一種複合防刺片材及防彈防刺複合材料的製作方法
2023-06-12 20:00:01
專利名稱：一種複合防刺片材及防彈防刺複合材料的製作方法
技術領域：
本發明屬於複合材料技術領域，涉及裝甲防護技術，特別涉及人體防護技術領域。
背景技術：
CN 99802570. 4公開了一種防刺傷防槍彈材料，是一種輕而有彈性的防護材料，既能防槍彈又符合防刀具刺傷PSDB標準，以本身柔軟的金屬為基礎的構件、可以由相互鎖緊的金屬環或環與金屬板的組合件構成；包含衝擊能吸收材料、防刺傷材料輔助層或其組合件，以及視需要加上的防射擊件。通過相互鎖緊的金屬環或環與金屬板使刀具或彈丸鈍化， 然後由高強纖維組成的衝擊能吸收材料、防刺傷材料吸收剩餘能量。該防護材料金屬環或環與金屬板的組合件之間不可避免地存在防刺防彈薄弱部位，並有可能因彈丸與金屬環、 板撞擊失穩發生「跳彈」而造成二次損傷。CN 2007101220 . 2公開了一種用剪切增稠液體浸漬在高強度纖維織物上、單層或多層迭加而製成的軟質防彈防刺片，剪切增稠液體非常容易變形，會象液體一樣流動。該防彈防刺片在不受外力時柔軟，受力衝擊時剪切增稠液體中的硬質納米粒子聚集成簇，使防彈防刺片瞬間變硬，衝擊力消失後，又恢復成液體狀態， 織物重新變軟。該材料需在纖維織物上塗敷較厚的剪切增稠液體膠層，舒適性降低且成本較高。
發明內容
本發明的目的是提供一種複合防刺片材，該複合防刺片材單獨使用時具有防刺防割功能，多層迭合使用時，防刺效果更佳，並同時具有優異的防彈功能，不發生「跳彈」造成的二次損傷。與既有材料相比，能夠在同等重量條件下，有效提高防護能力；在同等防護級別下，有效減輕裝備重量，減小厚度，降低成本。本發明的目的是通過將含有微珠材料的複合塗層均勻塗覆在纖維織物表面上來實現的。將纖維織物的高強度與微珠材料的高硬度有機結合，纖維織物作為支撐，硬質微珠材料磨蝕、鈍化銳器尖部及低速彈丸，吸收衝擊能量，降低受衝擊後的損傷程度，形成對刀刺、彈丸具有「軟硬兼施」特點的防禦效果；通過單層或多層複合防刺片材的迭合，提供對應不同防刺、防彈級別的防護能力。本發明涉及的複合防刺片材，包括織物2及塗覆在織物表面的複合塗層1，其特徵在於複合塗層1由粘結基體材料3和分散其中的微珠材料4組成，微珠材料4在塗層中的質量份數介於10% 70%之間，塗層結構如附圖1所示，防刺片材結構如附圖2、3所示。本發明涉及的複合防刺片材，包括織物2及塗覆在織物表面的複合塗層1，其特徵在於織物2單面塗覆複合塗層1，結構如圖2所示。本發明涉及的複合防刺片材，包括織物2及塗覆在織物表面的複合塗層1，其特徵在於織物2雙面塗覆複合塗層1，結構如圖3所示，各塗層組成和/或結構彼此獨立。本發明涉及的複合防刺片材，包括織物2及塗覆在織物表面的複合塗層1，其特徵在於所述織物2為由膠黏劑5粘合在一起的2層或多層織物2的複合結構，結構如圖4所示，各層組成和/或結構彼此獨立。本發明涉及的複合防刺片材，包括織物2及塗覆在織物表面的複合塗層1，其特徵在於所述織物2為由粘接層5粘合在一起的2層或多層織物2的複合結構，結構如圖4 所示，粘接層5中填充微珠材料。本發明涉及的複合防刺片材，包括織物2及塗覆在織物表面的複合塗層1，其特徵在於所述複合塗層1為兩層或兩層以上不同組成和/或結構塗層組成的複合結構，結構如圖5所示。本發明涉及的複合防刺片材，包括織物2及塗覆在織物表面的複合塗層1，其特徵在於片材厚度介於(o. 1 5) mm之間。本發明涉及的複合防刺片材，包括織物2及塗覆在織物表面的複合塗層1，其特徵在於所述微珠材料4為空心或實心微珠中的一種或其中幾種不同規格的混合物。本發明涉及的複合防刺片材，包括織物2及塗覆在織物表面的複合塗層1，其特徵在於所述微珠材料4的粒徑介於IOnm IOOum之間。本發明涉及的複合防刺片材，包括織物2及塗覆在織物表面的複合塗層1，其特徵在於所述微珠材料4選自玻璃微珠和/或陶瓷微珠中的一種或其中幾種的混合物。本發明涉及的複合防刺片材，包括織物2及塗覆在織物表面的複合塗層1，其特徵在於所述微珠材料4選自氧化鋁陶瓷、氮化矽陶瓷、鉻剛玉陶瓷、鋯剛玉、碳化矽陶瓷、玻璃中的一種或其中幾種的混合物。本發明涉及的複合防刺片材，包括織物2及塗覆在織物表面的複合塗層1，其特徵在於所述粘結基體材料3選自乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚氨酯預聚體、丁氰橡膠、苯乙烯-丁二烯共聚物、丁苯橡膠、聚苯硫醚、聚脲、環氧樹脂、酚醛樹脂、不飽和聚酯樹脂中的一種或其中幾種的組合。本發明涉及的複合防刺片材，包括織物2及塗覆在織物表面的複合塗層1，其特徵在於所述纖維織物2選自玻璃纖維、芳綸纖維、超高分子量聚乙烯纖維、聚丙烯纖維、高強尼龍纖維、錦綸纖維、滌綸纖維、棉纖維中的一種或其中幾種的混紡纖維。本發明涉及的複合防刺片材，包括織物2及塗覆在織物表面的複合塗層1，其特徵在於所述纖維織物2選自平紋、斜紋、緞紋、籃紋、席紋、縫編織物中的一種。本發明涉及的防彈防刺複合材料，由η層複合防刺片材迭合而成，η介於2 50 之間，各層片材的組分和結構彼此獨立。本發明涉及的複合防刺片材，複合塗層1表面可以塗裝飾性塗層，以達到美觀效果；也可以塗裝功能性塗層，使之具有隱身、防輻射等功能效果。本發明涉及的複合防刺片材，具有良好的防刺能力，多層使用時效果更佳，並具有防彈功能，經多層迭合作為防彈防刺複合材料，具有優異的防彈、防刺性能，與傳統材料相比，在同等防護級別下，可大幅度減輕裝備重量，減小厚度，降低成本；在同等重量條件下， 大幅度提高防護性能。本發明涉及的複合防刺片材及防彈防刺複合材料，適用於士兵、警察、各類安保人員及特殊群體的人身防護用防彈衣、防刺服或防彈防刺服的防護內膽，也可用於製作加工防爆毯、防爆帳篷等防護裝具。
下面結合實施例對本發明提出的技術方案進行進一步說明，但不作為對技術方案的限制。任何一種可以實現本發明的技術方法均構成本發明涉及技術方案的一部分。圖1複合塗層的結構示意圖
圖2單面塗敷複合塗層的防刺片材的結構示意3雙面塗敷複合塗層的防刺片材的結構示意4織物為多層複合結構的複合防刺片材的結構示意5塗有兩層塗層的複合防刺片材的結構示意圖其中1-複合塗層，2-纖維織物，3-粘結基體，4-微珠材料。
具體實施例方式下面結合實施例對本發明提出的技術方案進行進一步說明，但不作為對技術方案的限制。任何一種可以實現本發明的技術方法均構成本發明涉及技術方案的一部分。實施例一
單面塗敷複合塗層的複合防刺片材，結構如附圖2所示。取IOOg南京德緣科技有限公司產聚苯硫醚，溶於IOOg二甲苯中，製成膠液，將Ilg 粒徑為IOnm的玻璃微珠(廊坊宏遠玻璃珠有限公司產)分2次加入到膠液中，緩慢攪拌均勻，製得複合塗層1膠液。取一塊(200X 200)mm大小、厚度為0.05mm的棉纖維三向縫編布 (廣州聖纖雅有限公司產，面密度120g/m2)作為織物2，用聚酯膜作脫模材料。將三向縫編布平鋪在聚酯膜上，用毛刷蘸取膠液均勻地塗刷在織物上，晾至表幹後，在1.0MPa、13(TC條件下，控制片材厚度為0. 1mm，保溫1. Ohr成型，冷卻至40°C以下脫模，得到面密度為200g/m2的複合防刺片材。複合塗層1中微珠材料質量含量約為10%。製成的一層複合防刺片材，可防小型刀具穿刺、切割，防刺性能達到NIJ0115. 00
Level I級，可用於製備防刺手套、防刺衣帽、防割帳篷。實施例二
單面塗敷複合塗層的複合防刺片材及防彈防刺複合材料，結構如附圖2所示。取IOg眾奔橡塑上海有限公司產乙烯-醋酸乙烯共聚物E20 (VA含量20%)溶於 IOOg溶劑汽油(200#)中，將23g粒徑為50nm、壁厚為IOnm的空心氧化鋁陶瓷微珠分2次加入到膠液中，緩慢攪拌均勻，製得複合塗層1膠液。取一塊(200X200) mm、厚度為0. Imm 的超高分子量聚乙烯平紋布(面密度180g/m2)作為織物2，聚酯膜作脫模材料。將聚乙烯平紋布平鋪在聚酯膜，將配好的複合膠液均勻地塗刷在織物上，晾至表幹後，在1. 5MPa、160°C條件下，控制片材固化厚度為0. 2mm，保溫1. 5hr成型，冷卻至40°C以下脫模，得到面密度為250g/m2的複合防刺片材。複合塗層中微珠材料質量含量為67%。將50張上述複合防刺片材迭合在一起組成防彈防刺複合材料，可防匕首、三稜刮刀大力刺切，防刺性能達到NIJ0115.00 Level 4級；可有效防護79式微型衝鋒鎗發射的51 式彈，防彈性能達到GA141-2010 3級。可用於製備防刺服、防彈衣、防彈防刺服，質地柔軟、 穿著舒適。實施例三雙面塗敷複合塗層的複合防刺片材及防彈防刺複合材料，結構如附圖3所示。取50g淄博恆久橡塑科技有限公司產聚氨酯預聚體觀1880，將其溶於IOOg甲苯中，製成膠液，將50g粒徑為SOum的實心碳化矽陶瓷微珠平均分3次加入到膠液中，緩慢攪拌均勻，將5gM0CA加熱融化後加入到膠液中，緩慢攪拌均勻，製得複合塗層1膠液。取一塊 (200X200)mm大小、厚度為3. Omm的芳綸纖維籃紋織物(面密度200g/m2)作為纖維織物2， 用聚酯膜作脫模材料。將纖維織物2平放在聚酯膜上。用噴膠機將混合均勻的膠液均勻地噴塗在織物上，晾至表幹後，在1. 0MPa、130°C條件下，控制片材厚度為2. 0mm，保溫0. 5hr成型，冷卻至 40°C以下脫模，得到面密度為330g/m2的複合防刺片材一。複合塗層1中微珠材料質量含量為47. 6%ο取IOOg AMP-100彈性體聚脲樹脂，將50g粒徑為80um、壁厚為30um的空心氮化矽陶瓷微珠平均分5次加入到膠液中，緩慢攪拌均勻，製得複合塗層1膠液。用噴膠機將其均勻噴塗在複合防刺片材一的未塗膠面上，晾至表幹，在1. OMPa、120°C條件下，控制片材厚度為3. 0mm，保溫0. 5hr成型，冷卻至40°C以下脫模，得到面密度為430g/m2的複合防刺片材。 複合塗層1中微珠材料質量含量為33. 3%。按上述工藝製備兩張複合防刺片材，將其迭合在一起組成防彈防刺複合材料，可防匕首、三稜刮刀刺切，防刺性能達到NIJ0115. 00 Level 3級；可有效防護M手槍發射的
51式彈，防彈性能達到NIJ0101.06 Level III A級。可用於製作防彈防刺服、防爆毯、防
爆圍欄。實施例四
單面塗敷兩層不同複合塗層的複合防刺片材及防彈防刺複合材料，結構如附圖5所
7J\ ο取IOOg上海強盛化工有限公司生產的羧基丁氰膠乳(固含60%)，將60g粒徑為 lOOum、壁厚為40um的空心碳化矽陶瓷微珠平均分3次加入到膠液中，緩慢攪拌均勻，製得複合塗層Ia膠液。取一塊(200X200)mm大小、厚度為1. Omm的高強尼龍纖維緞紋織物(面密度400g/m2)作為纖維織物2，用聚酯膜作脫模材料。將纖維織物2平放在聚酯膜上，用細毛刷蘸取混合均勻的膠液均勻地塗刷在玻璃纖維平紋織物上，待膠液流平後，在1.0MPa、13(TC條件下，控制片材厚度為2. 0mm，保溫 1. Ohr成型，冷卻至40°C以下脫模，複合塗層中微珠材料質量含量為50%。取200g南昌長興化工實業有限公司生產的196不飽和聚酯樹脂膠液，將60g粒徑為50um的實心鉻剛玉陶瓷微珠平均分3次加入到膠液中，緩慢攪拌均勻，製得複合塗層 Ib膠液。用細毛刷將該膠液均勻地塗刷在複合塗層Ia上，待膠液流平後，在1. 0MPaU50°C 條件下，控制片材總厚度為4. Omm,保溫1. Ohr成型，冷卻至40°C以下脫模，得到面密度為 600g/m2的複合防刺片材，複合塗層Ib中微珠材料質量含量為28%。按上述工藝製備10張複合防刺片材，將其迭合在一起組成防彈防刺複合材料，可防匕首、三稜刮刀大力刺切，防刺性能達到NIJ0115. 00 Level 3級；可有效防護79式微型衝鋒鎗發射的51-1式彈，防彈性能達到GA141-2010 4級。可用於製作防彈防刺服、防爆毯、 防爆圍欄。
實施例五
由兩種複合防刺片材交叉迭合組成的防彈防刺複合材料。取IOOg青島偉讕化工科技有限公司生產的丁苯膠乳(固含70%)，將50g粒徑為 80um、壁厚為IOum的空心氮化矽陶瓷微珠平均分3次加入到膠液中，緩慢攪拌均勻，製得複合塗層1膠液。取一塊(200X200) mm大小、厚度為0. 2mm的高強玻璃纖維斜紋織物(面密度200g/m2)作為纖維織物2，用聚酯膜作脫模材料。將纖維織物2平放在聚酯膜上，用噴膠機將混合均勻的膠液均勻地噴塗在織物上，晾至表幹後在1. 0MPa、150°C條件下，控制片材總厚度為1. 0mm，保溫0. 5hr成型，冷卻至 40°C以下脫模，得到面密度為350g/m2的複合防刺片材一，複合塗層中微珠材料質量含量為 41. 7%。取IOOg上海凱萬化工有限公司生產的苯乙烯-丁二烯共聚物，與200g苯乙烯配成膠液，將60g粒徑為50nm的實心鋯剛玉陶瓷微珠平均分3次加入到膠液中，緩慢攪拌均勻，製得複合塗層1膠液。用噴膠機將混合均勻的膠液均勻地噴塗在(200 X 200 )mm大小、厚度為0. 2mm的滌綸縫編織物(面密度300g/m2)上，在1. 5MPa、120°C條件下，控制片材總厚度為2. 0mm，保溫 0. 5hr成型，冷卻至30°C以下脫模，得到面密度為M0g/m2的複合防刺片材二，複合塗層中微珠材料質量含量為37. 5%。按上述工藝製備複合防刺片材一、複合防刺片材二各10張，並交替迭合鋪放在一起組成防彈防刺複合材料，可防匕首、三稜刮刀刺切，防刺性能達到NIJ0115. 00 Level 2級別；可有效防護M式手槍發射的51式彈，可用於製作防彈防刺服、防爆毯、防爆圍欄。實施例六
含有複合在一起的兩層纖維織物的複合防刺片材及其防彈防刺複合材料，結構如附圖 4所示。取一塊(200 X 200) mm大小、厚度為2. Omm的聚丙烯纖維席紋織物(面密度300g/ m2)作為纖維織物2a，取一塊(200X200) mm大小、厚度為1. Omm的錦綸縫編織物(面密度 200g/m2)作為纖維織物2b，用聚酯膜作脫模材料。取300g上海強盛化工有限公司生產的羧基丁氰膠乳(固含60%)，將IOOg粒徑為 20um、壁厚為50nm的空心氧化鋁陶瓷微珠分3次加入到膠液中，緩慢攪拌均勻，製得複合塗層1膠液。將纖維織物加平放在聚酯膜上，取IOOg上海強盛化工有限公司生產的羧基丁氰膠乳(固含60%)，均勻塗於織物加上，製得粘接層5，將纖維織物2b放置於粘接層5上。用噴膠機將混合均勻的複合塗層1膠液均勻地噴塗在織物2b上，在1. 5MPa、120°C條件下，控制片材總厚度為5. Omm,保溫1. 5hr成型，冷卻至30°C以下脫模，得到面密度為980g/m2的複合防刺片材，複合塗層中微珠材料質量含量為35. 7%。按上述工藝製備複合防刺片材5張，將其迭合在一起，可防匕首、三稜刮刀刺切， 防刺性能達到OTJ0115. 00 Level 2級別；可有效防護M式手槍發射的51式彈，可用於製作防爆毯、防爆圍欄。
權利要求
1.一種複合防刺片材，包括織物( 及塗覆在織物表面的複合塗層(1)，其特徵在於 複合塗層(1)由粘結基體材料C3)和分散其中的微珠材料(4)組成，微珠材料(4)在塗層中的質量份數介於10% 70%之間。
2.權利要求1涉及的複合防刺片材，其特徵在於織物( 單面塗覆複合塗層(1)。
3.權利要求1涉及的複合防刺片材，其特徵在於織物( 雙面塗覆複合塗層(1)，各塗層組成和/或結構彼此獨立。
4.權利要求1 3涉及的任一複合防刺片材，其特徵在於所述織物O)為由粘接層 (5)粘合在一起的兩層或多層織物O)的複合結構，各層組成和/或結構彼此獨立。
5.權利要求4涉及的複合防刺片材，其特徵在於所述粘接層(5)中填充微珠材料。
6.權利要求1 3涉及任一的複合防刺片材，其特徵在於所述複合塗層(1)為兩層或兩層以上不同組成和/或結構塗層組成的複合結構。
7.權利要求1 3涉及的任一複合防刺片材，其特徵在於片材厚度介於(0.1 5)mm 之間。
8.權利要求1 3涉及任一複合防刺片材，其特徵在於所述微珠材料(4)為粒徑介於IOnm IOOum之間的空心或實心微珠中的一種或其中幾種不同規格的混合物。
9.權利要求1 3涉及的任一複合防刺片材，其特徵在於所述微珠材料(4)選自玻璃微珠和/或陶瓷微珠中的一種或其中幾種的混合物。
10.權利要求1 3涉及的任一複合防刺片材，其特徵在於所述微珠材料(4)選自氧化鋁陶瓷、氮化矽陶瓷、鉻剛玉陶瓷、鋯剛玉、碳化矽陶瓷、玻璃中的一種或其中幾種的混合物。
11.一種防彈防刺複合材料，由η層複合防刺片材迭合而成，η介於2 50之間，各層片材的組分和結構彼此獨立。
全文摘要
本發明屬於複合材料技術領域，涉及的複合防刺片材,包括織物2及塗覆在織物表面由粘結基體材料3和分散其中的微珠材料4組成的複合塗層1，微珠材料4在塗層中的質量份數介於10%～70%之間，重量輕，可設計性強，在同等重量條件下，有效提高防護能力。本發明涉及的複合防刺片材，具有良好的防刺能力，多層使用時效果更佳，並具有防彈功能，與傳統材料相比，在同等防護級別下，可大幅度減輕裝備重量，減小厚度，降低成本。本發明涉及的複合防刺片材及防彈防刺複合材料，適用於士兵、警察、各類安保人員及特殊群體的人身防護用防彈衣、防刺服或防彈防刺服的防護內膽，也可用於製作加工防爆毯、防爆帳篷等防護裝具。
文檔編號D06M17/00GK102493202SQ20111039315
公開日2012年6月13日 申請日期2011年12月1日 優先權日2011年12月1日
發明者劉欣, 婁琳琳, 曲英章, 李英建, 李鋒 申請人:山東三達科技發展公司