CN104277409A - 一种防刺穿材料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种防刺穿材料，所述材料按重量份数包括以下组分：纤维60～100份、基质树脂2～14份、交联剂0.5～3份、苯乙烯一丁二烯嵌段共聚物80～100份、聚苯乙烯10～40份、顺丁胶5～20份、环烷油5～30份、偶氮二甲酰胺0.5～3份、硬脂酸锌0.5～2份、氧化锌0.5～2份、纳米陶瓷粉10～15份。本发明还公开了该材料的制备方法。本发明由于采用芳纶纤维和玻璃纤维，且加入纳米陶瓷粉，因而防刺穿材料的防穿刺效果好，有足够的强度来抵抗尖锐异物的穿刺；本发明柔软度适中，具有高耐磨性和较好的硬度；配方材料易得，价格便宜，加工方便。

Description

一种防刺穿材料及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种防刺穿材料及其制备方法。

背景技术

目前，防刺穿材料在很多领域起到很大的作用。防刺穿材料可以用来制作公安、城管等衣服，还可以用来制作需要在高山等复杂环境下的鞋底等。

例如，目前成鞋鞋底通常是由橡塑外底、中底和鞋垫组成，不具备抗刺穿性能。但是某些特殊环境下，例如矿山、抗震救灾、丛林探险、部队训练作战等特殊场合下，要求鞋底具备一定的抗刺穿性能，防止竹签、钢钉等锐利的物体穿透鞋底，扎伤足部。为了使成鞋具备抗刺穿性能，市场所用的抗刺穿材料主要有金属及合金材料、底革材料和纺织物材料3种；由于金属材料导热快，粘合性能差和曲挠性能差等性质，大大影响了鞋靴的穿着性和舒适性，所以逐渐被淘汰。底革材料虽具有良好的吸汗性、耐湿性和透水汽性能，但由于其抗刺穿等级较低，而满足不了当前作故鞋靴对抗刺穿性能的要求。而且在使用的过程中，不仅需要鞋中底具有较好的防穿刺性，还需要其具有较好的耐磨性和柔韧性。

因此，开发一种具有较好防穿刺性、较好耐磨性和较好柔韧性的防刺穿材料成为亟待解决的问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种防刺穿材料及其制备方法。

为了解决上述技术问题，本发明提供了如下的技术方案：

本发明一种防刺穿材料，所述材料按重量份数包括以下组分：

纤维60～100份、基质树脂2～14份、交联剂0.5～3份、苯乙烯一丁二烯嵌段共聚物80～100份、聚苯乙烯10～40份、顺丁胶5～20份、环烷油5～30份、偶氮二甲酰胺0.5～3份、硬脂酸锌0.5～2份、氧化锌0.5～2份、纳米陶瓷粉10～15份。

优选地，所述材料按重量份数包括以下组分：

纤维70～80份、基质树脂5～10份、交联剂1～3份、苯乙烯一丁二烯嵌段共聚物80～100份、聚苯乙烯15～40份、顺丁胶10～20份、环烷油15～30份、偶氮二甲酰胺0.5～3份、硬脂酸锌0.5～2份、氧化锌0.5～2份、纳米陶瓷粉10～15份。

优选地，所述材料按重量份数包括以下组分：

纤维80份、基质树脂10份、交联剂3份、苯乙烯一丁二烯嵌段共聚物80份、聚苯乙烯40份、顺丁胶20份、环烷油30份、偶氮二甲酰胺3份、硬脂酸锌0.5份、氧化锌2份、纳米陶瓷粉15份。

进一步地，所述的纤维为芳纶纤维或者玻璃纤维中的一种或两种。

进一步地，所述芳纶纤维的纤维长度为1mm～2mm。

进一步地，所述玻璃纤维的纤维长度为1mm～2mm。

进一步地，其特征在于，所述基质树脂是聚乙烯。

进一步地，所述纳米陶瓷粉是纳米Y₂O₃陶瓷粉或者ZrO₂陶瓷粉中的一种或两种。

进一步地，所述的交联剂是三烯丙基异三聚氰酸酯。

一种防刺穿材料的制备方法，其包括以下步骤：

(1)配置原料，所述原料按按重量份数包括：

纤维60～100份、基质树脂2～14份、交联剂0.5～3份、苯乙烯一丁二烯嵌段共聚物80～100份、聚苯乙烯10～40份、顺丁胶5～20份、环烷油5～30份、偶氮二甲酰胺0.5～3份、硬脂酸锌0.5～2份、氧化锌0.5～2份、纳米陶瓷粉10～15份；

(2)按依次加入配方原料纤维、基质树脂、交联剂、苯乙烯一丁二烯嵌段共聚物、聚苯乙烯、顺丁胶、环烷油、偶氮二甲酰胺、硬脂酸锌、氧化锌，高搅5～7分钟后，移入密炼机；加入纳米陶瓷粉，密炼15～30分钟，在温度90～100℃时出料；在温度150℃时，经压膜成型机模压成型，检验，既为成品。

芳纶全称为“聚对苯二甲酰对苯二胺”，是一种新型高科技合成纤维，具有超高强度、高模量和耐高温、耐酸耐碱、重量轻等优良性能，其强度是钢丝的5～6倍，模量为钢丝的2～3倍，韧性是钢丝的2倍，而重量仅为钢丝的1/5左右，在560度的温度下，不分解，不融化。它具有良好的绝缘性和抗老化性能，具有很长的生命周期。

玻璃纤维是一种性能优异的无机非金属材料，种类繁多，优点是绝缘性好、耐热性强、抗腐蚀性好，机械强度高，但缺点是性脆，耐磨性较差。它是以玻璃球或废旧玻璃为原料经高温熔制、拉丝、络纱、织布等工艺制造成的，其单丝的直径为几个微米到二十几米个微米，相当于一根头发丝的1/20-1/5，每束纤维原丝都由数百根甚至上千根单丝组成。

纳米功能陶瓷很好地解决了陶瓷的脆性问题，将纳米金属颗粒尤其是高温合金相制成的纳米颗粒，加入到陶瓷材料中，可以使陶瓷的韧性和抗冲击力得到很大的提高，又不降低原有的强度和硬度，综合了陶瓷和金属两方面的优势，如纳米Y₂O₃和ZrO₂在较低温度烧结的陶瓷具有很高的韧性和强度。

本发明所达到的有益效果是：

本发明由于采用芳纶纤维和玻璃纤维，且加入纳米陶瓷粉，因而防刺穿材料的防穿刺效果好，有足够的强度来抵抗尖锐异物的穿刺；本发明柔软度适中，具有高耐磨性和较好的硬度；配方材料易得，价格便宜，加工方便。

具体实施方式

以下对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1

(1)配置原料，所述原料按按重量份数包括：

芳纶纤维60份、聚乙烯2份、交联剂0.5份、苯乙烯一丁二烯嵌段共聚物80份、聚苯乙烯10份、顺丁胶5份、环烷油5份、偶氮二甲酰胺0.5份、硬脂酸锌0.5份、氧化锌0.5份、纳米Y₂O₃陶瓷粉10份；其中，芳纶纤维的纤维长度为1mm；

(2)按依次加入配方原料纤维、聚乙烯、交联剂、苯乙烯一丁二烯嵌段共聚物、聚苯乙烯、顺丁胶、环烷油、偶氮二甲酰胺、硬脂酸锌、氧化锌，高搅5～7分钟后，移入密炼机；加入Y₂O₃纳米陶瓷粉，密炼15分钟，在温度90～100℃时出料；在温度150℃时，经压膜成型机模压成型，检验，既为成品。

实施例2

(1)配置原料，所述原料按按重量份数包括：

玻璃纤维100份、聚乙烯14份、交联剂3份、苯乙烯一丁二烯嵌段共聚物100份、聚苯乙烯40份、顺丁胶20份、环烷油30份、偶氮二甲酰胺3份、硬脂酸锌2份、氧化锌2份、纳米Y₂O₃陶瓷粉15份；其中，玻璃纤维的纤维长度为2mm；

(2)按依次加入配方原料纤维、聚乙烯、交联剂、苯乙烯一丁二烯嵌段共聚物、聚苯乙烯、顺丁胶、环烷油、偶氮二甲酰胺、硬脂酸锌、氧化锌，高搅5～7分钟后，移入密炼机；加入Y₂O₃纳米陶瓷粉，密炼30分钟，在温度90～100℃时出料；在温度150℃时，经压膜成型机模压成型，检验，既为成品。

实施例3

(1)配置原料，所述原料按按重量份数包括：

芳纶纤维80份、聚乙烯10份、交联剂3份、苯乙烯一丁二烯嵌段共聚物80份、聚苯乙烯40份、顺丁胶20份、环烷油30份、偶氮二甲酰胺3份、硬脂酸锌0.5份、氧化锌～2份、ZrO₂陶瓷粉15份；其中，芳纶纤维的纤维长度为mm；

(2)按依次加入配方原料纤维、聚乙烯、交联剂、苯乙烯一丁二烯嵌段共聚物、聚苯乙烯、顺丁胶、环烷油、偶氮二甲酰胺、硬脂酸锌、氧化锌，高搅5～7分钟后，移入密炼机；加入ZrO₂纳米陶瓷粉，密炼20分钟，在温度90～100℃时出料；在温度150℃时，经压膜成型机模压成型，检验，既为成品。

下表是实施例1～3以及对比例的检测对比表：

由上表可以看出，本发明由于采用芳纶纤维和玻璃纤维，且加入纳米陶瓷粉，因而防刺穿材料的防穿刺效果好，有足够的强度来抵抗尖锐异物的穿刺；本发明柔软度适中，具有高耐磨性和较好的硬度；配方材料易得，价格便宜，加工方便。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种防刺穿材料，其特征在于，所述材料按重量份数包括以下组分：

纤维60～100份、基质树脂2～14份、交联剂0.5～3份、苯乙烯一丁二烯嵌段共聚物80～100份、聚苯乙烯10～40份、顺丁胶5～20份、环烷油5～30份、偶氮二甲酰胺0.5～3份、硬脂酸锌0.5～2份、氧化锌0.5～2份、纳米陶瓷粉10～15份。

2.根据权利要求1所述的一种防刺穿材料，其特征在于，所述材料按重量份数包括以下组分：

纤维70～80份、基质树脂5～10份、交联剂1～3份、苯乙烯一丁二烯嵌段共聚物80～100份、聚苯乙烯15～40份、顺丁胶10～20份、环烷油15～30份、偶氮二甲酰胺0.5～3份、硬脂酸锌0.5～2份、氧化锌0.5～2份、纳米陶瓷粉10～15份。

3.根据权利要求2所述的一种防刺穿材料，其特征在于，所述材料按重量份数包括以下组分：

纤维80份、基质树脂10份、交联剂3份、苯乙烯一丁二烯嵌段共聚物80份、聚苯乙烯40份、顺丁胶20份、环烷油30份、偶氮二甲酰胺3份、硬脂酸锌0.5份、氧化锌2份、纳米陶瓷粉15份。

4.根据权利要求1～3任一所述的一种防刺穿材料，其特征在于，所述的纤维为芳纶纤维或者玻璃纤维中的一种或两种。

5.根据权利要求4所述的一种防刺穿材料，其特征在于，所述芳纶纤维的纤维长度为1mm～2mm。

6.根据权利要求4所述的一种防刺穿材料，其特征在于，所述玻璃纤维的纤维长度为1mm～2mm。

7.根据权利要求1～3任一所述的一种防刺穿材料，其特征在于，所述基质树脂是聚乙烯。

8.根据权利要求1～3任一所述的一种防刺穿材料，其特征在于，所述纳米陶瓷粉是纳米Y₂O₃陶瓷粉或者ZrO₂陶瓷粉中的一种或两种。

9.根据权利要求1～3任一所述的一种防刺穿材料，其特征在于，所述的交联剂是三烯丙基异三聚氰酸酯。

10.一种防刺穿材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)配置原料，所述原料按按重量份数包括：

纤维60～100份、基质树脂2～14份、交联剂0.5～3份、苯乙烯一丁二烯嵌段共聚物80～100份、聚苯乙烯10～40份、顺丁胶5～20份、环烷油5～30份、偶氮二甲酰胺0.5～3份、硬脂酸锌0.5～2份、氧化锌0.5～2份、纳米陶瓷粉10～15份；

(2)按依次加入配方原料纤维、基质树脂、交联剂、苯乙烯一丁二烯嵌段共聚物、聚苯乙烯、顺丁胶、环烷油、偶氮二甲酰胺、硬脂酸锌、氧化锌，高搅5～7分钟后，移入密炼机；加入纳米陶瓷粉，密炼15～30分钟，在温度90～100℃时出料；在温度150℃时，经压膜成型机模压成型，检验，既为成品。