一种刚-柔颗粒共混改性TPU的防刺复合膜及其制备方法与应用

本发明涉及防刺复合膜的，尤其是指一种刚-柔颗粒共混改性tpu的防刺复合膜及其制备方法与应用。

背景技术：

1、当今社会属于一个和平的时代，但人们的生命安全仍存在各种暴力事件的威胁，而刀具、尖锥等锐器是造成暴力伤害的一大来源，因此防刺材料的开发引起了越来越多的重视。根据柔软度，防刺材料可分为硬质、半硬质和柔性。硬质防刺材料拥有优异的防刺性能，但随着人们对防刺材料穿着舒适性和行动方便性的要求提高，柔性防刺服逐渐成为了研究的热点。传统的柔性防刺服由多层高性能纤维织物叠加复合而成，以牺牲柔软度为代价增强其防刺性能。而柔性防护膜属于完整的一体结构，不仅更加轻薄而且具备良好的柔韧性、弹性和模量，使其在面对刺针/刀的猛烈刺穿时，具有瞬间发生凹陷变形并尽可能分散冲击力的能力，从而达到防刺的要求。

技术实现思路

1、为解决上述技术问题，本发明提供了一种刚-柔颗粒共混改性tpu的防刺复合膜及其制备方法与应用。

2、本发明的第一个目的在于提供一种刚-柔颗粒共混改性tpu的防刺复合膜的制备方法，包括以下步骤：

3、s1：用硅烷偶联剂kh550对刚性颗粒sio2进行改性，得到改性sio2，分散于有机溶剂中，得到改性sio2的预分散液；用硅烷偶联剂si69对柔性颗粒sbr进行改性，得到改性sbr，溶于有机溶剂中，得到改性sbr预分散液；

4、s2：将tpu颗粒溶解在有机溶剂中，并加入步骤s1中所得改性sio2的预分散液和改性sbr预分散液，混合分散均匀，得到混合液；

5、s3：将步骤s2所得混合溶液转移至聚四氟乙烯模具中，烘干得到tpu复合膜；

6、s4：通过热压复合的方式将tpu复合膜与涤纶非织造布的至少一面复合，得到所述防刺复合膜。

7、在本发明的一个实施例中，步骤s1中，所述硅烷偶联剂kh550与刚性颗粒sio2的质量比为0.5:1-1.2:1；硅烷偶联剂si-69与柔性颗粒sbr的质量比为0.5:1-1.2:1。

8、在本发明的一个实施例中，步骤s1中，改性sio2的预分散液的浓度为0.1wt％-0.5wt％。

9、在本发明的一个实施例中，步骤s1中，改性sbr预分散液的浓度为1wt％-2wt％。

10、在本发明的一个实施例中，步骤s1中，分散制备预分散液中采用超声分散的方式进行，超声时间控制在0.5h以上为佳。

11、在本发明的一个实施例中，步骤s1与步骤s2中，所述有机溶剂为dmf。

12、在本发明的一个实施例中，步骤s2中，所述改性sio2的预分散液和改性sbr预分散液的体积比为1:1-1.2:1。

13、在本发明的一个实施例中，步骤s2中，混合分散的方法为磁力搅拌。

14、在本发明的一个实施例中，步骤s2中，还包括将分散均匀的混合液移入细胞粉碎机中，进行进一步的分散。细胞粉碎机的功率控制在90w-110w,分散时间为20min-30min。

15、在本发明的一个实施例中，步骤s3中，烘干条件：烘干温度为50℃-70℃，烘干时间为4h-6h。

16、在本发明的一个实施例中，步骤s3中，所述tpu复合膜的厚度为0.2-0.4mm。

17、在本发明的一个实施例中，步骤s4中，所述热压复合的条件：热压温度为180℃-200℃，压力为10mpa-20mpa，热压时间为25min-35min。

18、本发明的第二个目的在于提供以上所述的制备方法制备得到刚-柔颗粒共混改性tpu的防刺复合膜。

19、本发明的第三个目的在于提供所述刚-柔颗粒共混改性tpu的防刺复合膜在个体防刺装中的应用。

20、本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：

21、本发明所述的制备方法成本低且操作性强。单独采用刚性颗粒进行填充能够对tpu起到显著的增韧效果，但是也导致tpu的刚度较高，因此，可与一定量的柔性颗粒共混后填充到tpu中，以获得具备高柔软性和高耐穿刺性的复合膜。此外，为了满足对不同的静态穿刺防护类用品日益增长的需求，tpu柔性防刺复合膜不仅能单独使用，而且能通过热压等方式与织物层相结合，达到双重防刺效果，实用性强。

技术特征：

1.一种刚-柔颗粒共混改性tpu的防刺复合膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤s1中，所述硅烷偶联剂kh550与刚性颗粒sio2的质量比控制在0.5:1-1.2:1范围内；硅烷偶联剂si-69与柔性颗粒sbr的质量比控制在0.5:1-1.2:1范围内。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤s1中，改性sio2的预分散液的浓度为0.1wt％-0.5wt％。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤s1中，改性sbr预分散液的浓度为1wt％-2wt％。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤s2中，所述改性sio2的预分散液和改性sbr预分散液的体积比为1:1-1.2:1。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤s3中，烘干条件：烘干温度为50℃-70℃，烘干时间为4h-6h。

7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤s3中，所述tpu复合膜的厚度为0.2-0.4mm。

8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤s4中，所述热压复合的条件：热压温度为180℃-200℃，压力为10mpa-20mpa，热压时间为25min-35min。

9.根据权利要求1-8中任一项所述的制备方法制备得到刚-柔颗粒共混改性tpu的防刺复合膜。

10.权利要求9中所述刚-柔颗粒共混改性tpu的防刺复合膜在个体防护装备中的应用。

技术总结
本发明涉及一种刚‑柔颗粒共混改性TPU的防刺复合膜及其制备方法与应用。制备方法如下：用硅烷偶联剂KH550对刚性颗粒SiO<subgt;2</subgt;进行改性，得到改性SiO<subgt;2</subgt;，分散于有机溶剂中，得到改性SiO<subgt;2</subgt;的预分散液；用硅烷偶联剂Si69对柔性颗粒SBR进行改性，得到改性SBR，溶于有机溶剂中，得到改性SBR预分散液；将TPU颗粒溶解在有机溶剂中，并加入所得改性SiO<subgt;2</subgt;的预分散液和改性SBR预分散液，混合分散均匀；所得混合溶液转移至聚四氟乙烯模具中，烘干得到TPU复合膜；通过热压复合的方式将TPU复合膜与涤纶非织造布的至少一面进行复合，得到所述防刺复合膜。本发明通过对复合膜进行改性以及组分设计，使其在满足优异防刺性的基础上，保持柔软性，提高适用性。

技术研发人员：王萍,季如意,孙雪琳,张岩,李媛媛
受保护的技术使用者：苏州大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16