CN106675494A - 一种防弹衣复合材料用水性聚氨酯胶粘剂及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种防弹复合材料用水性聚氨酯胶粘剂，其原料按重量份包括：80‑140份聚合物多元醇、40‑80份改性多异氰酸酯、2‑12份亲水扩链剂、0.05‑0.1份催化剂、1‑6份交联剂、1‑6份中和剂、1‑2份增稠剂、0.5‑1份流平剂，提高了胶粘剂的拉伸性能，增强了与防弹复合材料粘合时的附着力，改善了胶粘剂的导热性能，能够实现快速散热，满足了防弹复合材料的使用要求。本发明还公开了一种防弹复合材料用水性聚氨酯胶粘剂的制备方法。本发明工艺简单，生产成本低，环保无污染。

Description

一种防弹衣复合材料用水性聚氨酯胶粘剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及水性聚氨酯胶粘剂技术领域，尤其涉及一种防弹衣复合材料用水性聚氨酯胶粘剂及其制备方法。
背景技术
现在应用于防弹复合材料的胶黏剂主要以溶剂型为主，例如SIS胶，对环境污染较大，不符合环保要求。随着研究的发展和人们环保意识的增强，水性聚氨酯胶粘剂的研究迅速发展，它具有软硬度可调节、耐低温、柔韧性好、粘接强度大等优点，能粘接金属、非金属等多种材料，用途广泛。但是水性聚氨酯胶粘剂与低表面能的防弹复合材料粘合时仍然存在附着力不强，拉伸强度小，导热性差的缺点。
氧化石墨烯是碳的同素异形体—石墨烯的重要前体，是一种单原子厚度的二维碳片层结构，具有多种含氧基团，如位于层边缘的羧基和片层上的环氧基和羟基，其具有强度大、导热好、表面积大的特点。目前还没有用氧化石墨烯改性水性聚氨酯胶粘剂用于防弹复合材料的报道。
发明内容
本发明提出了一种防弹复合材料用水性聚氨酯胶粘剂及其制备方法，利用氧化石墨烯对水性聚氨酯胶粘剂进行改性，解决了水性聚氨酯胶粘剂与防弹复合材料粘合时附着力不强，拉伸强度小，导热性差的技术问题。
本发明提出的一种防弹复合材料用水性聚氨酯胶粘剂，其原料按重量份包括：80-140份聚合物多元醇、40-80份改性多异氰酸酯、2-12份亲水扩链剂、0.05-0.1份催化剂、1-6份交联剂、1-6份中和剂、1-2份增稠剂、0.5-1份流平剂。
改性多异氰酸酯采用如下方法制得：将氧化石墨烯置于溶剂中，在超声波频率为4000-6000Hz条件下超声分散得到氧化石墨烯分散液，加入多异氰酸酯，通入保护气，在温度70-90℃条件下搅拌反应得到改性多异氰酸酯。
优选地，氧化石墨烯与多异氰酸酯的重量配比为0.5-1：4-20。
优选地，氧化石墨烯与多异氰酸酯的重量配比为1：10。
优选地，溶剂为DMF、丙酮、甲苯一种或两种以上混合物。
优选地，溶剂为DMF。
优选地，超声分散过程中，超声时间为1-2h。
优选地，搅拌时间为20-28h。
优选地，搅拌时间为24h。
优选地，保护气为N2。
优选地，其原料按重量份包括：100-130份聚合物多元醇、50-70份氧化石墨烯改性多异氰酸酯、5-9份亲水扩链剂、0.06-0.09份催化剂、2-5份交联剂、2-5份中和剂、1.2-1.8份增稠剂、0.7-0.9份流平剂。
优选地，其原料按重量份包括：120份聚合物多元醇、60份氧化石墨烯改性多异氰酸酯、7份亲水扩链剂、0.07份催化剂、4份交联剂、4份中和剂、1.5份增稠剂、0.8份流平剂。
优选地，聚合物多元醇包括聚酯多元醇和/或聚醚多元醇。
优选地，聚合物多元醇包括聚己内酯二元醇、聚己二酸1，4-丁二醇酯二醇、丙二醇聚醚、聚醚三醇、聚四氢呋喃二醇中一种或两种以上混合物。
优选地，聚合物多元醇包括丙二醇聚醚、聚己二酸1，4-丁二醇酯二醇、聚醚三醇中的一种或两种以上混合物。
优选地，聚合物多元醇为丙二醇聚醚。
优选地，多异氰酸酯包括六亚甲基二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、甲苯二异氰酸酯、3-氯苯基异氰酸酯、3,4-二氯苯基异氰酸酯、正丁基异氰酸酯、叔丁基异氰酸酯、十八烷基异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、三苯基甲烷三异氰酸酯中的一种。
优选地，亲水扩链剂为2，2-二羟甲基丙酸或二羟基半酯。
优选地，亲水扩链剂为2，2-二羟甲基丙酸。
优选地，催化剂为二月桂酸二丁基锡、辛酸亚锡、二(十二烷基硫)二丁基锡、二醋酸二丁基锡中的一种或两种以上混合物。
优选地，催化剂为二月桂酸二丁基锡。
优选地，交联剂为三羟甲基丙烷或聚氧化丙烯三醇。
优选地，交联剂为三羟甲基丙烷。
优选地，中和剂为氨水、氢氧化钠、三乙胺中的一种。
优选地，中和剂为三乙胺。
优选地，增稠剂为聚氨酯增稠剂或丙烯酸增稠剂中的一种或两种以上混合物。
优选地，流平剂为丙烯酸型流平剂和/或有机硅型流平剂。
一种防弹复合材料用水性聚氨酯胶粘剂的方法，包括如下步骤：按配比将聚合物多元醇加入四口烧瓶中，向四口烧瓶中通入保护气，滴加改性多异氰酸酯，在温度70-90℃进行预聚反应，得到聚氨酯预聚体，在聚氨酯预聚体中加入亲水扩链剂、催化剂进行扩链反应，加入交联剂进行交联反应，降粘，降温，加入中和剂、去离子水搅拌分散乳化制得改性水性聚氨酯乳液，在改性水性聚氨酯乳液中加入增稠剂、流平剂得到防弹复合材料用水性聚氨酯胶粘剂。
优选地，改性多异氰酸酯的滴加速度为1-2ml/min。
优选地，保护气为N2。
优选地，预聚反应的加热温度为70-90℃。
优选地，预聚反应的加热温度为80℃。
优选地，预聚反应时间为1-3h。
优选地，预聚反应时间为2h。
优选地，改性水性聚氨酯乳液中固含量为20-35wt％。
优选地，改性水性聚氨酯乳液中固含量为30wt％。
优选地，防弹复合材料用水性聚氨酯胶粘剂的粘度为95-105mPa.s。
优选地防弹复合材料用水性聚氨酯胶粘剂的粘度为100mPa.s。
优选地，溶剂为丙酮、丁酮、N-甲基吡咯烷酮中的一种或两种以上混合物。
优选地，溶剂为丙酮。
优选地，去离子水和聚合物多元醇的体积重量比ml:g为3-5：1。
优选地，去离子水和聚合物多元醇的体积重量比ml:g为4：1。
优选地，搅拌分散乳化过程中，使用的是高速搅拌器。
优选地，一种防弹复合材料用水性聚氨酯胶粘剂的方法，包括如下步骤：按配比将聚合物多元醇加入四口烧瓶中，向四口烧瓶中通入保护气，滴加改性多异氰酸酯，在温度70-90℃反应1-3h，加入亲水扩链剂和催化剂，在温度80-90℃反应1-3h，加入交联剂，加入溶剂降黏，反应0.5-1.5h，将反应所得物料温度降至室温，加入中和剂，中和反应0.5-1.5h，加入去离子水，用高速搅拌器搅拌乳化20-40min，制得改性水性聚氨酯乳液，在改性水性聚氨酯乳液中加入增稠剂、流平剂得到防弹复合材料用水性聚氨酯胶粘剂。
优选地，扩链反应的温度为85℃，反应时间为2h。
优选地，交联反应时间为1h。
优选地，中和反应的时间为1h。
优选地，乳化时间为30min。
本发明采用氧化石墨烯对多异氰酸酯进行改性，氧化石墨烯的二维基面上分布着极性基团，如羟基和环氧基及边缘处的羰基和羧基，与多异氰酸酯相互作用，提高了胶粘剂的拉伸性能，增强了与防弹复合材料粘合时的附着力，氧化石墨烯均匀地分布在聚氨酯胶粘剂中，改善了胶粘剂的导热性能，能够实现快速散热，满足了防弹复合材料的使用要求，同时氧化石墨烯具有的片层结构以及良好的自恢复能力还赋予了胶粘剂良好的阻隔性能和自愈合能力，具有传统胶粘剂无法比拟的优势；采用亲水性扩链剂，在增强了聚氨酯胶粘剂的粘性的同时，还有具有环保，无污染的优点，加入交联剂控制聚氨酯乳液中的固含量符合防弹材料的使用标准，同时为乳化反应做好基础，使乳化过程无需添加乳化剂，在搅拌下就能实现乳化，简化了制作工艺，降低了生产成本。
具体实施方式
下面，通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。
实施例1
一种防弹复合材料用水性聚氨酯胶粘剂，其原料按重量份包括：80份聚合物多元醇、40份改性多异氰酸酯、2份亲水扩链剂、0.05份催化剂、1份交联剂、1份中和剂、1份增稠剂、0.5份流平剂；
改性多异氰酸酯采用如下方法制得：将氧化石墨烯置于溶剂中，在超声波频率为4000Hz条件下超声分散得到氧化石墨烯分散液，加入多异氰酸酯，通入保护气，在温度70℃条件下搅拌得到改性多异氰酸酯。
实施例2
一种防弹复合材料用水性聚氨酯胶粘剂，其原料按重量份包括：140份聚合物多元醇、80份改性多异氰酸酯、12份亲水扩链剂、0.1份催化剂、6份交联剂、6份中和剂、2份增稠剂、1份流平剂；
改性多异氰酸酯采用如下方法制得：将氧化石墨烯置于溶剂中，在超声波频率为6000Hz条件下超声分散得到氧化石墨烯分散液，加入多异氰酸酯，控制氧化石墨烯与多异氰酸酯的重量配比为1:8，通入保护气，在温度90℃条件下搅拌20h得到改性多异氰酸酯。
实施3
一种防弹复合材料用水性聚氨酯胶粘剂，其原料按重量份包括：130份聚醚多元醇、70份改性多异氰酸酯、9份2，2-二羟甲基丙酸、0.09份二月桂酸二丁基锡、5份三羟甲基丙烷、5份氨水、1.8份聚氨酯增稠剂、0.9份丙烯酸型流平剂；
改性多异氰酸酯采用如下方法制得：将氧化石墨烯置于DMF中，在超声波频率为5000Hz条件下超声分散1h得到氧化石墨烯分散液，加入六亚甲基二异氰酸酯，控制氧化石墨烯与六亚甲基二异氰酸酯的重量配比为1:40，通入保护气，在温度80℃条件下搅拌28h得到改性六亚甲基二异氰酸酯。
实施例4
一种防弹复合材料用水性聚氨酯胶粘剂，其原料按重量份包括：100份聚己内酯二元醇、50份改性多异氰酸酯、5份二羟基半酯、0.06份辛酸亚锡、2份聚氧化丙烯三醇、2份氢氧化钠、0.6份丙烯酸增稠剂、0.6份聚氨酯增稠剂、0.4份有机硅型流平剂、0.3份丙烯酸型流平剂；
改性多异氰酸酯采用如下方法制得：将氧化石墨烯置于丙酮和DMF混合溶剂中，在超声波频率为4500Hz条件下超声分散2h得到氧化石墨烯分散液，加入异佛尔酮二异氰酸酯，控制氧化石墨烯与异佛尔酮二异氰酸酯的重量配比为1:4，通入N2，在温度85℃条件下搅拌24h得到改性异佛尔酮二异氰酸酯。
实施例5
一种防弹复合材料用水性聚氨酯胶粘剂，其原料按重量份包括：60份聚己二酸1，4-丁二醇酯二醇、60份丙二醇聚醚、60份改性多异氰酸酯、7份二羟基半酯、0.07份二(十二烷基硫)二丁基锡、4份三羟甲基丙烷、4份三乙胺、0.5份丙烯酸增稠剂、1份聚氨酯增稠剂、0.8份有机硅型流平剂；
改性多异氰酸酯采用如下方法制得：将氧化石墨烯置于DMF、丙酮、甲苯的混合溶剂中，在超声波频率为5500Hz条件下超声分散1.5h得到氧化石墨烯分散液，加入甲苯二异氰酸酯，控制氧化石墨烯与甲苯二异氰酸酯的重量配比为1:8，通入N2，在温度83℃条件下搅拌22h得到改性甲苯二异氰酸酯。
实施例6
一种防弹复合材料用水性聚氨酯胶粘剂，其原料按重量份包括：25份聚己内酯二元醇、25份聚己二酸1，4-丁二醇酯二醇、50份丙二醇聚醚、65份改性多异氰酸酯、8份2，2-二羟甲基丙酸、0.04份二(十二烷基硫)二丁基锡、0.03份二醋酸二丁基锡、4份三羟甲基丙烷、4份三乙胺、0.8份聚氨酯增稠剂、0.8份丙烯酸增稠剂、0.8份有机硅型流平剂；
改性多异氰酸酯采用如下方法制得：将氧化石墨烯置于丙酮中，在超声波频率为5500Hz条件下超声分散1.5h得到氧化石墨烯分散液，加入3-氯苯基异氰酸酯，控制氧化石墨烯与3-氯苯基异氰酸酯的重量配比为1:10，通入N2，在温度83℃条件下搅拌22h得到改性3-氯苯基异氰酸酯。
防弹复合材料用水性聚氨酯胶粘剂的方法，包括如下步骤：按配比将聚合物多元醇加入四口烧瓶中，向四口烧瓶中通入保护气，滴加改性多异氰酸酯，在温度70℃进行预聚反应，得到聚氨酯预聚体，在聚氨酯预聚体中加入亲水扩链剂、催化剂进行扩链反应，加入交联剂进行交联反应，降粘，降温，加入中和剂、去离子水搅拌分散乳化制得改性水性聚氨酯乳液，在改性水性聚氨酯乳液中加入增稠剂、流平剂得到防弹复合材料用水性聚氨酯胶粘剂。
实施例7
一种防弹复合材料用水性聚氨酯胶粘剂，其原料按重量份包括：20份聚己二酸1，4-丁二醇酯二醇、30份丙二醇聚醚、20份聚醚三醇、40份聚四氢呋喃二醇、60份改性多异氰酸酯、7份2，2-二羟甲基丙酸、0.03份二月桂酸二丁基锡、0.03份辛酸亚锡、0.03份二醋酸二丁基锡、4份三羟甲基丙烷、4份三乙胺、0.7份聚氨酯增稠剂、0.8份丙烯酸增稠剂、0.8份有机硅型流平剂；
改性多异氰酸酯采用如下方法制得：将氧化石墨烯置于丙酮中，在超声波频率为5500Hz条件下超声分散1.5h得到氧化石墨烯分散液，加入3,4-二氯苯基异氰酸酯，控制氧化石墨烯与3,4-二氯苯基异氰酸酯的重量配比为1:30，通入N2，在温度83℃条件下搅拌22h得到改性3,4-二氯苯基异氰酸酯。
防弹复合材料用水性聚氨酯胶粘剂的方法，包括如下步骤：将聚合物多元醇加入四口烧瓶中，向四口烧瓶中通入保护气，滴加改性多异氰酸酯，在温度70℃反应1h，加入亲水扩链剂和催化剂，在温度80℃反应1h，加入交联剂，加入丙酮降黏，反应0.5h，将反应所得物料温度降至室温，加入中和剂，中和反应0.5h，加入去离子水，去离子水和聚合物多元醇的体积重量比ml:g为3：1，用高速搅拌器搅拌乳化20min，制得固含量为20wt％改性水性聚氨酯乳液，在改性水性聚氨酯乳液中加入增稠剂、流平剂，将物料粘度调至95mPa.s，得到防弹复合材料用水性聚氨酯胶粘剂。
实施例8
一种防弹复合材料用水性聚氨酯胶粘剂，其原料按重量份包括：30份聚己内酯二元醇、30份聚己二酸1，4-丁二醇酯二醇、30份丙二醇聚醚、30份聚醚三醇、20份聚四氢呋喃二醇、60份改性多异氰酸酯、7份2，2-二羟甲基丙酸、0.025份二月桂酸二丁基锡、0.025份辛酸亚锡、0.02份二(十二烷基硫)二丁基锡、0.02份二醋酸二丁基锡、4份三羟甲基丙烷、4份三乙胺、1.5份聚氨酯增稠剂、0.8份有机硅型流平剂；
改性多异氰酸酯采用如下方法制得：将氧化石墨烯置于甲苯中，在超声波频率为5500Hz条件下超声分散1.5h得到氧化石墨烯分散液，加入正丁基异氰酸酯，控制氧化石墨烯与正丁基异氰酸酯的重量配比为1:25，通入N2，在温度83℃条件下搅拌22h得到改性正丁基异氰酸酯。
防弹复合材料用水性聚氨酯胶粘剂的方法，包括如下步骤：将聚合物多元醇加入四口烧瓶中，向四口烧瓶中通入保护气，滴加改性多异氰酸酯，在温度90℃反应3h，加入亲水扩链剂和催化剂，在温度90℃反应3h，加入交联剂，加入丙酮降黏，反应1.5h，将反应所得物料温度降至室温，加入中和剂，中和反应1.5h，加入去离子水，去离子水和聚合物多元醇的体积重量比ml:g为5：1，用高速搅拌器搅拌乳化40min，制得固含量为35wt％改性水性聚氨酯乳液，在改性水性聚氨酯乳液中加入增稠剂、流平剂，将物料粘度调至105mPa.s，得到防弹复合材料用水性聚氨酯胶粘剂。
实施例9
一种防弹复合材料用水性聚氨酯胶粘剂，其原料按重量份包括：120份丙二醇聚醚、60份改性多异氰酸酯、7份2，2-二羟甲基丙酸、0.07份二月桂酸二丁基锡、4份三羟甲基丙烷、4份三乙胺、1.5份丙烯酸增稠剂、0.8份有机硅型流平剂；
改性多异氰酸酯采用如下方法制得：将氧化石墨烯置于DMF中，在超声波频率为5500Hz条件下超声分散1.5h得到氧化石墨烯分散液，加入叔丁基异氰酸酯，控制氧化石墨烯与正丁基异氰酸酯的重量配比为1:30，通入N2，在温度83℃条件下搅拌22h得到改性叔丁基异氰酸酯。
防弹复合材料用水性聚氨酯胶粘剂的方法，包括如下步骤：将聚合物多元醇加入四口烧瓶中，向四口烧瓶中通入保护气，滴加改性多异氰酸酯，在温度80℃反应2h，加入亲水扩链剂和催化剂，在温度85℃反应2h，加入交联剂，加入丙酮降黏，反应1h，将反应所得物料温度降至室温，加入中和剂，中和反应1h，加入去离子水，去离子水和聚合物多元醇的体积重量比ml:g为4：1，用高速搅拌器搅拌乳化30min，制得固含量为30wt％改性水性聚氨酯乳液，在改性水性聚氨酯乳液中加入增稠剂、流平剂，将物料粘度调至100mPa.s，得到防弹复合材料用水性聚氨酯胶粘剂。
实施例10
一种防弹复合材料用水性聚氨酯胶粘剂，其原料按重量份包括：120份丙二醇聚醚、60份改性多异氰酸酯、7份2，2-二羟甲基丙酸、0.07份二月桂酸二丁基锡、4份三羟甲基丙烷、4份三乙胺、1.5份聚氨酯增稠剂、0.8份有机硅型流平剂；
改性多异氰酸酯采用如下方法制得：将氧化石墨烯置于DMF中，在超声波频率为5500Hz条件下超声分散1.5h得到氧化石墨烯分散液，加入十八烷基异氰酸酯，控制氧化石墨烯与正丁基异氰酸酯的重量配比为1:30，通入N2，在温度83℃条件下搅拌22h得到改性十八烷基异氰酸酯。
防弹复合材料用水性聚氨酯胶粘剂的方法，包括如下步骤：将聚合物多元醇加入四口烧瓶中，向四口烧瓶中通入保护气，滴加改性多异氰酸酯，在温度80℃下反应2h，加入亲水扩链剂和催化剂，在温度85℃条件下反应2h，加入交联剂，加入丙酮降黏，反应1h，将反应所得物料温度降至室温，加入中和剂，中和反应1h，加入去离子水，去离子水和聚合物多元醇的体积重量比ml:g为4：1，用高速搅拌器搅拌乳化30min，制得固含量为30wt％改性水性聚氨酯乳液，在改性水性聚氨酯乳液中加入增稠剂、流平剂，将物料粘度调至100mPa.s，得到防弹复合材料用水性聚氨酯胶粘剂。
实施例11
一种防弹复合材料用水性聚氨酯胶粘剂，其原料按重量份包括：120份丙二醇聚醚、60份改性多异氰酸酯、7份2，2-二羟甲基丙酸、0.07份二月桂酸二丁基锡、4份三羟甲基丙烷、4份三乙胺、1.5份丙烯酸增稠剂、0.8份有机硅型流平剂；
改性多异氰酸酯采用如下方法制得：将氧化石墨烯置于DMF中，在超声波频率为5500Hz条件下超声分散1.5h得到氧化石墨烯分散液，加入六亚甲基二异氰酸酯，控制氧化石墨烯与正丁基异氰酸酯的重量配比为1:30，通入N2，在温度83℃条件下搅拌22h得到改性六亚甲基二异氰酸酯。
防弹复合材料用水性聚氨酯胶粘剂的方法，包括如下步骤：将聚合物多元醇加入四口烧瓶中，向四口烧瓶中通入保护气，滴加改性多异氰酸酯，在温度80℃反应2h，加入亲水扩链剂和催化剂，在温度85℃反应2h，加入交联剂，加入丙酮降黏，反应1h，将反应所得物料温度降至室温，加入中和剂，中和反应1h，加入去离子水，去离子水和聚合物多元醇的体积重量比ml:g为4：1，用高速搅拌器搅拌乳化30min，制得固含量为30wt％改性水性聚氨酯乳液，在改性水性聚氨酯乳液中加入增稠剂、流平剂，将物料粘度调至100mPa.s，得到防弹复合材料用水性聚氨酯胶粘剂。
实施例12
一种防弹复合材料用水性聚氨酯胶粘剂，其原料按重量份包括：120份丙二醇聚醚、60份改性多异氰酸酯、7份2，2-二羟甲基丙酸、0.07份二月桂酸二丁基锡、4份三羟甲基丙烷、4份三乙胺、1.5份丙烯酸增稠剂、0.8份有机硅型流平剂；
改性多异氰酸酯采用如下方法制得：将氧化石墨烯置于丙酮中，在超声波频率为5500Hz条件下超声分散1.5h得到氧化石墨烯分散液，加入三苯基甲烷三异氰酸酯，控制氧化石墨烯与正丁基异氰酸酯的重量配比为1:30，通入N2，在温度83℃条件下搅拌22h得到改性三苯基甲烷三异氰酸酯。
防弹复合材料用水性聚氨酯胶粘剂的方法，包括如下步骤：将聚合物多元醇加入四口烧瓶中，向四口烧瓶中通入保护气，滴加改性多异氰酸酯，在温度80℃反应2h，加入亲水扩链剂和催化剂，在温度85℃反应2h，加入交联剂，加入丙酮降黏，反应1h，将反应所得物料温度降至室温，加入中和剂，中和反应1h，加入去离子水，去离子水和聚合物多元醇的体积重量比ml:g为4：1，用高速搅拌器搅拌乳化30min，制得固含量为30wt％改性水性聚氨酯乳液，在改性水性聚氨酯乳液中加入增稠剂、流平剂，将物料粘度调至100mPa.s，得到防弹复合材料用水性聚氨酯胶粘剂。
对照例
一种水性聚氨酯胶粘剂，其原料按重量份包括：120份丙二醇聚醚、60份多异氰酸酯、7份2，2-二羟甲基丙酸、0.07份二月桂酸二丁基锡、4份三羟甲基丙烷、4份三乙胺、1.5份丙烯酸增稠剂、0.8份有机硅型流平剂；
水性聚氨酯胶粘剂的方法，包括如下步骤：将聚合物多元醇加入四口烧瓶中，向四口烧瓶中通入保护气，滴加多异氰酸酯，在温度80℃反应2h，加入亲水扩链剂和催化剂，在温度85℃反应2h，加入交联剂，加入丙酮降黏，反应1h，将反应所得物料温度降至室温，加入中和剂，中和反应1h，加入去离子水，去离子水和聚合物多元醇的体积重量比ml:g为4：1，用高速搅拌器搅拌乳化30min，制得固含量为30wt％水性聚氨酯乳液，在水性聚氨酯乳液中加入增稠剂、流平剂，将物料粘度调至100mPa.s，水性聚氨酯胶粘剂。
将实施例10-12胶粘剂与对照例胶粘剂应用于防弹衣高密度高模量聚乙烯纤维UD布复合材料，面密度6千克/平方米，进行GA141标准V50抗弹试验，结果如表1所示：
表1实施例10-12的V50性能测试结果
性能 实施例10 实施例11 实施例12 对照例
V50(m/s) 650 640 660 550
从表1中可以看出经过氧化石墨烯改性后的水性聚氨酯胶，在同样条件下，防弹性能更好，达到同样的防护等级所需要的UD布复合材料更少，节约了成本；本发明与防弹复合材料粘合有强附着力，抗拉伸能力和导热性能良好，提高了防弹衣的防弹性能，同时降低了生产成本，具有实际的应用价值。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种防弹复合材料用水性聚氨酯胶粘剂，其特征在于，其原料按重量份包括：80-140份聚合物多元醇、40-80份改性多异氰酸酯、2-12份亲水扩链剂、0.05-0.1份催化剂、1-6份交联剂、1-6份中和剂、1-2份增稠剂、0.5-1份流平剂；
改性多异氰酸酯采用如下方法制得：将氧化石墨烯置于溶剂中，在超声波频率为4000-6000Hz条件下超声分散得到氧化石墨烯分散液，加入多异氰酸酯，通入保护气，在温度70-90℃条件下搅拌得到改性多异氰酸酯。
2.根据权利要求1所述的防弹复合材料用水性聚氨酯胶粘剂，其特征在于，氧化石墨烯与多异氰酸酯的重量配比为0.5-1：4-20；优选地，氧化石墨烯与多异氰酸酯的重量配比为1：10；
3.根据权利要求1所述的防弹复合材料用水性聚氨酯胶粘剂，其特征在于，搅拌时间为20-28h；优选地，搅拌时间为24h。
4.根据权利要求1所述的防弹复合材料用水性聚氨酯胶粘剂，其特征在于，其原料按重量份包括：100-130份聚合物多元醇、50-70份氧化石墨烯改性多异氰酸酯、5-9份亲水扩链剂、0.06-0.09份催化剂、2-5份交联剂、2-5份中和剂、1.2-1.8份增稠剂、0.7-0.9份流平剂；
优选地，其原料按重量份包括：120份聚合物多元醇、60份氧化石墨烯改性多异氰酸酯、7份亲水扩链剂、0.07份催化剂、4份交联剂、4份中和剂、1.5份增稠剂、0.8份流平剂。
5.根据权利要求1-4任一项所述的防弹复合材料用水性聚氨酯胶粘剂，其特征在于，聚合物多元醇包括聚酯多元醇和/或聚醚多元醇。
6.根据权利要求1-4任一项所述的防弹复合材料用水性聚氨酯胶粘剂，其特征在于，亲水扩链剂为2，2-二羟甲基丙酸或二羟基半酯；优选地，亲水扩链剂为2，2-二羟甲基丙酸。
7.根据权利要求1-4任一项所述的防弹复合材料用水性聚氨酯胶粘剂，其特征在于，交联剂为三羟甲基丙烷或聚氧化丙烯三醇；优选地，交联剂为三羟甲基丙烷。
8.一种根据权利要求1-7任一项所述的防弹复合材料用水性聚氨酯胶粘剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：按配比将聚合物多元醇加入四口烧瓶中，向四口烧瓶中通入保护气，滴加改性多异氰酸酯，在温度70-90℃进行预聚反应，得到聚氨酯预聚体，在聚氨酯预聚体中加入亲水扩链剂、催化剂进行扩链反应，加入交联剂进行交联反应，降粘，降温，加入中和剂、去离子水搅拌分散乳化制得改性水性聚氨酯乳液，在改性水性聚氨酯乳液中加入增稠剂、流平剂得到防弹复合材料用水性聚氨酯胶粘剂。
9.根据权利要求8所述的所述的防弹复合材料用水性聚氨酯胶粘剂的制备方法，其特征在于，预聚反应的加热温度为80℃。
10.根据权利要求8所述的所述的防弹复合材料用水性聚氨酯胶粘剂的制备方法，其特征在于，改性水性聚氨酯乳液中固含量为20-35wt％；优选地，改性水性聚氨酯乳液中固含量为30wt％。
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