CN104501659A - 用于制作柔性防刺材料的复合材料及防刺材料的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于制作柔性防刺材料的复合材料及防刺材料的制备方法，复合材料片材由片状的颗粒排列组成网状结构，颗粒与颗粒之间通过连接点或部分埋设于所连接颗粒内部的条形部连接，任意连接点的宽度为0.1-3mm，连接点的高度为0.1-3mm，相邻颗粒之间的间隙为0.1-2mm，颗粒的水平面尺寸为1-30mm，高度为0.1-5mm。颗粒边缘具有与颗粒平面垂直的凸缘，凸缘高出颗粒平面0.2-2mm，凸缘的宽度为0.5-3mm。将上述复合材料片材粘结固化在基布上后将其连接点全部打断可以得到具有良好透气性的柔性防刺材料。颗粒与颗粒之间通过连接点相连使整个复合材料片材有机的成为一个整体，并且能够保证颗粒之间的间隙准确均匀，不会相互错位滑动。

Description

用于制作柔性防刺材料的复合材料及防刺材料的制备方法
[技术领域]
本发明涉及防刺服材料以及制备方法，特别是涉及用于制作柔性防刺的复合材料及防刺材料的制备方法。
[背景技术]
近些年来，恐怖袭击与暴力事件在国内外时有发生，人们越来越意识到自身安全防护的重要性，国家也加大了对安全防护领域的支持力度。防刺服是有效保护广大公安干警和安保人员人身安全的防护装备。而随着人们对防护服装性能要求的提高，迫切需要重量轻便、舒适柔软、灵活透气的新型防刺材料。
目前市场上比较成熟的产品是硬质防刺服与软质防刺服。
硬质防刺服的内芯基本由特种钢、钛合金等金属板或金属片拼接、搭嵌或粘合而成，这种防刺服防刺性能优异，但是坚硬笨重，灵活性差。软质防刺服一般采用芳纶、高强聚乙烯加工成涂层的无纬布制成，防刺性能良好，有一定的柔软性，但是厚度较厚，成本高昂，没有有效的推广开来。因此，开发重量轻便、舒适柔软、价格适宜的防刺材料成了当务之急。
[发明内容]
本发明的主要目的在于改善防刺材料的透气性问题。
本发明的另一目的在于增加防刺材料的防刺性能。
为了实现上述目的，发明用于制作柔性防刺材料的复合材料，复合材料片材由片状的颗粒排列组成网状结构，颗粒与颗粒之间通过连接点或部分埋设于所连接颗粒内部的条形部分连接，任意连接点的宽度为0.1-3mm，连接点的高度为0.1-3mm，相邻颗粒之间的间隙为0.1-2mm，颗粒的水平面尺寸为1-30mm，高度为0.1-5mm。
颗粒与颗粒之间通过连接点相连使整个复合材料片材有机的成为一个整体，并且能够保证颗粒之间的间隙准确均匀，不会相互错位滑动。复合材料片材粘结固化在基布面料上之后，再掰断或消除连接点，这样确保成型之后的防刺材料具有良好的柔软性能和透气性能。
该复合材料具有如下优化方案：
颗粒边缘具有与颗粒平面垂直的凸缘，凸缘高出颗粒平面0.2-2mm，凸缘的宽度为0.5-3mm。复合材料片材颗粒独特的“凸缘”状结构，大大降低了尖锐刀具穿刺到缝隙当中的概率，并加强了颗粒边缘强度不够这一薄弱环节。
所述的颗粒边缘具有凸缘状结构，凸缘结构内的颗粒表面为平面、加筋结构或粗糙表面。图形如图2、图3所示，还可以在片状颗粒表面进行防滑打磨，或通过刻蚀或切割方法形成凹槽。
所述的复合材料片材所述的条形部分为复合材料、高分子材料或金属材料。
所述的复合材料片材中片状颗粒的形状可以是圆形、三角形、四边形、五边形、多边形(包括不规则多边形)的一种或多种组合。
所述的复合材料片材中片状颗粒的排列方式可以为矩阵式、错位式、多样式、多尺寸式以及多样式多尺寸式排列、组合构成不同图形。典型图案如图2-4所示。
所述的复合材料片材的成型方法可以为注塑成型，也可以对板材进行刻蚀、激光切割等得到。
所述的复合材料片材可以是聚碳酸酯、聚酰胺、ABS、丙烯酸等热塑性树脂中的一种或几种，也可以是利用增强剂、增韧剂、阻燃剂、色粒、硬质颗粒、纳米颗粒中的一种或几种改性的改性树脂，还可以是树脂基体与玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维、玄武岩纤维等复合成的纤维增强复合材料片材。
所述的基布面料可以是PET、PA等化纤面料(包括机织、针织、非织和编织等)，也可以是超高分子量聚乙烯纤维、芳纶纤维等制成的织物。
所述的胶粘剂可以为聚烯烃、聚氨酯、不饱和聚酯、聚丙烯酸酯、环氧树脂、聚酯树脂等中的一种或几种的液态胶水，也可以是EVA、TPR等的固态热熔胶棒，或是胶粉。
本发明还包括一种柔性防刺材料的制作方法，将上述复合材料固化在基布上后将其连接点全部打断或消除。
基布面料可以是PET、PA、聚乙烯纤维或芳纶纤维制成的织物。
本发明的复合材料可以用来加工生产防刺服等特种防护服装，供公安、民警、保安、城管、玻璃加工行业等领域人员穿着，也可以制作防刺手套、护膝、护臂、耐切割皮包等防护产品，应用范围广。
[附图说明]
图1为新型柔性防刺复合材料截面示意图；
图2为六边形颗粒组成的复合材料片材示意图；
图3为六边形颗粒(表面带有加筋图案)组成的复合材料片材示意图；
图4为圆形颗粒组成的复合材料片材示意图；
图中1.颗粒2.连接点。
[具体实施方式]
为了使本发明更加清楚，下面将结合具体实施例对本发明做进一步的详细说明，实施例仅用于解释而不用于限定本发明的保护范围。
实施例1
采用尼龙平纹牛津布面料作为基布，面密度为240g/m2，经纬密度为236×188(根/10cm)。复合材料片材按照图2设计加工而成，六边形边长为6mm，颗粒高度为2mm，颗粒间隙为0.5mm，颗粒边缘的高度(即凸缘高度)为0.5mm，宽度为1mm。复合材料片材由尼龙玻纤制备而成，玻纤含量30％，并在里面添加质量分数为3％的增强剂、质量分数为4％的色粒等助剂。采用4层这种新型防刺复合材料交错叠层，然后各层边缘之间相互稀疏缝合，制成防护体(防刺内胆)。用这种防护体加工制备的规格175cm、90A的防刺服总重为2.4kg，厚度为9.6mm。本防刺服根据公安部《GA68-2008》标准按照24J能量进行穿刺测试，结果表明防刺服完全符合标准中所规定的各项技术要求。
所述的新型柔性防刺复合材料的制备过程如下:
1、把规定尺寸的复合材料片材放在网框上，网框放在回收槽上。
2、利用自动涂胶设备对复合材料片材表面进行涂胶，按照编程设计好的程序进行移位，移动速率为20mm/s；喷嘴均匀喷出雾状的粘结剂，流量为18mm/s，喷洒范围为直径50mm的圆形区域。
3、当整个复合材料片材表面均匀镀上一层粘结剂之后，铺上尼龙牛津布面料，并用胶辊轻轻的把面料辊平。
4、常温下24个小时或80度下6个小时，复合材料片材固化在尼龙牛津布上。
5、最后，采用自制的辊压机，把颗粒之间的连接点弄断，从而制备出新型柔性防刺复合材料。
实施例2
采用涤纶平纹牛津布面料作为基布，面密度为220g/m2，经纬密度为212×160(根/10cm)。复合材料片材按照图3设计加工而成，六边形边长为8mm，颗粒高度为1.8mm，颗粒间隙为0.3mm，颗粒边缘的高度(即凸缘高度)为0.5mm，宽度为1mm，加筋部分高度是0.5mm，宽度为1mm。复合材料片材由ABS树脂制备而成，并添加质量分数为8％的增韧剂、质量分数为5％的色粒等助剂。采用4层这种新型防刺复合材料交错叠层，然后各层边缘之间相互稀疏缝合，制成防护体(防刺内胆)。用这种防护体加工制备的规格175cm、90A的防刺服总重为2.5kg，厚度为11.2mm。本防刺服根据公安部《GA68-2008》标准按照24J能量进行穿刺测试，结果表明防刺服完全符合标准中所规定的各项技术要求。
所述的新型柔性防刺复合材料的制备过程如下：
1、把规定尺寸的复合材料片材放在网框上，网框放在回收槽上。
2、利用自动涂胶设备对复合材料片材表面进行涂胶，按照编程设计好的程序进行移位，移动速率为16mm/s；喷嘴均匀喷出雾状的粘结剂，流量为20mm/s，喷洒范围为直径50mm的圆形区域。
3、当整个复合材料片材表面均匀镀上一层粘结剂之后，铺上尼龙牛津布面料，并用胶辊轻轻的把面料辊平。
4、常温下24个小时或80度下6个小时，复合材料片材固化在涤纶牛津布上。
5、最后，采用自制的辊压机，把颗粒之间的连接点弄断，从而制备出新型柔性防刺复合材料。
实施例3
采用尼龙平纹牛津布面料作为基布，面密度为230g/m2，经纬密度为192×144(根/10cm)。复合材料片材按照图4设计加工而成，圆形颗粒直径为8mm，颗粒高度为1.3mm，颗粒间隙为0.2mm，颗粒边缘的高度(即凸缘高度)为0.5mm，宽度为1mm。复合材料片材由尼龙碳纤制备而成，碳纤含量30％，并在里面添加质量分数为5％的增韧剂等助剂。采用4层这种新型防刺复合材料交错叠层，然后各层边缘之间相互稀疏缝合，制成防护体(防刺内胆)。用这种防护体加工制备的规格175cm、90A的防刺服总重为2.2kg，厚度为8.6mm。本防刺服根据公安部《GA68-2008》标准按照24J能量进行穿刺测试，结果表明防刺服完全符合标准中所规定的各项技术要求。
所述的新型柔性防刺复合材料的制备过程如下:
1、把规定尺寸的复合材料片材放在网框上，网框放在回收槽上。
2、利用自动涂胶设备对复合材料片材表面进行涂胶，按照编程设计好的程序进行移位，移动速率为25mm/s；喷嘴均匀喷出雾状的粘结剂，流量为20mm/s，喷洒范围为直径50mm的圆形区域。
3、当整个复合材料片材表面均匀镀上一层粘结剂之后，铺上尼龙牛津布面料，并用胶辊轻轻的把面料辊平。
4、常温下24个小时或80度下6-12个小时，复合材料片材固化在尼龙牛津布上。
5、最后，采用自制的辊压机，把颗粒之间的连接点弄断，从而制备出新型柔性防刺复合材料。

Claims (10)

1.一种用于制作柔性防刺材料的复合材料，其特征在于复合材料片材由片状的颗粒排列组成网状结构，颗粒与颗粒之间通过连接点或部分埋设于所连接颗粒内部的条形部连接，任意连接点的宽度为0.1-3mm，连接点的高度为0.1-3mm，相邻颗粒之间的间隙为0.1-2mm，颗粒的水平面尺寸为1-30mm，高度为0.1-5mm。
2.如权利要求1所述的制作柔性防刺材料的复合材料，其特征在于颗粒边缘具有与颗粒平面垂直的凸缘，凸缘高出颗粒平面0.2-2mm，凸缘的宽度为0.5-3mm。
3.如权利要求1所述的制作柔性防刺材料的复合材料，其特征在于所述的颗粒边缘具有凸缘状结构，凸缘结构内的颗粒表面为平面、加筋结构或粗糙表面。
4.如权利要求1所述的制作柔性防刺材料的复合材料，其特征在于所述的复合材料片材所述的条形部为高分子材料、复合材料或金属材料。
5.如权利要求1所述的制作柔性防刺材料的复合材料，其特征在于所述的复合材料片材中片状颗粒的形状可以是圆形、三角形、四边形、五边形、多边形的一种或多种组合。
6.如权利要求1所述的制作柔性防刺材料的复合材料，其特征在于所述的复合材料片材中片状颗粒的排列方式可以为矩阵式、错位式、多样式、多尺寸式以及多样式多尺寸式排列、组合构成不同图形。
7.如权利要求1所述的制作柔性防刺材料的复合材料，其特征在于所述的复合材料片材的成型方法可以为注塑成型，也可以对板材进行刻蚀、激光切割得到。
8.如权利要求1所述的制作柔性防刺材料的复合材料，其特征在于所述的复合材料片材是聚碳酸酯、聚酰胺、ABS、丙烯酸热塑性树脂中的一种或几种，或是利用增强剂、增韧剂、阻燃剂、色粒、硬质颗粒、纳米颗粒中的一种或几种改性的改性树脂，或是树脂基体与玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维、玄武岩纤维复合成的纤维增强复合材料片材。
9.一种柔性防刺材料的制作方法，其特征在于将权利要求1的复合材料粘结固化在基布上后将其连接点全部打断或消除。
10.如权利要求9所述的柔性防刺材料的制作方法，其特征在于所述的基布面料是PET、PA、聚乙烯纤维或芳纶纤维制成的织物。
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