本发明专利技术涉及一种剪切增稠防护液及其应用，属于剪切增稠液技术领域。本发明专利技术所述剪切增稠防护液由聚乙二醇、纳米二氧化硅粉末和碳化硼粉末组成，该剪切增稠防护液在碳化硼颗粒和二氧化硅颗粒的配合作用下，一方面增加摩擦，充分利用粒子之间摩擦吸能原理，另一方面能够减小纤维织物浸渍时发生剪切破坏的程度，增大纤维织物对弹丸的能量吸收。本发明专利技术所述剪切增稠防护液在纤维织物改性领域起到了更好的防弹效果，可以广泛用于不同类型的防护装备领域。
【技术实现步骤摘要】
剪切增稠防护液及其应用
本专利技术涉及一种剪切增稠防护液及其应用，属于剪切增稠液
技术介绍
剪切增稠液，是一种非牛顿流体，在一定剪切速率的条件下，剪切增稠液体体系粘度会随着剪切速率的提高而迅速提高。将纤维织物浸渍到剪切增稠液中，它的存在使得纤维织物具有更好的防护性能。但是剪切增稠液浸渍的纤维织物在防护过程中其吸能原理不仅仅是依靠剪切增稠效果，传统的剪切增稠液在较高剪切速率下，会发生剪切增稠现象，增加粘滞损耗，与纤维织物结合后，剪切增稠液中的分散质颗粒附着在纱线上，会使纤维织物的柔韧性降低，浸渍后的纤维织物在受到弹丸冲击时，发生剪切破坏的程度增加，发生拉伸破坏的程度减少，导致纤维织物与弹丸的作用时间减少，无法更好地通过背板变形来吸收弹丸的能量，极大地影响了纤维织物对弹丸的吸能能力。
技术实现思路
针对现有技术中的不足，本专利技术提供一种剪切增稠防护液及其应用，该剪切增稠防护液在碳化硼颗粒和二氧化硅颗粒的配合作用下，一方面增加摩擦，充分利用粒子之间摩擦吸能原理，另一方面能够减小纤维织物浸渍时发生剪切破坏的程度，增大纤维织物对弹丸的能量吸收以达到更好的防护效果。本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的。一种剪切增稠防护液，以所述剪切增稠防护液的总质量为100％计，所述剪切增稠防护液的组成成分及各成分的质量百分数如下：聚乙二醇(PEG)65％～75％，纳米二氧化硅粉末10％～30％，及碳化硼粉末5％～15％。进一步地，聚乙二醇选用摩尔质量为200g/mol或400g/mol的聚乙二醇。进一步地，纳米二氧化硅粉末的粒径为40nm～400nm。进一步地，碳化硼粉末的粒径为1μm～10μm。本专利技术所述剪切增稠防护液在纤维织物中的应用，采用该剪切增稠防护液改性纤维织物的具体步骤如下：(1)纳米二氧化硅粉末和碳化硼粉末在聚乙二醇中超声分散均匀后，转移至真空干燥箱中以除去气泡，得到剪切增稠防护液；(2)向剪切增稠防护液中加入无水乙醇，混合均匀，得到稀释的剪切增稠防护液；(3)将纤维织物浸入稀释的剪切增稠防护液中，然后取出并干燥，得到改性的纤维织物。进一步地，步骤(2)中无水乙醇与剪切增稠防护液按照1～2:1的质量比进行混合。进一步地，相对于未改性的单层纤维织物，改性的单层纤维织物质量增加20％～45％。有益效果：本专利技术所述的剪切增稠防护液中，碳化硼粉末加大了体系中纳米二氧化硅粒子之间的相对距离，二氧化硅粒子难以聚集形成粒子簇，使得剪切增稠防护液的剪切增稠效果减弱，减小了浸渍纤维织物时发生剪切破坏的程度；由于碳化硼粉末粒径较大，体系中粒子的平均粒径增大，用于纤维织物改性的过程中，使纱线表面的粗糙程度增加，纱线之间和纱线与弹丸之间的摩擦耗能增加，从而使纤维织物能够吸收更多的能量达到更好的防护效果；另外，控制B4C的含量不大于15％，不会过分削弱剪切增稠防护液的剪切增稠效果，还可以增加纱线的表面刚度，在保持改性纤维织物对冲击的粘滞损耗的同时，减少纤维织物发生剪切破坏的程度，与弹丸接触的主纱相较于改性之前得到了明显的拉拔，弹丸的动能通过纤维织物的纱线的拉拔和断裂转变为纤维织物的变形能和内能，纤维织物能够更好地通过背板变形来吸收弹丸的能量，纤维织物与弹丸的作用时间增加，提升纤维织物对弹丸的摩擦损耗和拉伸形变能，纤维织物的抗弹性能随之提升。本专利技术所述的剪切增稠防护液在纤维织物改性领域起到了更好的防弹效果，可以广泛用于不同类型的防护装备领域，比如将其用于个人防刺服以及个人防弹服。具体实施方式下面结合具体实施方式对本专利技术作进一步阐述，其中，所述方法如无特别说明均为常规方法，所述原材料如无特别说明均能从公开商业途径而得。实施例1(1)先将粒径为80nm的纳米SiO2粉末加入PEG-200(摩尔质量为200g/mol的聚乙醇)中，超声分散均匀后，再加入粒径为50nm～100nm的B4C粉末，继续超声分散，分散均匀后转移至真空干燥箱中干燥24h以除去气泡，得到剪切增稠防护液；其中，纳米SiO2粉末的质量分数为20％，B4C粉末的质量分数为5％，PEG-200的质量分数为75％；(2)无水乙醇与剪切增稠防护液按照10:7的质量比进行混合，混合均匀，得到稀释的剪切增稠防护液；(3)将单层纤维织物(TwaronCT709)浸入稀释的剪切增稠防护液中，然后取出并置于80℃恒温环境下真空干燥1h，得到改性的纤维织物；其中，与未改性的纤维织物相比，改性的纤维织物质量增加33.8％，而且改性的纤维织物的平均面密度为267.6g/m2。实施例2(1)先将粒径为80nm的纳米SiO2粉末加入PEG-200(摩尔质量为200g/mol的聚乙醇)中，超声分散均匀后，再加入粒径为1μm～10μm的B4C粉末，继续超声分散，分散均匀后转移至真空干燥箱中干燥24h以除去气泡，得到剪切增稠防护液；其中，纳米SiO2粉末的质量分数为20％，B4C粉末的质量分数为5％，PEG-200的质量分数为75％；(2)无水乙醇与剪切增稠防护液按照10:7的质量比进行混合，混合均匀，得到稀释的剪切增稠防护液；(3)将单层纤维织物(TwaronCT709)浸入稀释的剪切增稠防护液中，然后取出并置于80℃恒温环境下真空干燥1h，得到改性的纤维织物；其中，与未改性的纤维织物相比，改性的纤维织物质量增加30.3％，而且改性的纤维织物的平均面密度为260.6g/m2。实施例3(1)先将粒径为80nm的纳米SiO2粉末加入PEG-200(摩尔质量为200g/mol的聚乙醇)中，超声分散均匀后，再加入粒径为50nm～100nm的B4C粉末，继续超声分散，分散均匀后转移至真空干燥箱中干燥24h以除去气泡，得到剪切增稠防护液；其中，纳米SiO2粉末的质量分数为20％，B4C粉末的质量分数为10％，PEG-200的质量分数为70％；(2)无水乙醇与剪切增稠防护液按照10:7的质量比进行混合，混合均匀，得到稀释的剪切增稠防护液；(3)将单层纤维织物(TwaronCT709)浸入稀释的剪切增稠防护液中，然后取出并置于80℃恒温环境下真空干燥1h，得到改性的纤维织物；其中，与未改性的纤维织物相比，改性的纤维织物质量增加27.9％，而且改性的纤维织物的平均面密度为255.8g/m2。实施例4(1)先将粒径为80nm的纳米SiO2粉末加入PEG-200(摩尔质量为200g/mol的聚乙醇)中，超声分散均匀后，再加入粒径为1μm～10μm的B4C粉末，继续超声分散，分散均匀后转移至真空干燥箱中干燥24h以除去气泡，得到剪切增稠防护液；其中，纳米SiO2粉末的质量分数为20％，B4C粉末的质量分数为10％，PEG-200的质量分数为70％；(2)无水乙醇与剪切增稠防护液按照10:7的质量比进行混合，混合均匀，得到稀释的剪切增稠防护液；(3)将单层纤维织物(Twaron本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种剪切增稠防护液，其特征在于：以所述剪切增稠防护液的总质量为100％计，所述剪切增稠防护液的组成成分及各成分的质量百分数如下：聚乙二醇65％～75％，纳米二氧化硅粉末10％～30％，及碳化硼粉末5％～15％。/n
【技术特征摘要】
1.一种剪切增稠防护液，其特征在于：以所述剪切增稠防护液的总质量为100％计，所述剪切增稠防护液的组成成分及各成分的质量百分数如下：聚乙二醇65％～75％，纳米二氧化硅粉末10％～30％，及碳化硼粉末5％～15％。
2.根据权利要求1所述的剪切增稠防护液，其特征在于：选用摩尔质量为200g/mol或400g/mol的聚乙二醇。
3.根据权利要求1所述的剪切增稠防护液，其特征在于：纳米二氧化硅粉末的粒径为40nm～400nm。
4.根据权利要求1所述的剪切增稠防护液，其特征在于：碳化硼粉末的粒径为1μm～10μm。
5.一种如权利要求1至4任一项所述的剪切增稠防护液在纤维织物中的应用。
6.根据权利要求...
【专利技术属性】
技术研发人员：黄广炎，许尧杰，张宏，王涛，祁少博，周彤，
申请(专利权)人：北京理工大学，
类型：发明
国别省市：北京;11
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