一種納米氧化鋁復(fù)合芳綸無緯布及其制造設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型專利涉及一種無瑋布及其生產(chǎn)制備技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種納米氧化鋁復(fù)合芳綸無瑋布及其制造設(shè)備，其所用的膠黏劑添加了納米氧化鋁，氧化鋁所占重量百分比為0.5-8.0，這種復(fù)合芳綸無瑋布的耐(抗)沖擊性能好，抗鈍傷能力優(yōu)良，通過特殊設(shè)備制作加工，節(jié)能環(huán)保。
【背景技術(shù)】
[0002]芳纟侖纖維全稱為〃聚對苯二甲酰對苯二胺〃，英文名稱為Aramid fiber，是一種新型高科技合成纖維。由于分子鏈中含有苯環(huán)結(jié)構(gòu)，因此，其分子鏈鋼性高、纖維強度大。其強度是普通鋼絲的5?6倍，模量值為鋼絲或玻璃纖維的2?3倍，韌性是普通鋼絲的2倍，而重量僅為普通鋼絲的1/5左右，在560°C的溫度下，其特殊的分子鏈結(jié)構(gòu)能保證該纖維不分解、不融化，并具有良好的絕緣性。
[0003]傳統(tǒng)的防彈非金屬材料基本采用芳綸無瑋布技術(shù)，其由芳綸纖維在纏繞機等設(shè)備上，通過展絲、浸膠、干燥等工序制造而成，現(xiàn)今普遍采用主體成分為丙烯酸、聚氨酯的溶劑或水性的膠液進行浸膠制作，這些膠液覆蓋在纖維上，起到固定纖維位置的作用，使無瑋布在受到子彈沖擊時，能夠沿纖維傳遞子彈的能量，起到防彈的作用。
[0004]芳綸纖維的性能非常優(yōu)良，具有最高抗擴張強度，很高的彈性模量和較低的比密度，但單根的芳綸纖維并不能防彈，必須與膠液復(fù)合制作成無瑋布，以布的狀態(tài)，多層層疊的形式將子彈沖擊的能量吸收、分散，起到防彈的作用。但由于膠液的力學(xué)性能與芳綸纖維相差甚遠，采用上述技術(shù)制得的芳綸無瑋布綜合性能受到很大影響，主要體現(xiàn)在無瑋布的硬度較低即在子彈入射時無瑋布的蠕變嚴重，抗沖擊性能差，雖然子彈沒有穿透但造成了很嚴重的“鈍傷”，只能添加無瑋布層數(shù)或者增加高成本的防鈍傷材料達到防護的效果，這樣增加了穿著者的負荷。
[0005]由于芳綸限位具有上述技術(shù)特性，現(xiàn)今大多數(shù)的防彈衣、頭盔、防彈裝甲大都采用此類技術(shù)，但是這種材料制成的防彈裝置雖比鋼板具有重量輕，便于攜帶，制造成本低等優(yōu)點，但是其所達到的硬度以及抗沖擊性能還有待提高。
[0006]而且現(xiàn)有的生產(chǎn)設(shè)備能耗高，自身不具備環(huán)保節(jié)能理念，對環(huán)境和操作人員傷害較大，原材料在制造過程中還有一部分的浪費現(xiàn)象。
【實用新型內(nèi)容】
[0007]本實用新型的目的是，提供一種納米氧化鋁復(fù)合芳綸無瑋布及其制造設(shè)備，解決了傳統(tǒng)防彈材料及其制作工藝的不足，提高了抗沖擊性能以及自身的硬度，工藝簡單，材料成本低廉，負荷輕，節(jié)能環(huán)保。
[0008]為解決上述技術(shù)問題，本實用新型提供一種納米氧化鋁復(fù)合芳綸無瑋布，其成分構(gòu)成包括:芳綸纖維和膠液，所述膠液中加入了納米氧化鋁，納米氧化鋁在復(fù)合芳綸無瑋布中所占的重量百分比為0.5-8.0 ;其結(jié)構(gòu)構(gòu)成包括多層的納米氧化鋁復(fù)合芳綸無瑋布的疊加，即多層結(jié)構(gòu)，所述每層納米氧化鋁復(fù)合芳綸無瑋布為一塊單料纖維布與另一塊大小、形狀相同，且經(jīng)瑋線互相垂直的單料纖維布疊加在一起，通過加熱、加壓粘合固定連接后構(gòu)成；
[0009]納米氧化鋁的添加使得分子以小塊的形式整體運動，除了減小大分子的蠕變外，還使材料的抗沖擊性能得到提升；
[0010]將兩塊纖維布粘合在一起，制成具備經(jīng)瑋效果的無瑋布，此種納米氧化鋁復(fù)合芳綸無瑋布因為具備經(jīng)瑋效果，在吸收子彈動能的情況下，同樣的厚度經(jīng)實驗驗證，效果最佳。
[0011]作為一種舉例說明，所述膠液包括:樹脂水溶液、固化劑和納米氧化鋁，樹脂水溶液與主體樹脂的質(zhì)量比為20-50:80-50 ;樹脂水溶液與固化劑的質(zhì)量比為100:0.1-5 ;
[0012]作為一種舉例說明，所述主體樹脂一般采用聚氨酯或丙烯酸類樹脂；
[0013]作為一種舉例說明，所述固化劑可以是胺類固化劑、酸酐類固化劑和聚酰胺固化劑等類型中的一種或者組合；
[0014]作為一種舉例說明，所述膠液中還可以添加一定比例的消泡劑和分散劑等助劑；
[0015]作為一種舉例說明，所述助劑的含量不超過總質(zhì)量的10% ;
[0016]本實用新型還提供一種納米氧化鋁復(fù)合芳綸無瑋布的制造設(shè)備，
[0017]包括，電動滾筒、纖維筒、膠盒以及烘干裝置，所述電動滾筒的一端與膠盒的一端連接，膠盒的另一端與烘干裝置的一端連接，所述烘干裝置的另一端與纖維筒的一端連接;
[0018]作為一種舉例說明，所述烘干裝置上方還設(shè)置一個余熱回收裝置；
[0019]作為一種舉例說明，所述余熱回收裝置通過吸風(fēng)機的吸氣操作，將烘干裝置上的含膠顆粒的余熱廢氣吸入，通過管道，供給給膠盒預(yù)熱；
[0020]所述余熱回收裝置將回收來的余熱再次利用，給膠盒里面的膠體進行預(yù)加熱，使得膠盒里面的膠體達到更好的與纖維的滾膠效果的同時，不二次浪費能源，還能將烘干裝置上所吸收的有害膠體顆粒再次投放到膠盒內(nèi)的膠體中固定下來，起到節(jié)能環(huán)保的雙作用。
[0021]本實用新型還提供一種納米氧化鋁復(fù)合芳綸無瑋布的制備方法，包括:膠液配制工序、滾膠操作工序、停車剪斷工序、加熱烘干工序和交錯壓疊工序；
[0022]1、膠液配制工序:
[0023]采用樹脂水溶液、固化劑和納米氧化鋁進行配制，樹脂水溶液與主體樹脂的質(zhì)量比為20-50:80-50 ;樹脂水溶液與固化劑的質(zhì)量比為100:0.1-5 ;納米氧化鋁在復(fù)合芳綸無瑋布中所占的重量百分比為0.5-8.0 ;膠液中還可以添加一定比例的消泡劑和分散劑等助劑，所述助劑的含量不超過總質(zhì)量的10% ;主體設(shè)備采用制作無瑋布所用的專業(yè)纏繞機，將配置好的膠液置于纏繞機的膠盒中，完成膠液配制工序操作；
[0024]2、滾膠操作工序:
[0025]將芳綸纖維穿過所述膠盒，固定于纏繞機滾筒的一端，開啟機器，芳綸纖維透過膠盒后帶著膠粘結(jié)，纏繞在纏繞機的滾筒上；
[0026]所述纏繞機滾筒的速度，根據(jù)芳綸纖維的線密度進行設(shè)置，保證纖維與纖維之間平行排布，沒有縫隙；
[0027]3、停車剪斷工序:
[0028]當纖維排布纏繞到滾筒的另一端時，即表示一層布做好，此時關(guān)掉設(shè)備，剪斷纖維，完成停車剪斷工序；
[0029]4、加熱烘干工序:
[0030]對已完成的一塊單料纖維布進行加熱烘干，溫度范圍為50°C _120°C之間；干燥完畢后，從滾筒取下單料纖維布，完成加熱烘干工序；
[0031]5、交錯壓疊工序:
[0032]取下排布好的單料纖維布沿垂直纖維方向的二分之一處剪開，變成大小形狀相同的兩塊，將其中一塊纖維布順時針旋轉(zhuǎn)90度，覆蓋在另一塊之上，用加熱加壓的方式，將兩塊纖維布粘合在一起，制成具備經(jīng)瑋效果的無瑋布，完成交錯壓疊工序。
[0033]氧化鋁又名三氧化二鋁，是白色晶狀粉末，具有高強度、高硬度、抗磨損、耐腐蝕、耐高溫、抗氧化、絕緣性好、表面積大等優(yōu)異特性的功能結(jié)構(gòu)材料。氧化鋁有很多同質(zhì)異型相，其中最常見幾種晶型有α、β、γ等。近年來，隨著對納米氧化鋁研究的不斷深入，其應(yīng)用領(lǐng)域也在不斷的拓寬。納米氧化鋁膠液是帶正電荷的羽毛狀氧化鋁膠粒分散在以水為溶劑的膠黏劑中。由于其獨特的結(jié)構(gòu)特性，可以均勻分散于膠黏劑的主體樹脂中，形成樹脂/納米氧化鋁復(fù)合材料，這種復(fù)合材料的力學(xué)、熱學(xué)、電磁學(xué)等性能都較原樹脂有明顯不同。特別是耐磨、韌性和抗沖擊性得到了大幅提高，從而或得了優(yōu)異的綜合性能。而且膠液的粘度較低，水能滲透的地方都能滲透，當膠液水份蒸發(fā)時，膠體粒子牢固地附著在物體表面，粒子間形成鋁氧結(jié)合，極大的提高材料的硬度和抗沖擊性能。
[0034]本實用新型的有益效果:
[0035]1、通過膠液氧化鋁的特殊工藝添加，增強了非金屬防彈材料的硬度以及抗沖擊性會κ ;
[0036]2、采用特殊工藝制造，在增強各種防彈參數(shù)的情況下，減輕了整體防彈材料的負荷重量；
[0037]3、工藝簡單，造價低廉，安全系數(shù)高；
[0038]4、制造設(shè)備節(jié)能環(huán)保；
【附圖說明】
[0039]圖1是本實用新型一種納米氧化鋁復(fù)合芳綸無瑋布的制造設(shè)備示意圖
【具體實施方式】
[0040]下面結(jié)合附圖對本實用新型的優(yōu)選實施例進行詳細說明。
[0041]參照圖1所示，一種納米氧化鋁復(fù)合芳綸無瑋布及其制造設(shè)備，解決了傳統(tǒng)防彈材料及其制作工藝的不足，提高了抗沖擊性能以及自身的硬度，工藝簡單，材料成本低廉，負荷輕。
[0042]為解決上述技術(shù)問題，本實用新型提供一種納米氧化鋁復(fù)合芳綸無瑋布，