【申请人】江苏九九久科技股份有限公司
【公开日】2015年7月22日
【申请日】2015年4月9日