本發(fā)明涉及一種不燃、耐酸堿、耐高溫防彈布及其制備方法，屬于紡織材料與防護(hù)材料技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

和平與發(fā)展是當(dāng)今世界發(fā)展的主題，但仍然存在一些不安全、不和平因素。防彈布在防彈衣、防彈帳篷、防彈背包、設(shè)備防彈套、防彈柜套、防彈復(fù)合板材基體材料等領(lǐng)域，有著非常大的需求空間。

眾所周知，傳統(tǒng)的防彈布主要由衣套和防彈層兩部分組成，多采用金屬、陶瓷片、玻璃鋼、尼龍、凱夫拉、超高分子量聚乙烯纖維、液體防護(hù)材料等材料，以插板形式為主，構(gòu)成單一或復(fù)合型防護(hù)結(jié)構(gòu)，這種防彈布體積笨重，且在遭遇火災(zāi)、高溫等復(fù)雜情況下，往往對人員逃生、設(shè)備轉(zhuǎn)移、設(shè)備防護(hù)等造成消極且致命影響。

如何在化學(xué)品腐蝕、高溫、火災(zāi)、射擊、爆炸等復(fù)雜環(huán)境下，最大程度保障人員、設(shè)備等的安全，是防彈布發(fā)展必須解決的主要矛盾，也是現(xiàn)代人員、設(shè)備的防護(hù)中所面臨的熱點問題，這對防彈不僅提出了輕便、多功能性的需求，也進(jìn)一步揭示了軍用及軍民兩用防彈衣的需求和發(fā)展方向。因此，發(fā)明一款不燃、耐酸堿、耐高溫防彈布，具有極大的軍事意義與社會意義。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是為了解決常規(guī)防彈布笨重、阻燃效果差、隔熱效果差、耐高溫性能差的問題，而提供的一種不燃、耐酸堿、耐高溫防彈布及其制備方法。

本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的。

一種不燃、耐酸堿、耐高溫防彈布，其各組分所占質(zhì)量百分比如下：

一種不燃、耐酸堿、耐高溫防彈布的制備方法，具體步驟如下：

步驟一、以改性玄武巖纖維為中心芯線，以改性鈦絲為中間包覆層，以改性超高分子量聚乙烯纖維為外包覆層，制備包芯紗a；

所述改性玄武巖纖維、改性鈦絲、改性超高分子量聚乙烯纖維三者質(zhì)量比為：(1～8)：(4～7)：(4～10)；

所述改性玄武巖纖維制備方法為：將玄武巖纖維依次經(jīng)過熱的氫氧化鈉溶液、80～200℃水蒸氣、80～150℃鹽酸蒸汽、50～150℃水蒸氣，冷卻干燥后，浸漬于含有0.5～3％質(zhì)量分?jǐn)?shù)納米氧化鋁的氧化石墨烯溶液中，5～40分鐘后，取出干燥，再依次經(jīng)過80～300℃乙醇蒸汽、80～200℃水蒸氣，冷卻干燥，即制得改性玄武巖纖維；

所述改性鈦絲制備方法為：將鈦絲置于質(zhì)量濃度為1～15％的稀鹽酸溶液中20～100秒后取出，水洗干燥后，浸漬于含有質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.1～2％碳納米管的氧化石墨烯溶液中，1～25分鐘后，取出干燥，再依次經(jīng)過100～200℃氨氣、80～300℃乙醇蒸汽，冷卻水洗后干燥，即制得改性鈦絲；

所述改性超高分子量聚乙烯纖維制備方法為：將超高分子量聚乙烯纖維在質(zhì)量濃度為50～98％的硫酸溶液中浸漬5～60秒后取出，清水洗滌干燥后，置于含有質(zhì)量分?jǐn)?shù)1～5％納米蒙脫土的氧化石墨烯溶液中，浸漬1～10分鐘后，取出干燥，繼而置于80～200℃氨氣中，5～160分鐘后，取出干燥，即得改性超高分子量聚乙烯纖維；

步驟二、以改性碳纖維為中心芯線，以改性鈦絲為中間包覆層，以改性芳綸1414為外包覆層，制備包芯紗b；

所述改性碳纖維、改性鈦絲、改性芳綸1414三者質(zhì)量比為：(5～10)：(4～7)：(5～10)；

所述改性碳纖維制備方法為：將碳纖維長絲置于n,n-二甲基甲酰胺溶液中，按1.02:1的摩爾比加入對苯二胺、均苯四甲酸二酐，反應(yīng)1～8小時后取出，80～200℃干燥0.5～8小時后，置于氧化石墨烯溶液中，浸漬5～10分鐘后，取出干燥，繼而置于80～200℃的氨氣中，5～100分鐘后，取出干燥，制得改性碳纖維長絲；

所述改性芳綸1414制備方法為：將芳綸1414用n,n-二甲基乙酰胺溶液進(jìn)行潤濕后，50～150℃處理1～30分鐘，清水洗滌后進(jìn)行干燥，繼而置于含有0.5～5％質(zhì)量分?jǐn)?shù)碳納米管的氧化石墨烯溶液中，浸漬10～35分鐘后，取出干燥，繼而置于80～300℃乙醇蒸汽中，10～150分鐘后取出，水洗干燥，即得改性芳綸1414；

步驟三、以改性聚苯硫醚纖維為中心芯線，以改性鈦絲為中間包覆層，以改性芳綸1414為外包覆層，制備包芯紗c；

所述改性聚苯硫醚纖維、改性鈦絲、改性芳綸1414三者質(zhì)量比為：(5～10)：(4～8)：(5～10)；

所述改性聚苯硫醚纖維制備方法為：將聚苯硫醚纖維置于氧化石墨烯溶液中，浸漬20～85分鐘后，取出干燥，繼而置于80～300℃乙醇蒸汽中，30～200分鐘后取出，水洗干燥，即得改性聚苯硫醚纖維；

步驟四、以改性鈦絲為中心芯線，以改性超高分子量聚乙烯纖維為中間包覆層，以改性芳綸1414為外包覆層，制備包芯紗d；

所述改性鈦絲、改性超高分子量聚乙烯纖維、改性芳綸1414三者質(zhì)量比為：(3～8)：(4～10)：(5～10)；

步驟五、以石墨烯纖維為中心芯線，以改性超高分子量聚乙烯纖維為中間包覆層，以改性芳綸1414為外包覆層，制備包芯紗e；

所述石墨烯纖維、改性超高分子量聚乙烯纖維、改性芳綸1414三者質(zhì)量比為：(5～15)：(3～10)：(5～10)；

步驟六、以包芯紗a、包芯紗b、包芯紗c、包芯紗d按照1:1:1:2的紗線根數(shù)比，制備成五股線m；

步驟七、以包芯紗a、包芯紗b、包芯紗c、包芯紗e按照1:1:1:2的紗線根數(shù)比，制備成五股線n；

步驟八、以五股線m為經(jīng)、五股線n為緯，機(jī)織為布，繼而將布浸漬于含1～5％質(zhì)量分?jǐn)?shù)納米蒙脫土的氧化石墨烯溶液中1～20分鐘后取出，于50～300℃的乙醇蒸汽中熱處理0.5～3小時后，取出冷卻干燥，水洗3～5次后干燥，即制得不燃、耐酸堿、耐高溫防彈布。

有益效果

1、一種不燃、耐酸堿、耐高溫防彈布，通過特殊的纖維改性工藝，結(jié)合特殊的紗線結(jié)構(gòu)與織物結(jié)構(gòu)，具有多材料、多結(jié)構(gòu)的協(xié)同防彈作用，強度高，防彈效果好，抗沖擊性能優(yōu)異；

2、一種不燃、耐酸堿、耐高溫防彈布，抗高溫能力優(yōu)異，在遇火、高溫等條件下不發(fā)生燃燒，導(dǎo)熱系數(shù)低、隔熱性能優(yōu)異，具有優(yōu)異的耐酸堿、耐化學(xué)品腐蝕性能，可以保障人員、設(shè)備等在火災(zāi)、高溫、爆炸、槍擊、化學(xué)品侵蝕等共同復(fù)雜狀況下的安全；

3、一種不燃、耐酸堿、耐高溫防彈布的制備方法，工藝簡單，生產(chǎn)過程無三廢排放，適合工廠操作，并能適應(yīng)大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)，具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益與社會效益。

具體實施方式

下面結(jié)合實施例對本發(fā)明做詳細(xì)說明。

實施例1

一種不燃、耐酸堿、耐高溫防彈布，其各組分所占質(zhì)量百分比如下：

將8kg玄武巖纖維依次經(jīng)過80℃的氫氧化鈉溶液、150℃水蒸氣、150℃鹽酸蒸汽、100℃水蒸氣，冷卻干燥后，浸漬于含有2％質(zhì)量分?jǐn)?shù)納米氧化鋁的氧化石墨烯溶液中，25分鐘后，取出干燥，再依次經(jīng)過200℃乙醇蒸汽、80℃水蒸氣，冷卻干燥，制得8.36kg改性玄武巖纖維；

將20kg鈦絲置于5％質(zhì)量濃度稀鹽酸溶液中40秒后取出，水洗干燥后，浸漬于含有1.5％質(zhì)量分?jǐn)?shù)碳納米管的氧化石墨烯溶液中，15分鐘后，取出干燥，再依次經(jīng)過120℃氨氣、180℃乙醇蒸汽，冷卻水洗后干燥，制得20kg改性鈦絲；

將20kg超高分子量聚乙烯纖維在質(zhì)量濃度為98％硫酸溶液中浸漬10秒后取出，清水洗滌干燥后，置于含有3％質(zhì)量分?jǐn)?shù)納米蒙脫土的氧化石墨烯溶液中，浸漬8分鐘后，取出干燥，繼而置于185℃氨氣中，25分鐘后，取出干燥，即得20.85kg改性超高分子量聚乙烯纖維；

將9kg碳纖維長絲置于100升n,n-二甲基甲酰胺溶液中，加入1103g對苯二胺、2181.2g均苯四甲酸二酐，反應(yīng)6.5小時后取出，180℃干燥4小時后，置于氧化石墨烯溶液中，浸漬6分鐘后，取出干燥，繼而置于150℃氨氣中35分鐘后，取出干燥，制得9.25kg改性碳纖維長絲；

將29kg芳綸1414用n,n-二甲基乙酰胺溶液進(jìn)行潤濕后，130℃處理10分鐘，清水洗滌后進(jìn)行干燥，繼而置于含有0.8％質(zhì)量分?jǐn)?shù)納米碳納米管的氧化石墨烯溶液中，浸漬15分鐘后，取出干燥，繼而置于180℃乙醇蒸汽中，32分鐘后取出，水洗干燥，即得29.93kg改性芳綸1414；

將7kg聚苯硫醚纖維置于氧化石墨烯溶液中，浸漬55分鐘后，取出干燥，繼而置于180℃乙醇蒸汽中，45分鐘后取出，水洗干燥，即得7.23kg改性聚苯硫醚纖維；

以8.36kg改性玄武巖纖維為中心芯線，以5kg改性鈦絲為中間包覆層，以8kg改性超高分子量聚乙烯纖維為外包覆層，制備21.36kg包芯紗a；

以9.25kg改性碳纖維為中心芯線，以5kg改性鈦絲為中間包覆層，以8kg改性芳綸1414為外包覆層，制備22.25kg包芯紗b；

以7.23kg改性聚苯硫醚纖維為中心芯線，以5kg改性鈦絲為中間包覆層，以7kg改性芳綸1414為外包覆層，制備19.23kg包芯紗c；

以5kg改性鈦絲為中心芯線，以6kg改性超高分子量聚乙烯纖維為中間包覆層，以7kg改性芳綸1414為外包覆層，制備18kg包芯紗d；

以7kg石墨烯纖維為中心芯線，以6.85kg改性超高分子量聚乙烯纖維為中間包覆層，以7.93kg改性芳綸1414為外包覆層，制備21.78kg包芯紗e；

以包芯紗a、包芯紗b、包芯紗c、包芯紗d按照1:1:1:2的紗線比，制備成五股線m；

以包芯紗a、包芯紗b、包芯紗c、包芯紗e按照1:1:1:2的紗線比，制備成五股線n；

以五股線m為經(jīng)、五股線n為緯，機(jī)織為布，繼而將布浸漬于含3％質(zhì)量分?jǐn)?shù)納米蒙脫土的氧化石墨烯溶液中18分鐘后取出，于300℃的乙醇蒸汽中熱處理2小時后，取出冷卻干燥，水洗4次后干燥，制得98.55kg不燃、耐酸堿、耐高溫防彈布，余料4.07kg。

經(jīng)測試，該防彈布阻燃性能為v0級別，阻燃性能優(yōu)異；耐硫酸、硝酸、鹽酸、苛性鈉等性能優(yōu)異，在上述酸溶液中浸漬20分鐘后，質(zhì)量虧損低于1‰，織物及纖維結(jié)構(gòu)不發(fā)生損壞；在300～350℃高溫下，織物及纖維結(jié)構(gòu)不發(fā)生損壞，耐高溫性能優(yōu)異；經(jīng)防彈測試，能抵抗常規(guī)手槍、輕型沖鋒槍子彈30米距離以內(nèi)沖擊；經(jīng)破片沖擊測試，能有效抵抗1公斤梯恩梯炸藥爆炸所產(chǎn)生破片15米處沖擊。

實施例2

一種不燃、耐酸堿、耐高溫防彈布，其各組分所占質(zhì)量百分比如下：

將3kg玄武巖纖維依次經(jīng)過75℃的氫氧化鈉溶液、175℃水蒸氣、150℃鹽酸蒸汽、102℃水蒸氣，冷卻干燥后，浸漬于含有2％質(zhì)量分?jǐn)?shù)納米氧化鋁的氧化石墨烯溶液中，25分鐘后，取出干燥，再依次經(jīng)過230℃乙醇蒸汽、80℃水蒸氣，冷卻干燥，制得3.12kg改性玄武巖纖維；

將30kg鈦絲置于5％質(zhì)量濃度稀鹽酸溶液中15秒后取出，水洗干燥后，浸漬于含有1.5％質(zhì)量分?jǐn)?shù)碳納米管的氧化石墨烯溶液中，12分鐘后，取出干燥，再依次經(jīng)過150℃氨氣、182℃乙醇蒸汽，冷卻水洗后干燥，制得30.05kg改性鈦絲；

將25kg超高分子量聚乙烯在質(zhì)量濃度為90％硫酸溶液中浸漬30秒后取出，清水洗滌干燥后，置于含有3％質(zhì)量分?jǐn)?shù)納米蒙脫土的氧化石墨烯溶液中，浸漬8分鐘后，取出干燥，繼而置于165℃氨氣中，28分鐘后，取出干燥，即得25.65kg改性超高分子量聚乙烯纖維；

將3kg碳纖維長絲置于100升n,n-二甲基甲酰胺溶液中，加入367.67g對苯二胺、727.07g均苯四甲酸二酐，反應(yīng)6.0小時后取出，190℃干燥6小時后，置于氧化石墨烯溶液中，浸漬7分鐘后，取出干燥，繼而置于150℃氨氣中37分鐘后，取出干燥，制得3.08kg改性碳纖維長絲；

將30kg芳綸1414用n,n-二甲基乙酰胺溶液進(jìn)行潤濕后，135℃處理15分鐘，清水洗滌后進(jìn)行干燥，繼而置于含有0.8％質(zhì)量分?jǐn)?shù)納米碳納米管的氧化石墨烯溶液中，浸漬25分鐘后，取出干燥，繼而置于210℃乙醇蒸汽中，30分鐘后取出，水洗干燥，即得31.02kg改性芳綸1414；

將4kg聚苯硫醚纖維置于氧化石墨烯溶液中，浸漬50分鐘后，取出干燥，繼而置于200℃乙醇蒸汽中，40分鐘后取出，水洗干燥，即得4.11kg改性聚苯硫醚纖維；

以3.12kg改性玄武巖纖維為中心芯線，以7kg改性鈦絲為中間包覆層，以9.65kg改性超高分子量聚乙烯纖維為外包覆層，制備19.77kg包芯紗a；

以3.08kg改性碳纖維為中心芯線，以7.05kg改性鈦絲為中間包覆層，以11.02kg改性芳綸1414為外包覆層，制備21.15kg包芯紗b；

以4.11kg改性聚苯硫醚纖維為中心芯線，以8kg改性鈦絲為中間包覆層，以7kg改性芳綸1414為外包覆層，制備19.11kg包芯紗c；

以8kg改性鈦絲為中心芯線，以8kg改性超高分子量聚乙烯纖維為中間包覆層，以5kg改性芳綸1414為外包覆層，制備21kg包芯紗d；

以5kg石墨烯纖維為中心芯線，以8kg改性超高分子量聚乙烯纖維為中間包覆層，以8kg改性芳綸1414為外包覆層，制備21kg包芯紗e；

以包芯紗a、包芯紗b、包芯紗c、包芯紗d按照1:1:1:2的紗線比，制備成五股線m；

以包芯紗a、包芯紗b、包芯紗c、包芯紗e按照1:1:1:2的紗線比，制備成五股線n；

以五股線m為經(jīng)、五股線n為緯，機(jī)織為布，繼而將布浸漬于含3％質(zhì)量分?jǐn)?shù)納米蒙脫土的氧化石墨烯溶液中25分鐘后取出，于251℃的乙醇蒸汽中熱處理5小時后，取出冷卻干燥，水洗4次后干燥，制得99.35kg不燃、耐酸堿、耐高溫防彈布，余料2.68kg。

經(jīng)測試，該防彈布阻燃性能為v0級別，阻燃性能優(yōu)異；耐硫酸、硝酸、鹽酸、苛性鈉等性能優(yōu)異，在上述酸溶液中浸漬50分鐘后，質(zhì)量虧損低于1‰，織物及纖維結(jié)構(gòu)不發(fā)生損壞；在260～350℃高溫下，織物及纖維結(jié)構(gòu)不發(fā)生損壞，耐高溫性能優(yōu)異；經(jīng)防彈測試，能抵抗常規(guī)手槍、輕型沖鋒槍子彈30米距離以內(nèi)沖擊；經(jīng)破片沖擊測試，能有效抵抗1公斤梯恩梯炸藥爆炸所產(chǎn)生破片15米處沖擊。