一种超高分子量聚乙烯浸渍液的制备方法和应用

本发明属于防弹，更具体的说是涉及一种超高分子量聚乙烯浸渍液的制备方法和应用。

背景技术：

1、在目前的防弹材料中，超高分子量聚乙烯(uhmwpe)因密度低、高模量、高强度等特性被广泛应用，并且通常通过与树脂结合热压成层合板应用于防弹装备。然而由于uhmwpe分子表面缺乏极性官能团，因而与树脂结合能力较差，这会导致纤维层合板受到子弹和破片冲击后极易出现分层，这导致了层合板抗多发弹丸的能力快速下降。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种超高分子量聚乙烯浸渍液的制备方法和应用，以解决上述现有技术存在的问题，实现超高分子量聚乙烯与树脂结合性能的提升。

2、为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

3、本发明技术方案之一：提供一种超高分子量聚乙烯浸渍液的制备方法，步骤包括：

4、将多巴胺盐酸盐与水混合后将ph调节至8.4～8.6，再加入羧基化碳纳米管搅拌均匀即得所述超高分子量聚乙烯浸渍液。

5、进一步的，所述多巴胺盐酸盐在所述超高分子量聚乙烯浸渍液中的浓度为2～4g/l。

6、进一步的，所述ph调节是加入tris缓冲液对于ph进行调整。

7、进一步的，所述羧基化碳纳米管在所述超高分子量聚乙烯浸渍液中的质量分数为0.05％～0.5％。

8、本发明技术方案之二：提供一种由上述方法制备得到的超高分子量聚乙烯浸渍液。

9、本发明技术方案之三：提供一种上述超高分子量聚乙烯浸渍液在提升超高分子量聚乙烯与树脂结合性能中的应用。

10、本发明技术方案之四：提供一种提升超高分子量聚乙烯与树脂结合性能的方法，步骤包括：

11、将超高分子量聚乙烯纤维材料真空干燥后，在室温条件下置于上述超高分子量聚乙烯浸渍液中进行浸渍搅拌，所述浸渍搅拌结束后冲洗干燥即得增强的超高分子量聚乙烯纤维材料；然后将增强的超高分子量聚乙烯纤维材料与树脂热压结合。

12、进一步的，所述超高分子量聚乙烯纤维材料为超高分子量聚乙烯纤维或超高分子量聚乙烯纤维织物。

13、进一步的，所述真空干燥的温度为60～70℃，时间为0.5～1h。

14、进一步的，所述浸渍搅拌的时间为23～25h。

15、进一步的，所述冲洗干燥为将浸渍搅拌后的超高分子量聚乙烯纤维材料用水冲洗至少一次，然后在50～70℃条件下真空干燥6～7h。

16、冲洗干燥的过程能够去除多余的弱聚合pda，从而得到与树脂结合力更强的超高分子量聚乙烯纤维材料。

17、本发明公开了以下技术效果：

18、本发明提供的超高分子量聚乙烯浸渍液，借助于聚多巴胺在超高分子量聚乙烯表面的自聚合效应，在纤维或织物表面织物形成了氨基，增加了纤维或织物表面活性，并与羧基化碳纳米管发生化学反应，形成稳定的酰胺键，这种共价键能够提供较强的粘附力和结合力。不仅如此，碳纳米管可以在纤维之间产生桥连作用，进一步提供更好的粘附力和摩擦力，从而提高与树脂的结合力，层间结合力能够提升33％～63％。

19、本发明提供的提升超高分子量聚乙烯与树脂结合性能的方法在不降低纤维原本力学性能的情况下，几乎对质量没有增加，不影响防护装备的防护性能和轻量化，主要使用浸渍、烘干、清洗工艺，无需复杂的生产设备且无污染物产生，生产成本低，适合批量生产，具有良好的应用前景。

技术特征：

1.一种超高分子量聚乙烯浸渍液的制备方法，其特征在于，步骤包括：

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述多巴胺盐酸盐在所述超高分子量聚乙烯浸渍液中的浓度为2～4g/l。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述ph调节是加入tris缓冲液对于ph进行调整。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述羧基化碳纳米管在所述超高分子量聚乙烯浸渍液中的质量分数为0.05％～0.5％。

5.一种如权利要求1～4任一项所述制备方法制备得到的超高分子量聚乙烯浸渍液。

6.一种如权利要求5所述的超高分子量聚乙烯浸渍液在提升超高分子量聚乙烯与树脂结合性能中的应用。

7.一种提升超高分子量聚乙烯与树脂结合性能的方法，其特征在于，步骤包括：

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述真空干燥的温度为60～70℃，时间为0.5～1h。

9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述浸渍搅拌的时间为23～24h。

10.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述冲洗干燥为将浸渍搅拌后的超高分子量聚乙烯纤维材料用水冲洗至少一次，然后在50～70℃条件下真空干燥6～7h。

技术总结本发明属于防弹技术领域，涉及一种超高分子量聚乙烯浸渍液的制备方法和应用。本发明通过由水、多巴胺盐酸盐、羧基化碳纳米管和Tris缓冲液制备得到一种超高分子量聚乙烯浸渍液，借助于聚多巴胺在超高分子量聚乙烯表面的自聚合效应，在纤维或织物表面织物形成了氨基和羟基，增加了纤维或织物表面活性，并与羧基化碳纳米管发生化学反应，增加了纤维与树脂的结合能力，并且通过浸渍改善超高分子量聚乙烯与树脂的结合性能后几乎对质量没有增加，不影响防护装备的防护性能和轻量化，主要使用浸渍、烘干、清洗工艺，无需复杂的生产设备且无污染物产生，生产成本低，适合批量生产，具有良好的应用前景。技术研发人员：张宏,刘鹏,黄广炎,么新宇受保护的技术使用者：北京理工大学技术研发日：技术公布日：2024/5/16