一种剪切增稠流体与织物的复合方法与流程

本发明涉及一种剪切增稠流体与织物的复合方法，属于剪切增稠流体复合材料应用。

背景技术：

1、剪切增稠流体是一种对应力十分敏感的液体材料，由纳米粒子和溶剂两部分构成。当受到外界应力时，流体中的纳米粒子能瞬间团聚形成粒子簇，导致流体的浓度陡增进而表现出类似固体的性质，抵御外力。这一特性使剪切增稠流体在防护领域有广泛的应用前景。

2、剪切增稠流体应用在织物上可制成全柔性防弹、防刺复材，具有广泛的应用前景。常用的复合工艺有两种：1)流体直接涂布在织物表面，通过热压的方法让其慢慢渗入织物内部形成复材；2)用甲醇、乙醇等挥发性溶剂稀释流体，然后浸渍织物，取出烘干后得到复材。虽然这两种方法都能制得复材，但是复合效果及防刺性能都有缺陷。方法1导致流体的溶剂和纳米粒子分离，溶剂吸入了织物而粒子团聚沉积在织物的表面，复合效果差。方法2制得的复材强度低，对ga68～2019标准d1刀头基本没有防刺效果。因此需要一种制备高强度、高性能复材的方法。

技术实现思路

1、本发明目的是为了解决现有技术中剪切增稠流体复合织物效果差，防刺效果不佳的问题，提供一种剪切增稠流体与织物的复合方法，能够将剪切增稠流体均匀分散到织物中，提高复合织物强度和防刺性能。

2、本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

3、一种剪切增稠流体与织物的复合方法，其特征在于包括以下步骤：

4、a、预混合：向剪切增稠流体中加入ph＝7.1～9的氨水，混匀得预混合液,制成的预混合液呈乳白色，有团聚的毫米、微米级粒子簇；

5、b、分散：将预混合液置于密闭容器中，水浴中中频超声分散得到均一的稀释液；

6、c、浸渍：将织物浸入稀释液中，浸渍过程同时进行高频超声处理，浸渍后挤出多余液体，将织物烘干即可。

7、本发明预混合过程中，流体与氨水的质量比为1：0.5～3，氨水能够使二氧化硅粒子的表面带负电，使粒子通过电荷排斥分散，有效避免团聚，并且，氨水可通过烘干完全去除，不会往流体中引入影响纳米粒子刚性碰撞的杂质，避免影响最终复合材料的力学性能。

8、步骤b的分散过程中，超声功率密度为50～100w/加仑，超声频率为30～40khzf，超声温度为30～50℃，超声时间为10～30min。低频率超声波(20～28khz)虽然空化作用强大，但会使液体局部过热，反而会使粒子团聚沉淀。水浴超声配合30～40khz的超声频率可以不间断地超声处理且容易准确控温。处理后的稀释液经孔径1～3μm滤纸过滤不会在滤纸表面发现残留物。

9、分散制得的稀释液静置4天不产生沉淀，静置2～3周后分层，即底层为乳白色沉积物，上层为清液，但重复步骤2和3可以重新得到均一度好的稀释液。

10、本发明步骤c的浸渍过程中超声功率密度为50～100w/加仑，超声频率为68～80khzf，超声处理时间为10～30s。使用高频率超声波可以有效除去浸渍时液体在织物内的微气泡，使复合更均匀，并且能够进一步分散可能存在的极微小粒子簇，增加复合材料的力学性能。

11、与传统的方法相比，本发明的优势在于：

12、1.稀释过程中，流体在密闭容器中，不会引入外界杂质。

13、2.稀释使用中频率超声波处理，该频段的超声波能使流体快速稀释，不会因为空化作用过强而导致粒子团聚。

14、3.浸渍时辅以高频率超声波振荡，可以消除织物结构内的微米级、亚微米级气泡，增加流体与织物的复合均匀度,增加复合材料的强度和防刺性能。

15、4.水浴超声容易精准控温，因为水的比热容大，可吸收超声产生的热量而不急速升温，因此可以精准控温且无需额外冷却装置。

16、5.稀释过程清洁绿色，无有毒试剂。

技术特征：

1.一种剪切增稠流体与织物的复合方法，其特征在于包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种剪切增稠流体与织物的复合方法，其特征在于所述流体与氨水的质量比为1：0.5～3。

3.根据权利要求1所述的一种剪切增稠流体与织物的复合方法，其特征在于预混合所用仪器为旋涡振荡仪。

4.根据权利要求1所述的一种剪切增稠流体与织物的复合方法，其特征在于制成的预混合液呈乳白色，有团聚的毫米、微米级粒子簇。

5.根据权利要求1所述的一种剪切增稠流体与织物的复合方法，其特征在于分散过程中，超声功率密度为50～100w/加仑，超声频率为30～40khzf，超声温度为30～50℃，超声时间为10～30min。

6.根据权利要求1所述的一种剪切增稠流体与织物的复合方法，其特征在于浸渍过程中超声功率密度为50～100w/加仑，超声频率为68～80khzf，超声温度为30～40℃，超声处理时间为10～30s。

7.根据权利要求1所述的一种剪切增稠流体与织物的复合方法，其特征在于步骤b制得的稀释液静置4天不产生沉淀。

8.根据权利要求1所述的一种剪切增稠流体与织物的复合方法，其特征在于步骤b制得的稀释液经过孔径1～3μm滤纸无颗粒状物质残留。

9.根据权利要求1所述的一种剪切增稠流体与织物的复合方法，其特征在于所述织物烘干后含液量为7～25％。

技术总结
本发明公开了一种剪切增稠流体与织物的复合方法，包括以下步骤：向剪切增稠流体中加入pH＝7.1～9的氨水，混匀得预混合液,制成的预混合液呈乳白色，有团聚的毫米、微米级粒子簇；将预混合液置于密闭容器中，水浴中中频超声分散得到均一的稀释液；将织物浸入稀释液中，浸渍过程同时进行高频超声处理，浸渍后挤出多余液体，将织物烘干即可。本发明分散流体时不会引入外界杂质，使用中频率超声波处理，防止粒子团聚，浸渍时辅以高频率超声波振荡，可以消除织物结构内的微米级、亚微米级气泡，增加流体与织物的复合均匀度,增加复合材料的强度和防刺性能。

技术研发人员：张赶年,石正兵
受保护的技术使用者：中山莱圃新材料有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14