CN102493202A - 一种复合防刺片材及防弹防刺复合材料 - Google Patents
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Abstract
本发明属于复合材料技术领域，涉及的复合防刺片材,包括织物2及涂覆在织物表面由粘结基体材料3和分散其中的微珠材料4组成的复合涂层1，微珠材料4在涂层中的质量份数介于10%～70%之间，重量轻，可设计性强，在同等重量条件下，有效提高防护能力。本发明涉及的复合防刺片材，具有良好的防刺能力，多层使用时效果更佳，并具有防弹功能，与传统材料相比，在同等防护级别下，可大幅度减轻装备重量，减小厚度，降低成本。本发明涉及的复合防刺片材及防弹防刺复合材料，适用于士兵、警察、各类安保人员及特殊群体的人身防护用防弹衣、防刺服或防弹防刺服的防护内胆，也可用于制作加工防爆毯、防爆帐篷等防护装具。
Description
技术领域
本发明属于复合材料技术领域，涉及装甲防护技术，特别涉及人体防护技术领域。
背景技术
CN 99802570.4公开了一种防刺伤防枪弹材料，是一种轻而有弹性的防护材料，既能防枪弹又符合防刀具刺伤PSDB标准，以本身柔软的金属为基础的构件、可以由相互锁紧的金属环或环与金属板的组合件构成；包含冲击能吸收材料、防刺伤材料辅助层或其组合件，以及视需要加上的防射击件。通过相互锁紧的金属环或环与金属板使刀具或弹丸钝化，然后由高强纤维组成的冲击能吸收材料、防刺伤材料吸收剩余能量。该防护材料金属环或环与金属板的组合件之间不可避免地存在防刺防弹薄弱部位，并有可能因弹丸与金属环、板撞击失稳发生“跳弹”而造成二次损伤。CN 200710122028.2公开了一种用剪切增稠液体浸渍在高强度纤维织物上、单层或多层迭加而制成的软质防弹防刺片，剪切增稠液体非常容易变形，会象液体一样流动。该防弹防刺片在不受外力时柔软，受力冲击时剪切增稠液体中的硬质纳米粒子聚集成簇，使防弹防刺片瞬间变硬，冲击力消失后，又恢复成液体状态，织物重新变软。该材料需在纤维织物上涂敷较厚的剪切增稠液体胶层，舒适性降低且成本较高。
发明内容
本发明的目的是提供一种复合防刺片材,该复合防刺片材单独使用时具有防刺防割功能,多层迭合使用时，防刺效果更佳，并同时具有优异的防弹功能，不发生“跳弹”造成的二次损伤。与既有材料相比，能够在同等重量条件下，有效提高防护能力；在同等防护级别下，有效减轻装备重量，减小厚度，降低成本。
本发明的目的是通过将含有微珠材料的复合涂层均匀涂覆在纤维织物表面上来实现的。将纤维织物的高强度与微珠材料的高硬度有机结合，纤维织物作为支撑，硬质微珠材料磨蚀、钝化锐器尖部及低速弹丸，吸收冲击能量，降低受冲击后的损伤程度，形成对刀刺、弹丸具有 “软硬兼施”特点的防御效果；通过单层或多层复合防刺片材的迭合，提供对应不同防刺、防弹级别的防护能力。
本发明涉及的复合防刺片材,包括织物2及涂覆在织物表面的复合涂层1，其特征在于：复合涂层1由粘结基体材料3和分散其中的微珠材料4组成，微珠材料4在涂层中的质量份数介于10%～70%之间，涂层结构如附图1所示，防刺片材结构如附图2、3所示。
本发明涉及的复合防刺片材,包括织物2及涂覆在织物表面的复合涂层1，其特征在于：织物2单面涂覆复合涂层1，结构如图2所示。
本发明涉及的复合防刺片材,包括织物2及涂覆在织物表面的复合涂层1，其特征在于：织物2双面涂覆复合涂层1，结构如图3所示,各涂层组成和/或结构彼此独立。
本发明涉及的复合防刺片材,包括织物2及涂覆在织物表面的复合涂层1，其特征在于：所述织物2为由胶黏剂5粘合在一起的2层或多层织物2的复合结构，结构如图4所示，各层组成和/或结构彼此独立。
本发明涉及的复合防刺片材,包括织物2及涂覆在织物表面的复合涂层1，其特征在于：所述织物2为由粘接层5粘合在一起的2层或多层织物2的复合结构，结构如图4所示，粘接层5中填充微珠材料。
本发明涉及的复合防刺片材，包括织物2及涂覆在织物表面的复合涂层1，其特征在于：所述复合涂层1为两层或两层以上不同组成和/或结构涂层组成的复合结构，结构如图5所示。
本发明涉及的复合防刺片材，包括织物2及涂覆在织物表面的复合涂层1，其特征在于：片材厚度介于（0.1～5）mm之间。
本发明涉及的复合防刺片材，包括织物2及涂覆在织物表面的复合涂层1，其特征在于：所述微珠材料4为空心或实心微珠中的一种或其中几种不同规格的混合物。
本发明涉及的复合防刺片材，包括织物2及涂覆在织物表面的复合涂层1，其特征在于：所述微珠材料4的粒径介于10nm～100um之间。
本发明涉及的复合防刺片材, 包括织物2及涂覆在织物表面的复合涂层1，其特征在于：所述微珠材料4选自玻璃微珠和/或陶瓷微珠中的一种或其中几种的混合物。
本发明涉及的复合防刺片材，包括织物2及涂覆在织物表面的复合涂层1，其特征在于：所述微珠材料4选自氧化铝陶瓷、氮化硅陶瓷、铬刚玉陶瓷、锆刚玉、碳化硅陶瓷、玻璃中的一种或其中几种的混合物。
本发明涉及的复合防刺片材，包括织物2及涂覆在织物表面的复合涂层1，其特征在于：所述粘结基体材料3选自乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚氨酯预聚体、丁氰橡胶、苯乙烯-丁二烯共聚物、丁苯橡胶、聚苯硫醚、聚脲、环氧树脂、酚醛树脂、不饱和聚酯树脂中的一种或其中几种的组合。
本发明涉及的复合防刺片材，包括织物2及涂覆在织物表面的复合涂层1，其特征在于：所述纤维织物2选自玻璃纤维、芳纶纤维、超高分子量聚乙烯纤维、聚丙烯纤维、高强尼龙纤维、锦纶纤维、涤纶纤维、棉纤维中的一种或其中几种的混纺纤维。
本发明涉及的复合防刺片材，包括织物2及涂覆在织物表面的复合涂层1，其特征在于：所述纤维织物2选自平纹、斜纹、缎纹、篮纹、席纹、缝编织物中的一种。
本发明涉及的防弹防刺复合材料, 由n层复合防刺片材迭合而成，n介于2～50之间，各层片材的组分和结构彼此独立。
本发明涉及的复合防刺片材，复合涂层1表面可以涂装饰性涂层，以达到美观效果；也可以涂装功能性涂层，使之具有隐身、防辐射等功能效果。
本发明涉及的复合防刺片材，具有良好的防刺能力，多层使用时效果更佳，并具有防弹功能，经多层迭合作为防弹防刺复合材料，具有优异的防弹、防刺性能，与传统材料相比，在同等防护级别下，可大幅度减轻装备重量，减小厚度，降低成本；在同等重量条件下，大幅度提高防护性能。
本发明涉及的复合防刺片材及防弹防刺复合材料，适用于士兵、警察、各类安保人员及特殊群体的人身防护用防弹衣、防刺服或防弹防刺服的防护内胆，也可用于制作加工防爆毯、防爆帐篷等防护装具。
附图说明
下面结合实施例对本发明提出的技术方案进行进一步说明，但不作为对技术方案的限制。任何一种可以实现本发明的技术方法均构成本发明涉及技术方案的一部分。
图1 复合涂层的结构示意图
图2 单面涂敷复合涂层的防刺片材的结构示意图
图3 双面涂敷复合涂层的防刺片材的结构示意图
图4 织物为多层复合结构的复合防刺片材的结构示意图
图5 涂有两层涂层的复合防刺片材的结构示意图
其中：1-复合涂层，2-纤维织物，3-粘结基体，4-微珠材料。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明提出的技术方案进行进一步说明，但不作为对技术方案的限制。任何一种可以实现本发明的技术方法均构成本发明涉及技术方案的一部分。
实 施 例 一
单面涂敷复合涂层的复合防刺片材，结构如附图2所示。
取100g南京德缘科技有限公司产聚苯硫醚，溶于100g二甲苯中，制成胶液，将11g粒径为10nm的玻璃微珠（廊坊宏远玻璃珠有限公司产）分2次加入到胶液中，缓慢搅拌均匀，制得复合涂层1胶液。取一块（200×200）mm大小、厚度为0.05mm的棉纤维三向缝编布（广州圣纤雅有限公司产，面密度120g/m2）作为织物2，用聚酯膜作脱模材料。
将三向缝编布平铺在聚酯膜上，用毛刷蘸取胶液均匀地涂刷在织物上，晾至表干后，在1.0MPa、130℃条件下，控制片材厚度为0.1mm，保温1.0hr成型，冷却至40℃以下脱模，得到面密度为200g/m2的复合防刺片材。复合涂层1中微珠材料质量含量约为10%。
制成的一层复合防刺片材，可防小型刀具穿刺、切割，防刺性能达到NIJ0115.00 Level 
级，可用于制备防刺手套、防刺衣帽、防割帐篷。
实 施 例 二
单面涂敷复合涂层的复合防刺片材及防弹防刺复合材料，结构如附图2所示。
取10g众奔橡塑上海有限公司产乙烯-醋酸乙烯共聚物E20（VA含量：20%）溶于100g溶剂汽油（200#）中，将23g粒径为50nm、壁厚为10nm的空心氧化铝陶瓷微珠分2次加入到胶液中，缓慢搅拌均匀，制得复合涂层1胶液。取一块（200×200）mm、厚度为0.1mm的超高分子量聚乙烯平纹布（面密度180g/m2）作为织物2，聚酯膜作脱模材料。
将聚乙烯平纹布平铺在聚酯膜，将配好的复合胶液均匀地涂刷在织物上，晾至表干后，在1.5MPa、160℃条件下，控制片材固化厚度为0.2mm，保温1.5hr成型，冷却至40℃以下脱模，得到面密度为250g/m2的复合防刺片材。复合涂层中微珠材料质量含量为67%。
将50张上述复合防刺片材迭合在一起组成防弹防刺复合材料，可防匕首、三棱刮刀大力刺切，防刺性能达到NIJ0115.00 Level 4级；可有效防护79式微型冲锋枪发射的51式弹，防弹性能达到GA141-2010 3级。可用于制备防刺服、防弹衣、防弹防刺服，质地柔软、穿着舒适。
实 施 例 三
双面涂敷复合涂层的复合防刺片材及防弹防刺复合材料，结构如附图3所示。
取50g淄博恒久橡塑科技有限公司产聚氨酯预聚体ZB1880，将其溶于100g甲苯中，制成胶液，将50g粒径为80um的实心碳化硅陶瓷微珠平均分3次加入到胶液中，缓慢搅拌均匀，将5gMOCA加热融化后加入到胶液中，缓慢搅拌均匀，制得复合涂层1胶液。取一块（200×200）mm大小、厚度为3.0mm的芳纶纤维篮纹织物（面密度200g/m2）作为纤维织物2，用聚酯膜作脱模材料。
将纤维织物2平放在聚酯膜上。用喷胶机将混合均匀的胶液均匀地喷涂在织物上，晾至表干后，在1.0MPa、130℃条件下，控制片材厚度为2.0mm，保温0.5hr成型，冷却至40℃以下脱模，得到面密度为330g/m2的复合防刺片材一。复合涂层1中微珠材料质量含量为47.6%。
取100g AMP-100弹性体聚脲树脂，将50g粒径为80um、壁厚为30um的空心氮化硅陶瓷微珠平均分5次加入到胶液中，缓慢搅拌均匀，制得复合涂层1胶液。用喷胶机将其均匀喷涂在复合防刺片材一的未涂胶面上，晾至表干，在1.0MPa、120℃条件下，控制片材厚度为3.0mm，保温0.5hr成型，冷却至40℃以下脱模，得到面密度为430g/m2的复合防刺片材。复合涂层1中微珠材料质量含量为33.3%。
按上述工艺制备两张复合防刺片材，将其迭合在一起组成防弹防刺复合材料，可防匕首、三棱刮刀刺切，防刺性能达到NIJ0115.00 Level 3级；可有效防护54手枪发射的51式弹，防弹性能达到NIJ0101.06 Level 
A级。可用于制作防弹防刺服、防爆毯、防爆围栏。
实 施 例 四
单面涂敷两层不同复合涂层的复合防刺片材及防弹防刺复合材料，结构如附图5所示。
取100g上海强盛化工有限公司生产的羧基丁氰胶乳(固含60%)，将60g粒径为100um、壁厚为40um的空心碳化硅陶瓷微珠平均分3次加入到胶液中，缓慢搅拌均匀，制得复合涂层1a胶液。取一块（200×200）mm大小、厚度为1.0mm的高强尼龙纤维缎纹织物（面密度400g/m2）作为纤维织物2，用聚酯膜作脱模材料。
将纤维织物2平放在聚酯膜上，用细毛刷蘸取混合均匀的胶液均匀地涂刷在玻璃纤维平纹织物上，待胶液流平后，在1.0MPa、130℃条件下，控制片材厚度为2.0mm，保温1.0hr成型，冷却至40℃以下脱模，复合涂层中微珠材料质量含量为50%。
取200g南昌长兴化工实业有限公司生产的196不饱和聚酯树脂胶液，将60g粒径为50um的实心铬刚玉陶瓷微珠平均分3次加入到胶液中，缓慢搅拌均匀，制得复合涂层1b胶液。用细毛刷将该胶液均匀地涂刷在复合涂层1a上，待胶液流平后，在1.0MPa、150℃条件下，控制片材总厚度为4.0mm，保温1.0hr成型，冷却至40℃以下脱模，得到面密度为600g/m2的复合防刺片材,复合涂层1b中微珠材料质量含量为28%。
按上述工艺制备10张复合防刺片材，将其迭合在一起组成防弹防刺复合材料，可防匕首、三棱刮刀大力刺切，防刺性能达到NIJ0115.00 Level 3级；可有效防护79式微型冲锋枪发射的51-1式弹，防弹性能达到GA141-2010 4级。可用于制作防弹防刺服、防爆毯、防爆围栏。
实 施 例 五
由两种复合防刺片材交叉迭合组成的防弹防刺复合材料。
取100g青岛伟谰化工科技有限公司生产的丁苯胶乳(固含70%)，将50g粒径为80um、壁厚为10um的空心氮化硅陶瓷微珠平均分3次加入到胶液中，缓慢搅拌均匀，制得复合涂层1胶液。取一块（200×200）mm大小、厚度为0.2mm的高强玻璃纤维斜纹织物（面密度200g/m2）作为纤维织物2，用聚酯膜作脱模材料。
将纤维织物2平放在聚酯膜上，用喷胶机将混合均匀的胶液均匀地喷涂在织物上，晾至表干后在1.0MPa、150℃条件下，控制片材总厚度为1.0mm，保温0.5hr成型，冷却至40℃以下脱模，得到面密度为350g/m2的复合防刺片材一,复合涂层中微珠材料质量含量为41.7%。
取100g上海凯万化工有限公司生产的苯乙烯-丁二烯共聚物，与200g苯乙烯配成胶液，将60g粒径为50nm的实心锆刚玉陶瓷微珠平均分3次加入到胶液中，缓慢搅拌均匀，制得复合涂层1胶液。
用喷胶机将混合均匀的胶液均匀地喷涂在（200×200）mm大小、厚度为0.2mm的涤纶缝编织物（面密度300g/m2）上，在1.5MPa、120℃条件下，控制片材总厚度为2.0mm，保温0.5hr成型，冷却至30℃以下脱模，得到面密度为540g/m2的复合防刺片材二,复合涂层中微珠材料质量含量为37.5%。
按上述工艺制备复合防刺片材一、复合防刺片材二各10张，并交替迭合铺放在一起组成防弹防刺复合材料，可防匕首、三棱刮刀刺切，防刺性能达到NIJ0115.00 Level 2级别；可有效防护54式手枪发射的51式弹，可用于制作防弹防刺服、防爆毯、防爆围栏。
实 施 例 六
含有复合在一起的两层纤维织物的复合防刺片材及其防弹防刺复合材料，结构如附图4所示。
取一块（200×200）mm大小、厚度为2.0mm的聚丙烯纤维席纹织物（面密度300g/m2）作为纤维织物2a，取一块（200×200）mm大小、厚度为1.0mm的锦纶缝编织物（面密度200g/m2）作为纤维织物2b，用聚酯膜作脱模材料。
取300g上海强盛化工有限公司生产的羧基丁氰胶乳(固含60%)，将100g粒径为20um、壁厚为50nm的空心氧化铝陶瓷微珠分3次加入到胶液中，缓慢搅拌均匀，制得复合涂层1胶液。
将纤维织物2a平放在聚酯膜上，取100g上海强盛化工有限公司生产的羧基丁氰胶乳(固含60%)，均匀涂于织物2a上，制得粘接层5，将纤维织物2b放置于粘接层5上。用喷胶机将混合均匀的复合涂层1胶液均匀地喷涂在织物2b上，在1.5MPa、120℃条件下，控制片材总厚度为5.0mm，保温1.5hr成型，冷却至30℃以下脱模，得到面密度为980g/m2的复合防刺片材,复合涂层中微珠材料质量含量为35.7%。
按上述工艺制备复合防刺片材5张，将其迭合在一起，可防匕首、三棱刮刀刺切，防刺性能达到NIJ0115.00 Level 2级别；可有效防护54式手枪发射的51式弹，可用于制作防爆毯、防爆围栏。
Claims (11)
1.一种复合防刺片材，包括织物(2)及涂覆在织物表面的复合涂层(1)，其特征在于：复合涂层(1)由粘结基体材料(3)和分散其中的微珠材料(4)组成，微珠材料(4)在涂层中的质量份数介于10％～70％之间。
2.权利要求1涉及的复合防刺片材，其特征在于：织物(2)单面涂覆复合涂层(1)。
3.权利要求1涉及的复合防刺片材，其特征在于：织物(2)双面涂覆复合涂层(1)，各涂层组成和/或结构彼此独立。
4.权利要求1～3涉及的任一复合防刺片材，其特征在于：所述织物(2)为由粘接层(5)粘合在一起的两层或多层织物(2)的复合结构，各层组成和/或结构彼此独立。
5.权利要求4涉及的复合防刺片材，其特征在于：所述粘接层(5)中填充微珠材料。
6.权利要求1～3涉及任一的复合防刺片材，其特征在于：所述复合涂层(1)为两层或两层以上不同组成和/或结构涂层组成的复合结构。
7.权利要求1～3涉及的任一复合防刺片材，其特征在于：片材厚度介于(0.1～5)mm之间。
8.权利要求1～3涉及任一复合防刺片材，其特征在于：所述微珠材料(4)为粒径介于10nm～100um之间的空心或实心微珠中的一种或其中几种不同规格的混合物。
9.权利要求1～3涉及的任一复合防刺片材，其特征在于：所述微珠材料(4)选自玻璃微珠和/或陶瓷微珠中的一种或其中几种的混合物。
10.权利要求1～3涉及的任一复合防刺片材，其特征在于：所述微珠材料(4)选自氧化铝陶瓷、氮化硅陶瓷、铬刚玉陶瓷、锆刚玉、碳化硅陶瓷、玻璃中的一种或其中几种的混合物。
11.一种防弹防刺复合材料，由n层复合防刺片材迭合而成，n介于2～50之间，各层片材的组分和结构彼此独立。
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Application publication date: 20120613 |