一种剪切增稠流体浸渍对防护材料的改性方法
【专利摘要】本发明公开了一种剪切增稠流体浸渍对防护材料的改性方法，包括以下步骤：将聚乙二醇、乙醇混合均匀，随后加入SiO2粉，制得悬浮液，将悬浮液离心，沉淀物经乙醇洗涤后，干燥得粉末，再将干燥后的粉末，以聚乙二醇为分散介质配置成体积浓度为6~10%的悬浮液，将Kevlar布放入步骤（3）配置的悬浮液中浸渍并辅以超声分散，然后干燥，得到改性后的防护材料。
【专利说明】
一种剪切増稠流体浸渍对防护材料的改性方法
技术领域
[0001] 本发明属于防刺服用防刺材料领域，具体涉及一种剪切增稠流体浸渍对防护材料 的改性方法。
【背景技术】
[0002] 近年来，随着高性能纤维材料的发展，个体防护装甲也取得了长足进展，逐渐由原 来的硬质、半硬质产品，发展到目前的软质产品。这种转变不仅减轻了装甲质量，而且改善 了其舒适性。尽管如此，防护材料的轻便舒适与防护性能任是很难协调的一组矛盾。
[0003] 剪切增稠液体在高速冲击下，表观粘度发生巨大变化，甚至由液相转变为固相;冲 击撤除后，又迅速从固相转变为液相。这种剪切增稠效应是一种非牛顿流体行为，其变化是 可逆的。可将这种剪切增稠效应用于抗冲击领域，例如用于防刺材料或其它防护设备的制 备中，同时这类材料也可能在防震等领域具有广阔的应用前景。
[0004] 但如何将剪切增稠液体与防护材料相结合是一直困扰着人们的难题。
【发明内容】
[0005] 为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种剪切增稠流体浸渍对防护 材料的改性方法。
[0006] 为达到上述目的，本发明是通过以下的技术方案来实现的。
[0007] -种剪切增稠流体浸渍对防护材料的改性方法，包括以下步骤：
[0008] (1)将聚乙二醇、乙醇混合均匀，随后加入Si02粉，制得悬浮液;所述Si0 2、聚乙二 醇、乙醇的配比为体积比5~15:10~30:60~80。
[0009] (2)将悬浮液离心，沉淀物经乙醇洗涤后，干燥得粉末；
[0010] (3)将干燥后的粉末，以聚乙二醇为分散介质配置成体积浓度为6~10%的悬浮 液；
[00?1 ] (4)将Ke V1 ar布放入步骤(3)配置的悬浮液中浸渍10m i η~5h，然后干燥。
[0012] 进一步地所述Si〇2的粒径为40~50nm。
[0013] 进一步地所述聚乙二醇的平均分子量为780~840。
[0014] 进一步地所述步骤(2)中沉淀物经乙醇洗涤后，70~90 °C真空干燥6~1 Oh。
[0015] 进一步地所述步骤（4)中Kevlar布浸渍前，将步骤（3)配置的悬浮液加入乙醇稀 释，步骤(3)配置的悬浮液与乙醇的体积比为1:1~2,并用超声波清洗机震荡，使其分散均 匀，超声波的频率为20~50KHz。
[0016] 进一步地所述步骤(4)中Kevlar布在浸渍过程中使用超声波清洗机震荡，辅助分 散，超声波的频率为20~50KHz。
[0017] 进一步地所述步骤⑷中将浸渍完毕后的Kevlar布70~90°C真空干燥3~5小时。
[0018] 有益效果：与现有技术相比，本发明的优点在于:大大提高防刺织物的强度，可以 做出柔韧性又好、强度又高的防护用具。
【附图说明】
[0019] 图1穿刺试验示意图；
[0020] 其中1.试样，2.氯丁橡胶海绵，3.聚乙烯泡沫，4.橡胶，5.刀具。
【具体实施方式】
[0021]下面结合实例对本发明作进一步的详细说明。
[0022] 实施例1
[0023] -种剪切增稠流体浸渍对防护材料的改性方法，包括以下步骤：
[0024] (1)将聚乙二醇、乙醇混合均匀，随后分批加入Si02粉，制得悬浮液;所述Si0 2、聚乙 二醇、乙醇的配比为体积比10.5 :19.5 : 70 ; Si〇2的粒径为40nm;聚乙二醇的平均分子量为 780~840;
[0025] (2)将悬浮液离心分离，沉淀物经乙醇洗涤三次后，真空80 °C真空干燥8h，得粉末；
[0026] (3)将干燥后的粉末，以聚乙二醇为分散介质配置体积浓度为8%的悬浮液；（4)将 步骤(3)配置的悬浮液加入乙醇稀释，步骤(3)配置的悬浮液与乙醇的体积比为1:1，并用超 声波清洗机震荡，使其分散均匀，然后将Kevlar布放入浸渍lOmin，在此期间超声波清洗机 一直对其进行辅助分散，将浸渍完毕后将织物放入真空干燥箱内在80 °C的温度下干燥4小 时;所用超声波的频率为20~50KHz。
[0027] 实施例2
[0028] -种剪切增稠流体浸渍对防护材料的改性方法，包括以下步骤：
[0029] (1)将聚乙二醇、乙醇混合均匀，随后分批加入Si02粉，制得悬浮液;所述Si0 2、聚乙 二醇、乙醇的配比为体积比5 :15 :60; Si02的粒径为40nm;聚乙二醇的平均分子量为780~ 840；
[0030] (2)将悬浮液离心分离，沉淀物经乙醇洗涤三次后，真空70 °C真空干燥1 Oh，得粉 末；
[0031] (3)将干燥后的粉末，以聚乙二醇为分散介质配置体积浓度为8%的悬浮液；
[0032] (4)将步骤(3)配置的悬浮液加入乙醇稀释，步骤(3)配置的悬浮液与乙醇的体积 比为1:1，并用超声波清洗机震荡，使其分散均匀，然后将Kevlar布放入浸渍lh，在此期间超 声波清洗机一直对其进行辅助分散，将浸渍完毕后将织物放入真空干燥箱内在70°C真空干 燥5小时;所用超声波的频率为20~50KHz。
[0033] 实施例3
[0034] -种剪切增稠流体浸渍对防护材料的改性方法，包括以下步骤：
[0035] (1)将聚乙二醇、乙醇混合均匀，随后分批加入Si02粉，制得悬浮液;所述Si02、聚 乙二醇、乙醇的配比为体积比15:20:70; Si02的粒径为40nm;聚乙二醇的平均分子量为780 ~840;
[0036] (2)将悬浮液离心分离，沉淀物经乙醇洗涤三次后，真空90 °C真空干燥6h，得粉末；
[0037] (3)将干燥后的粉末，以聚乙二醇为分散介质配置体积浓度为8%的悬浮液；
[0038] (4)将步骤(3)配置的悬浮液加入乙醇稀释，步骤(3)配置的悬浮液与乙醇的体积 比为1:1，并用超声波清洗机震荡，使其分散均匀，然后将Kevlar布放入浸渍4h，在此期间超 声波清洗机一直对其进行辅助分散，将浸渍完毕后将织物放入真空干燥箱内在90°C真空干 燥3小时;所用超声波的频率为20~50KHz。
[0039] 实施例4
[0040] -种剪切增稠流体浸渍对防护材料的改性方法，包括以下步骤：
[0041 ] (1)将聚乙二醇、乙醇混合均匀，随后分批加入Si〇2粉，制得悬浮液;所述Si〇 2、聚乙 二醇、乙醇的配比为体积比10: 30:80; Si02的粒径为40nm;聚乙二醇的平均分子量为780~ 840；
[0042] (2)将悬浮液离心分离，沉淀物经乙醇洗涤三次后，真空80 °C真空干燥8h，得粉末；
[0043] (3)将干燥后的粉末，以聚乙二醇为分散介质配置体积浓度为8%的悬浮液；
[0044] (4)将步骤(3)配置的悬浮液加入乙醇稀释，步骤(3)配置的悬浮液与乙醇的体积 比为1:1，并用超声波清洗机震荡，使其分散均匀，然后将Kevlar布放入浸渍5h，在此期间超 声波清洗机一直对其进行辅助分散，将浸渍完毕后将织物放入真空干燥箱内在80°C真空干 燥4小时;所用超声波的频率为20~50KHz。
[0045] 实施例5
[0046] -种剪切增稠流体浸渍对防护材料的改性方法，包括以下步骤：
[0047] (1)将聚乙二醇、乙醇混合均匀，随后分批加入Si02粉，制得悬浮液;所述Si0 2、聚乙 二醇、乙醇的配比为体积比10: 20: 70; Si〇2的粒径为50nm;聚乙二醇的平均分子量为780~ 840；
[0048] (2)将悬浮液离心分离，沉淀物经乙醇洗涤三次后，真空80 °C真空干燥8h，得粉末；
[0049] (3)将干燥后的粉末，以聚乙二醇为分散介质配置体积浓度为6%的悬浮液；
[0050] (4)将步骤(3)配置的悬浮液加入乙醇稀释，步骤(3)配置的悬浮液与乙醇的体积 比为1:2,并用超声波清洗机震荡，使其分散均匀，然后将Kevlar布放入浸渍4h，在此期间超 声波清洗机一直对其进行辅助分散，将浸渍完毕后将织物放入真空干燥箱内在80°C真空干 燥4小时;所用超声波的频率为20~50KHz。
[0051 ] 实施例6
[0052] 一种剪切增稠流体浸渍对防护材料的改性方法，包括以下步骤：
[0053] (1)将聚乙二醇、乙醇混合均匀，随后分批加入Si02粉，制得悬浮液;所述Si0 2、聚乙 二醇、乙醇的配比为体积比10: 20: 70; Si〇2的粒径为50nm;聚乙二醇的平均分子量为780~ 840；
[0054] (2)将悬浮液离心分离，沉淀物经乙醇洗涤三次后，真空80 °C真空干燥8h，得粉末；
[0055] (3)将干燥后的粉末，以聚乙二醇为分散介质配置体积浓度为8%的悬浮液；
[0056] (4)将步骤(3)配置的悬浮液加入乙醇稀释，步骤(3)配置的悬浮液与乙醇的体积 比为1:2,并用超声波清洗机震荡，使其分散均匀，然后将Kevlar布放入浸渍4h，在此期间超 声波清洗机一直对其进行辅助分散，将浸渍完毕后将织物放入真空干燥箱内在80°C真空干 燥4小时;所用超声波的频率为20~50KHz。
[0057] 实施例7
[0058] 一种剪切增稠流体浸渍对防护材料的改性方法，包括以下步骤：
[0059] (1)将聚乙二醇、乙醇混合均匀，随后分批加入Si02粉，制得悬浮液;所述Si0 2、聚乙 二醇、乙醇的配比为体积比10: 20: 70; Si〇2的粒径为50nm;聚乙二醇的平均分子量为780~ 840；
[0060] (2)将悬浮液离心分离，沉淀物经乙醇洗涤三次后，真空80 °C真空干燥8h，得粉末；
[0061] (3)将干燥后的粉末，以聚乙二醇为分散介质配置体积浓度为10%的悬浮液；
[0062] (4)将步骤(3)配置的悬浮液加入乙醇稀释，步骤(3)配置的悬浮液与乙醇的体积 比为1:1，并用超声波清洗机震荡，使其分散均匀，然后将Kevlar布放入浸渍4h，在此期间超 声波清洗机一直对其进行辅助分散，将浸渍完毕后将织物放入真空干燥箱内在80°C真空干 燥4小时;所用超声波的频率为20~50KHz。
[0063]采用落锤式防刺性能测试试验机测试防刺性能，如图1所示，试样在最上层，衬垫 材料依次为5层氯丁橡胶海绵、1层聚乙烯泡沫、2层橡胶，刀具下落高度为0.3m，所得检测数 据见下表：
[0064 ] 不同工艺浸渍的ke v 1 ar布穿刺情况对比
[0065]
[0066] 本发明按照上述实施例进行了说明，应当理解，上述实施例不以任何形式限定本 发明，凡采用等同替换或等效变换方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1. 一种剪切增稠流体浸渍对防护材料的改性方法，其特征在于，包括以下步骤： (1)将聚乙二醇、乙醇混合均匀，随后加入Si02粉，制得悬浮液;所述Si02、聚乙二醇、乙 醇的配比为体积比5~15:10~30:60~80; (2 )将悬浮液离心，沉淀物经乙醇洗涤后，干燥得粉末； (3) 将干燥后的粉末，以聚乙二醇为分散介质配置成体积浓度为6~10%的悬浮液； (4) 将Kevlar布放入步骤(3)配置的悬浮液中浸渍lOmin~5h，然后干燥。2. 根据权利要求1所述的一种剪切增稠流体浸渍对防护材料的改性方法，其特征在于， 所述Si02的粒径为40~50nm。3. 根据权利要求1所述的一种剪切增稠流体浸渍对防护材料的改性方法，其特征在于， 所述聚乙二醇的平均分子量为780-840。4. 根据权利要求1所述的一种剪切增稠流体浸渍对防护材料的改性方法，其特征在于， 所述步骤(2)中沉淀物经乙醇洗涤后，70~90 °C真空干燥6~10h。5. 根据权利要求1所述的一种剪切增稠流体浸渍对防护材料的改性方法，其特征在于， 所述步骤(4)中Kevlar布浸渍前，将步骤(3)配置的悬浮液加入乙醇稀释，步骤(3)配置的悬 浮液与乙醇的体积比为1:1~2,并用超声波清洗机震荡，使其分散均匀。6. 根据权利要求1所述的一种剪切增稠流体浸渍对防护材料的改性方法，其特征在于， 所述步骤(4)中Kevlar布在浸渍过程中使用超声波清洗机震荡，辅助分散。7. 根据权利要求1所述的一种剪切增稠流体浸渍对防护材料的改性方法，其特征在于， 所述步骤(4)中将浸渍完毕后的Kevlar布70~90 °C真空干燥3~5小时。
【文档编号】D06M101/36GK106087428SQ201610431244
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年6月15日
【发明人】姚子健, 杨志峰, 谢从珍, 刘少华, 王士维, 王根水
【申请人】江苏南瓷绝缘子股份有限公司