等离子体处理的高强聚乙烯增强防弹卡片的制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种轻质、高强防弹卡片的制备方法，尤其是一种等离子体处理的高强聚乙烯增强防弹卡片的制备方法。
【背景技术】
[0002]随着社会的发展，在一些地方社会治安差、暴力事件多、动荡和战乱也会时有发生，因此使用防护装备保护自己免受伤害是非常重要的。防弹制品能有效降低人们的伤亡，特别是子弹碎片和破片对人们造成的局部伤害的比例越来越高，对防弹制品的要求变得越来越尚。因此在防弹性能相当的情况下，减轻防弹制品的质量，是防弹制品具有更尚的机动性和灵活性变成防弹制品的发展趋势。高强聚乙烯纤维是继芳纶之后的第三代抗弹纤维，它具有优异的力学性能、质轻高强、耐磨性好、良好的动能吸收性等特点，是用于弹道防护装备的主要高强高模纤维之一，以高强聚乙烯制成的防弹制品与同等能力的防弹钢板相比，其质量几乎减轻了一半，使高强聚乙烯防弹制品在防弹装备领域得到了广泛的推广应用。但是高强聚乙烯表面光滑，纤维-树脂的粘合界面差，采用对高强聚乙烯进行等离子体处理，可以提高高强聚乙烯纤维的浸润性能，有效改善高强聚乙烯复合材料的界面。以高强聚乙烯为增强材料，双酚A环氧乙烯基酯为基体，采用真空灌注装备制备轻质高强防弹卡片。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于提供了一种等离子体处理的高强聚乙烯增强防弹卡片的制备方法。本发明制备的防弹卡片具有尺寸更小、质量更轻、防弹性能更灵活，能有效防护人体胸部等重要部位免受伤害。此外采用真空灌注工艺固化得到的防弹制品具有防弹性能优异、质量稳定性好、生产效率高的特点。
[0004]为了达到上述目的，本发明的技术方案是:
一种等离子体处理的高强聚乙烯增强防弹卡片的制备方法，采用等离子体处理的高强聚乙烯纤维织物为增强材料，充分利用高强聚乙烯分子量极高，纤维密度低，高比强度，断裂功大，具有很强的吸收能量的能力，挠曲寿命长的特性；以双酚A环氧乙烯基酯879为基体，双酚A环氧乙烯基酯879具有良好的抗冲击韧性、耐裂纹和开裂性能；通过真空灌注工艺，制得高强聚乙烯纤维增强防弹卡片；其中所述的等离子体处理处理功率是100~300W，处理时间是5~20min。
[0005]所述的高强聚乙烯纤维织物采用高强聚乙烯纤维或高强聚乙烯UD布为原料；其中高强聚乙烯纤维细度是1000D，高强聚乙烯UD布的面密度是0.690kg/m2;所述的高强聚乙烯纤维为材料时制作的组织结构为平纹、三维角联锁、三维正交中的一种或多种；所述的防弹卡片的层数是4~6层。
[0006]所述的真空灌注的真空度达-0.08Mpa以下，整个真空灌注过程30~50min。
[0007] 本发明的有益效果是:本发明的一种等离子体处理的高强聚乙烯纤维增强的防弹卡片的制备方法，以等离子体处理过的高强聚乙烯纤维织物为增强材料，由于高强聚乙烯分子量极高，纤维密度低，高比强度，断裂功大，具有很强的吸收能量的能力，有较长的挠曲寿命。以双酚A环氧乙烯基酯879为基体，由于双酚A环氧乙烯基酯秉承了环氧树脂的优良特性，固化性和成型性方面更为出色，而且具有良好的抗冲击韧性、耐裂纹和开裂性能。因而高强聚乙烯增强双酚A环氧乙烯基酯的防弹卡片，充分利用了每种材料的优良特性，通过改变高强聚乙烯纤维增强材料的组织结构、组合方式得到不同类型的防弹卡片，同时保证制得的防弹卡片具有质量轻、卡片薄、便于携带、吸能好，有效防护人的胸部等重要部位。这种防弹卡片能最大限度利用高强聚乙烯纤维的高吸能效应，以及纤维对载荷的快速响应等来减小弹体对人体的伤害。此外采用真空灌注工艺固化得到的防弹制品具有防弹性能优异、质量稳定性好、生产效率高的特点。
【具体实施方式】
[0008]实施例1
本实施例的一种等离子体处理的高强聚乙烯增强的防弹卡片的制备方法。以高强聚乙烯UD布(购于宁波大成新材料股份有限公司)为增强材料，首先将高强聚乙烯UD布在HD-1A低温等离子体处理仪上进行等离子体处理，处理时间是5min，处理功率是100W。然后将等离子体处理过的高强聚乙烯UD布裁剪成15cmX 15 cm，其四层铺叠在一起，以双酚A环氧乙烯基酯879 (购于上海富晨化工有限公司)为基体，充分利用高强聚乙烯的高强度、高模量、质量轻、吸能效果好的特性。以及双酚A环氧乙烯基酯879良好的抗冲击韧性、耐裂纹和开裂性能，通过真空灌注设备成型，制得高强聚乙烯纤维增强防弹卡片。
[0009]所述的高强聚乙烯纤维增强防弹卡片的高强聚乙烯UD布的面密度是0.690kg/m2。所述的真空灌注工艺的真空度为-0.08Mpa，灌注时间是30min。
[0010]本实施例的一种等离子体处理的高强聚乙烯增强的防弹卡片的制备方法，充分利用高强聚乙烯分子量极高，纤维密度低，高比强度，断裂功大，具有很强的吸收能量的能力，挠曲寿命长的特性以及双酚A环氧乙烯基酯879良好的抗冲击韧性、耐裂纹和开裂性能。通过改变高强聚乙烯织物的组织结构、组合方式得到不同类型的防弹卡片，同时保证所制得的防弹卡片具有质量轻、卡片薄、便于携带、吸能好，有效防护人的胸部等重要部位。此外采用真空灌注工艺固化得到的防弹制品具有防弹性能优异、质量稳定性好、生产效率高的特点，使其防弹卡片将会在军人、武警、警察等人中广泛推广应用。
[0011]实施例2
本实施例的一种等离子体处理的高强聚乙烯增强的防弹卡片的制备方法。首先将高强聚乙烯纤维织物在HD-1A低温等离子体处理仪上进行等离子体处理，处理时间是lOmin，处理功率是150W，然后将等离子体处理好的高强聚乙烯纤维织物裁剪成15cmX15 cm，其六层铺叠在一起，前三层是高强聚乙烯纤维平纹织物、接下来三层是高强聚乙烯UD布(购于宁波大成新材料股份有限公司)，充分利用高强聚乙烯的高强度、高模量、质量轻、吸能效果好的特性。以双酚A环氧乙烯基酯879 (购于上海富晨化工有限公司)为基体，利用双酚A环氧乙烯基酯879良好的抗冲击韧性、耐裂纹和开裂性能，通过真空灌注设备成型，制得高强聚乙烯增强防弹卡片。
[0012]所述的高强聚乙烯纤维增强防弹卡片的高强聚乙烯纤维织物为平纹织物和高强聚乙烯UD布。其中所述的高强聚乙烯纤维平纹织物的织造是采用高强聚乙烯纤维(购于宁波大成新材料股份有限公司)与高强聚乙烯纤维包缠线为玮纱，高强聚乙烯纤维与高强聚乙烯纤维包缠线为经纱，首先根据经纱和玮纱的交织层数确定各层经纱和玮纱的交织规律，画出高强聚乙烯纤维平纹织物的结构示意图；再根据高强聚乙烯纤维平纹织物的结构示意图画出高强聚乙烯纤维平纹织物组织图、上机图，最后在SL800半自动织物试样机上织造得到高强聚乙烯纤维平纹织物。而高强聚乙烯UD布的面密度是0.690kg/m2。所述的真空灌注工艺的真空度为-0.09Mpa，灌注时间是35min。
[0013]本实施例的一种等离子体处理的高强聚乙烯增强的防弹卡片的制备方法，充分利用高强聚乙烯纤维分子量极高，纤维密度低，高比强度，断裂功大，具有很强的吸收能量的能力，挠曲寿