CN105316951A - 一种非金属防刺材料的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种非金属防刺材料的制备方法，将液体树脂和陶瓷颗粒按1：（0.5-1.5）的质量比混合均匀得到混合液，向混合液中加入稀释剂，稀释剂与混合液的质量比（0.3-0.6）：1，混合后搅拌10-30分钟，得到胶液；将得到的胶液均匀的浸蘸涂覆到非金属防弹基材上，经干燥后得到含胶量30-60wt%的预浸布；将预浸布塑化成形，得到柔软的非金属防刺材料。本发明采用常温下为液态的液体尼龙作浸胶树脂，浸蘸涂覆更加方便、简单且成熟，大大提高了防刺材料生产的质量稳定性。本发明在树脂中加入陶瓷颗粒，充分发挥了陶瓷材料的高硬度、高强度、耐磨、比重小的优点，使制备的防刺材料防刺性能显著提高。
Description
技术领域
本发明属于防护材料领域，具体涉及一种非金属防刺材料的制备方法。
背景技术
随着经济社会的不断发展，防刺装备、防弹防刺装备的应用领域越来越广，装备数量越来越多，与此同时，装备人员对产品的穿戴舒适性、灵活性的要求也越来越高。目前国内外市场上装备的防刺产品主要是由金属制成的硬质和非金属防弹织物与热固性树脂复合而成的半硬质材料制成，完全意义上的软质防刺产品一般是由多层芳纶或超高分子聚乙烯纤维织造而成，存在厚度大，质量重，成本高，灵活性舒适性差等缺点。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种灵活性好、舒适度高、轻便且防刺性能好的非金属防刺材料的制备方法。
为了实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：
一种非金属防刺材料的制备方法，该方法包括以下步骤：
步骤一、选用厚度0.10-0.40mm，面密度150-500g/m2的非金属防弹材料作防刺材料基材，选用液体树脂作浸胶树脂，选用陶瓷颗粒作防刺增强材料；
步骤二、将液体树脂和陶瓷颗粒按1：（0.5-1.5）的质量比混合均匀得到混合液，向混合液中加入稀释剂，稀释剂与混合液的重量比（0.3-0.6）：1，混合后搅拌10-30分钟，得到胶液；
步骤三、将胶液均匀的浸蘸涂覆到非金属防弹基材上，经干燥后得到含胶量为30-60wt%的预浸布；
步骤四、将预浸布塑化成形，得到柔软的非金属防刺材料。
作为本发明进一步的改进，步骤一中所述的非金属防弹材料是芳纶纤维织物、超高分子聚乙烯纤维织物、碳纤维织物或玻璃纤维织物中的一种以上。
作为本发明进一步的改进，所述的液体树脂为液体尼龙或液体橡胶，所述液体树脂的固含量为15-50wt%。
作为本发明进一步的改进，所述的陶瓷颗粒2为碳化硅颗粒、氮化硅颗粒、氧化铝颗粒、氧化硅颗粒、氧化锆颗粒或氮化硼颗粒中的至少一种。
作为本发明进一步的改进，所述的陶瓷颗粒2的粒径大小为44-150μm。
作为本发明进一步的改进，步骤二中所述的稀释剂为工业甲醇。
作为本发明进一步的改进，步骤三中所述的浸蘸涂覆的胶液温度为20-40℃，自然干燥时间为3-12小时或人工干燥温度为50-80℃，时间为0.5-2小时。
作为本发明进一步的改进，步骤四中所述的预浸布的塑化温度为110-140℃，压力5-16Mpa，时间为5-15分钟；塑化完成后形成厚度为0.25-0.75mm，面密度为250-800g/m2防刺材料。
与现有技术相比，本发明所取得的有益效果如下：
1、本发明采用常温下为液态的液体尼龙作浸胶树脂，浸蘸涂覆更加方便、简单且成熟，大大提高了防刺材料生产的质量稳定性。
2、本发明在树脂中加入陶瓷颗粒，充分发挥了陶瓷材料的高硬度、高强度、耐磨、比重小的优点，使制备的防刺材料防刺性能显著提高。
3、本发明选用尼龙热塑性树脂，与芳纶织物具有相同的分子结构，使树脂与纤维基材结合强度更加牢固，更能充分发挥出芳纶纤维强度高这一优良特性，同时尼龙本身强度在热塑性树脂中就很突出，且柔软性能极好，制备的防刺材料柔软度更高。
4、采用本发明制备的防刺材料多层叠合后，能有效防护刀刺、刀砍，与其它防弹材料如芳纶、超高分子聚乙烯、碳纤维等纤维机织布、无纬布合理组合后，还能起到防弹防刺效果。
附图说明
图1为本发明制备的防刺材料的截面结构示意图。
在附图中：
1非金属防弹基材层、2陶瓷颗粒、3树脂。
具体实施方式
以下结合附图1对本发明进行进一步详细的叙述。
实例1
步骤一、选用芳纶机织布作防刺材料基材，面密度为195g/m2、厚度0.15mm、芳纶纤维纤度为1000D（纤维产地美国杜邦，天津中纺新材料科技有限公司）；选用液体尼龙作浸胶树脂，固体含量25wt%（购自北京郁懋化工有限公司）；选用碳化硅颗粒作防刺增强颗粒，粒径为124μm（购自唐山鑫冶碳化硅有限公司）；
步骤二、将液体尼龙树脂、碳化硅颗粒按1：1的质量比混合均匀，再向混合液中加入工业甲醇稀释剂（购自石家庄鑫研化工有限公司），稀释剂与混合液的质量百分比为50：100，充分搅拌15分钟后得到胶液；
步骤三、将步骤二中配制好的树脂溶液均匀的浸蘸涂覆到芳纶机织布基材上，经8小时自然干燥得到预浸布，预浸布中胶体（含陶瓷颗粒）质量百分含量为50wt%；
步骤四、将预浸布放入平板硫化机上塑化，塑化温度135℃、压力10Mpa、时间15分钟，得到厚度为0.35mm，面密度为390g/m2的非金属防刺材料。
将20层本实例制得的非金属防刺材料叠层后加2mm软质无纺布及5mm缓冲材料制成防刺试片进行防穿刺试验，结果显示，防刺试片能防住GA68-2008《警用防刺服》标准中试验刀具的24J能量的有效冲击。
实例2
步骤一、选用芳纶机织布作防刺材料基材，面密度为195g/m2、厚度0.15mm，芳纶纤维纤度为1000D（纤维产地美国杜邦，天津中纺新材料科技有限公司）；选用液体尼龙作浸胶树脂，固体含量25wt%（购自北京郁懋化工有限公司）；选用碳化硅颗粒作防刺增强颗粒，粒径为124μm（购自唐山鑫冶碳化硅有限公司）；
步骤二、将液体尼龙树脂、碳化硅颗粒按1：0.9的质量比混合均匀，再向混合液中加入工业甲醇稀释剂（购自石家庄鑫研化工有限公司），稀释剂与混合液的质量百分比为60：100，充分搅拌15分钟后得到胶液；
步骤三、将步骤二中配制好的树脂溶液均匀的浸蘸涂覆到芳纶机织布基材上，放入65℃的电烘箱内，经2小时人工干燥得到预浸布，预浸布中胶体（含陶瓷颗粒）质量百分含量为45wt%；
步骤四、将预浸布放入平板硫化机上塑化，塑化温度125℃、压力8Mpa、时间20分钟，得到厚度0.33mm、面密度为355g/m2的非金属防刺材料；
将22层本实例制得的非金属防刺材料叠层后加5mm软质缓冲材料制成防刺试片进行防穿刺试验，结果显示，防刺试片能防住GA68-2008《警用防刺服》标准中试验刀具的24J能量的有效冲击。
实例3
步骤一、选用芳纶机织布作防刺材料基材，面密度为410g/m2、厚度为0.35mm、芳纶纤维纤度为800D（纤维产地美国杜邦，天津中纺新材料科技有限公司）；选用液体尼龙作浸胶树脂，固体含量25wt%（购自北京郁懋化工有限公司）；选用碳化硅颗粒作防刺增强颗粒，粒径为100μm（购自唐山鑫冶碳化硅有限公司）；
步骤二、将液体尼龙树脂、碳化硅颗粒按1：1的质量比混合均匀，再向混合液中加入工业甲醇稀释剂（购自石家庄鑫研化工有限公司），稀释剂与混合液的质量百分比为50：100，充分搅拌15分钟后得到胶液；
步骤三、将步骤二中配制好的树脂溶液均匀的浸蘸涂覆到芳纶机织布基材上，经8小时自然干燥得到预浸布，预浸布中胶体（含陶瓷颗粒）质量百分含量为50wt%；
步骤四、将预浸布放入平板硫化机上塑化，塑化温度135℃、压力10Mpa、时间15分钟，得到厚度0.70mm、面密度为820g/m2的非金属防刺材料；
将10层本实例制得的非金属防刺材料叠层后加2mm软质无纺布及5mm缓冲材料制成防刺试片进行防穿刺试验，结果显示，防刺试片能防住GA68-2008《警用防刺服》标准中试验刀具的24J能量的有效冲击。
实例4
步骤一、选用芳纶机织布作防刺材料基材，面密度为410g/m2、厚度0.35mm、芳纶纤维纤度为800D（纤维产地美国杜邦，天津中纺新材料科技有限公司）；选用液体尼龙作浸胶树脂，固体含量25wt%（购自北京郁懋化工有限公司）；选用碳化硅颗粒作防刺增强颗粒，粒径为100μm（购自唐山鑫冶碳化硅有限公司）；
步骤二、将液体尼龙树脂、碳化硅颗粒按1：0.9的质量比混合均匀，再向混合液中加入工业甲醇稀释剂（购自石家庄鑫研化工有限公司），稀释剂与混合液的质量百分比为60：100，充分搅拌15分钟后得到胶液；
步骤三、将步骤二中配制好的树脂溶液均匀的浸蘸涂覆到芳纶机织布基材上，放入65℃的电烘箱内，经2小时人工干燥得到预浸布，预浸布中胶体（含陶瓷颗粒）质量百分含量为45wt%；
步骤四、将预浸布放入平板硫化机上塑化，塑化温度125℃、压力8Mpa、时间20分钟，得到厚度0.65mm、面密度为750g/m2的非金属防刺材料；
将11层本实例制得的非金属防刺材料叠层后加5mm软质缓冲材料制成防刺试片进行防穿刺试验，结果显示，防刺试片能防住GA68-2008《警用防刺服》标准中试验刀具的24J能量的有效冲击。
实例5
步骤一、选用芳纶机织布作防刺材料基材，面密度为195g/m2、厚度为0.15mm、芳纶纤维纤度为1000D（纤维产地美国杜邦，天津中纺新材料科技有限公司）；选用液体尼龙作浸胶树脂，固体含量25wt%（购自北京郁懋化工有限公司）；选用碳化硅颗粒作防刺增强颗粒，粒径为124μm（购自唐山鑫冶碳化硅有限公司）；
步骤二、将液体尼龙树脂、碳化硅颗粒按1：1的质量比混合均匀，再向混合液中加入工业甲醇稀释剂（购自石家庄鑫研化工有限公司），稀释剂与混合液的质量百分比为50：100，充分搅拌15分钟后得到胶液；
步骤三、将步骤二中配制好的树脂溶液均匀的浸蘸涂覆到芳纶机织布基材上，经8小时自然干燥得到预浸布，预浸布中胶体（含陶瓷颗粒）质量百分含量为50wt%；
步骤四、将预浸布放入平板硫化机上塑化，塑化温度135℃、压力10Mpa、时间15分钟，得到厚度0.35mm、面密度为390g/m2的非金属防刺材料；
将10层本实例制得的非金属防刺材料、28层面密度195g/m2的芳纶无纬布（上海协孚合纤复合材料有限公司）和1层厚度0.5mm的PC板（广东国伟兴塑胶科技有限公司）以及5mm缓冲材料制成防弹防刺试片进行防弹防穿刺试验，结果显示，试片能防住GA68-2008《警用防刺服》标准中试验刀具的24J能量的有效冲击，试片能防止GA141-2010《警用防弹衣》标准中54手枪发射的6.12mm51式子弹的冲击。
实例6
步骤一、选用芳纶机织布作防刺材料基材，面密度为195g/m2、厚度0.15mm、芳纶纤维纤度为1000D（纤维产地美国杜邦，天津中纺新材料科技有限公司）；选用液体尼龙作浸胶树脂，固体含量25wt%（购自北京郁懋化工有限公司）；选用碳化硅颗粒作防刺增强颗粒，粒径为124μm（购自唐山鑫冶碳化硅有限公司）；
步骤二、将液体尼龙树脂、碳化硅颗粒按1：0.9的质量比混合均匀，再向混合液中加入工业甲醇稀释剂（购自石家庄鑫研化工有限公司），稀释剂与混合液的质量百分比为60：100，充分搅拌15分钟后得到胶液；
步骤三、将步骤二中配制好的树脂溶液均匀的浸蘸涂覆到芳纶机织布基材上，放入65℃的电烘箱内经2小时人工干燥得到预浸布，预浸布中胶体（含陶瓷颗粒）质量百分含量为45wt%；
步骤四、将预浸布放入平板硫化机上塑化，塑化温度125℃、压力8Mpa、时间20分钟，得到厚度0.33mm、面密度为355g/m2的非金属防刺材料；
将10层本实例制得的非金属防刺材料、38层面密度120g/m2的PE无纬布（常熟永利坚复合材料有限公司）和1层厚度0.5mm的PC板（广东国伟兴塑胶科技有限公司）以及5mm缓冲材料制成防弹防刺试片进行防弹防穿刺试验，结果显示，试片能防住GA68-2008《警用防刺服》标准中试验刀具的24J能量的有效冲击，试片能防止GA141-2010《警用防弹衣》标准中54手枪发射的6.12mm51式子弹的冲击。
实例7
步骤一、选用芳纶机织布作防刺材料基材，面密度为410g/m2、厚度0.35mm、芳纶纤维纤度为800D（纤维产地美国杜邦，天津中纺新材料科技有限公司）；选用液体尼龙作浸胶树脂，固体含量25wt%（购自北京郁懋化工有限公司）；选用碳化硅颗粒作防刺增强颗粒，粒径为100μm（购自唐山鑫冶碳化硅有限公司）；
步骤二、将液体尼龙树脂、碳化硅颗粒按1：1的质量比混合均匀，再向混合液中加入工业甲醇稀释剂（购自石家庄鑫研化工有限公司），稀释剂与混合液的质量百分比为50：100，充分搅拌15分钟后得到胶液；
步骤三、将步骤二中配制好的树脂溶液均匀的浸蘸涂覆到芳纶机织布基材上，经8小时自然干燥得到预浸布，预浸布中胶体（含陶瓷颗粒）质量百分含量为50wt%；
步骤四、将预浸布放入平板硫化机上塑化，塑化温度135℃、压力10Mpa、时间15分钟，得到厚度0.70mm、面密度为820g/m2的非金属防刺材料；
将5层本实例制得的非金属防刺材料、28层面密度195g/m2的芳纶无纬布（上海协孚合纤复合材料有限公司）和1层厚度0.5mm的PC板（广东国伟兴塑胶科技有限公司）以及5mm缓冲材料制成防弹防刺试片进行防弹防穿刺试验，结果显示，试片能防住GA68-2008《警用防刺服》标准中试验刀具的24J能量的有效冲击，试片能防止GA141-2010《警用防弹衣》标准中54手枪发射的6.12mm51式子弹的冲击。
实例8
步骤一、选用芳纶机织布作防刺材料基材，面密度为410g/m2、厚度0.35mm、芳纶纤维纤度为800D（纤维产地美国杜邦，天津中纺新材料科技有限公司）；选用液体尼龙作浸胶树脂，固体含量25wt%（购自北京郁懋化工有限公司）；选用碳化硅颗粒作防刺增强颗粒，粒径为100μm（购自唐山鑫冶碳化硅有限公司）；
步骤二、将液体尼龙树脂、碳化硅颗粒按1：0.9的质量比混合均匀，再向混合液中加入工业甲醇稀释剂（购自石家庄鑫研化工有限公司），稀释剂与混合液的质量百分比为60：100，充分搅拌15分钟后得到胶液；
步骤三、将步骤二中配制好的树脂溶液均匀的浸蘸涂覆到芳纶机织布基材上，放入65℃的电烘箱内经2小时人工干燥得到预浸布，预浸布中胶体（含陶瓷颗粒）质量百分含量为45wt%；
步骤四、将预浸布放入平板硫化机上塑化，塑化温度125℃、压力8Mpa、时间20分钟，得到厚度0.65mm、面密度为750g/m2的非金属防刺材料；
将5层本实例制得的非金属防刺材料、38层面密度120g/m2的PE无纬布（常熟永利坚复合材料有限公司）和1层厚度0.5mm的PC板（广东国伟兴塑胶科技有限公司）以及5mm缓冲材料制成防弹防刺试片进行防弹防穿刺试验，结果显示，试片能防住GA68-2008《警用防刺服》标准中试验刀具的24J能量的有效冲击，试片能防止GA141-2010《警用防弹衣》标准中54手枪发射的6.12mm51式子弹的冲击。
以上所述实施方式仅为本发明的优选实施例，而并非本发明可行实施的穷举。对于本领域一般技术人员而言，在不背离本发明原理和精神的前提下对其所作出的任何显而易见的改动，都应当被认为包含在本发明的权利要求保护范围之内。
Claims (8)
1.一种非金属防刺材料的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
步骤一、选用厚度0.10-0.40mm，面密度150-500g/m2的非金属防弹材料作防刺材料基材，选用液体树脂作浸胶树脂，选用陶瓷颗粒作防刺增强材料；
步骤二、将液体树脂（3）和陶瓷颗粒（2）按1：（0.5-1.5）的质量比混合均匀得到混合液，向混合液中加入稀释剂，稀释剂与混合液的重量比（0.3-0.6）：1，混合后搅拌10-30分钟，得到胶液；
步骤三、将得到的胶液均匀的浸蘸涂覆到非金属防弹基材（1）上，经干燥后得到含胶量为30-60wt%的预浸布；
步骤四、将预浸布塑化成形，得到非金属防刺材料。
2.根据权利要求1所述的一种非金属防刺材料的制备方法，其特征在于：步骤一中所述的非金属防弹材料是芳纶纤维织物、超高分子聚乙烯纤维织物、碳纤维织物或玻璃纤维织物中的一种以上。
3.根据权利要求1所述的一种非金属防刺材料的制备方法，其特征在于：所述的液体树脂为液体尼龙或液体橡胶，所述液体树脂的固含量为15-50wt%。
4.根据权利要求1所述的一种非金属防刺材料的制备方法，其特征在于：所述的陶瓷颗粒（2）为碳化硅颗粒、氮化硅颗粒、氧化铝颗粒、氧化硅颗粒、氧化锆颗粒或氮化硼颗粒中的至少一种。
5.根据权利要求4所述的一种非金属防刺材料的制备方法，其特征在于：所述的陶瓷颗粒（2）的粒径大小为44-150μm。
6.根据权利要求1所述的一种非金属防刺材料的制备方法，其特征在于：步骤二中所述的稀释剂为工业甲醇。
7.根据权利要求1所述的一种非金属防刺材料的制备方法，其特征在于：步骤三中所述的浸蘸涂覆的胶液温度为20-40℃，自然干燥时间为3-12小时或人工干燥温度为50-80℃，时间为0.5-2小时。
8.根据权利要求1所述的一种非金属防刺材料的制备方法，其特征在于：步骤四中所述的预浸布的塑化温度为110-140℃，压力5-16Mpa，时间为5-15分钟；塑化完成后形成厚度为0.25-0.75mm，面密度为250-800g/m2防刺材料。
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| PB01 | Publication | ||
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Application publication date: 20160210 |
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |