CN107635763A - 防弹复合材料 - Google Patents

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R.克莱因
D.泰勒
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Abstract

本公开涉及一种包括双模态粘合剂的防弹复合材料20，所述复合材料可以以其在短持续时间内并且在受控温度下暴露至低压的方式形成。更特定来说，复合材料20的双模态粘合剂允许该复合材料借助平床层压机形成，例如，该平床层压机可以比其它加工方法（例如钢带压力机）便宜。

Description

防弹复合材料
相关申请的交叉引用
本申请要求于2015年3月26日提出申请的悬而未决的美国临时申请序列号62/138,548的权益，其公开内容以全文引用方式并入本文中。
技术领域
本公开涉及一种借助双模态粘合剂形成的复合材料。特定来说，本公开涉及一种由多个纤维和双模态粘合剂形成的防弹复合材料和一种形成其的方法。
背景技术
防弹制品可以包含高强度纤维，其可以形成为各种制品，例如背心、头盔、车辆面板、额外服装制品和抵抗子弹、弹片和炮弹的穿透的用于军事或治安应用的额外物品。示例性高强度纤维是聚乙烯纤维、芳族聚酰胺纤维、石墨纤维、尼龙纤维、玻璃纤维以及类似物。对于许多应用（例如防弹服装制品），这些纤维可以用于织造或针织织物中。对于其它应用，这些纤维可以包封或嵌入聚合物基质材料中以形成织造或非织造复合材料。
硬或刚性护身服提供良好防弹性，但可能体积大且坚硬。因此，护身服服装（例如防弹背心）优选地由柔性或软盔甲材料形成。然而，虽然此类柔性或软盔甲具有良好防弹品质，但是这些材料可能还呈现低耐磨性，这影响盔甲的耐用性。另外，硬和软防弹制品必需经受可能使材料的防弹性降级的环境条件。例如，由于军事应用的性质，防弹制品可能暴露至多种可能使材料降级的环境条件，例如海水、汽油、枪支润滑剂和石油。如此，防弹制品形成为当暴露至环境条件或物质时抵抗此降级。
参考图1，一种用于生产软防弹护身服的方法是借助带式压力机，例如钢带压力机2。示例性地，钢带压力机2是等压钢带压力机或双带压力机，其包括第一带10、第二带12、支撑第一带10的第一多个辊4、支撑第二带12的第二多个辊6和温度单元8。如图1中所示，第一多个辊4沿顺时针方向旋转并且定位在第二多个辊6上方。相反，第二多个辊6沿逆时针方向旋转，其与第一多个辊4的顺时针方向旋转组合使复合材料14行进通过钢带压力机2。
复合材料14可以由高性能纤维和粘合剂组成。粘合剂可以至少部分由聚合物材料形成并且可以通过常规涂覆工艺（例如，铸造、分散）施加到这些纤维。
当复合材料14进入钢带压力机2时，第一和第二带10,12被配置成当复合材料14行进通过钢带压力机2时向复合材料14施加高达大约70巴或1,000 psi的连续压力。另外，复合材料14通过温度单元8，温度单元8包括加热部分8a和冷却部分8b。如此，复合材料14在被加热和冷却时接收来自第一和第二带10, 12的连续高压，这导致复合材料14中的高度压实和气隙减少。据信，来自钢带压力机2的压实去除复合材料14内的空隙和其它间隙，从而提供抵抗腐蚀和降级条件的平滑表面。
使用钢带压力机2来生产防弹复合材料14的缺点在于，由于钢带压力机2的高成本，与生产复合材料14相关联的成本可能很高。然而，被配置成向复合材料14施加压力、热和冷却的其它较便宜处理技术可以不被配置成施加类似水平的压力和/或连续压力。另外，通过这些较便宜加工技术生产的护身服和其它防弹材料应配置成经受被认为使此类复合材料的材料性质降级的环境条件（例如，燃料、盐水、湿度等）、而不损害其防弹性质。因此，需要一种生产可经受各种环境条件的软防弹制品的低成本方法。
发明内容
本公开提供一种防弹复合材料，其包括多个纤维和施加到这多个纤维的双模态粘合剂（bimodal binder）。
在其一种形式中，本公开提供一种包括多个纤维和施加到这多个纤维的双模态粘合剂的防弹复合材料。粘合剂包括具有熔化温度的晶体成分和具有软化温度的非晶成分。该晶体成分和非晶成分相对于彼此具有以下性质中的至少一者：(1) 所述晶体成分的所述熔化温度小于所述非晶成分的所述软化温度；(2) 在高于所述晶体成分的所述熔化温度的温度下，所述晶体成分的粘度小于所述非晶成分的粘度；以及(3) 在高于所述晶体成分的所述熔化温度的温度下，所述晶体成分的表面能小于所述非晶成分的表面能。
在某些实施例中，所述晶体成分是选自包括以下的群组的蜡材料：巴西棕榈蜡（carnauba wax）、硬脂酰胺蜡、聚乙烯蜡、石蜡、聚烯烃蜡和微晶蜡，并且所述非晶成分是选自包括以下的群组的聚合物材料：丙烯酸、聚氨酯、丁腈橡胶、丙烯腈-丁二烯共聚物和碳氟化合物。另外，这多个纤维可以包括聚乙烯。
在某些实施例中，这多个纤维限定至少第一纤维铺层（ply）和从第一纤维铺层90度取向的第二纤维铺层。
在某些实施例中，非晶成分包括双模态粘合剂的60-95 wt.%，并且晶体成分包括双模态粘合剂的5-40 wt.%。
在某些实施例中，所述晶体成分的所述熔化温度为约50-140°C。
在其另一形式中，本公开提供一种形成防弹复合材料的方法，其包括：提供在单向取向上的第一多个纤维；提供在单向取向上的第二多个纤维；以及提供具有非晶成分和晶体成分的粘合剂。该方法还包括：用所述粘合剂涂覆所述第一多个纤维；用所述粘合剂涂覆所述第二多个纤维；相对于所述第二多个纤维以90度角度定位所述第一多个纤维；将所述第一和第二多个纤维加热到所述晶体成分的熔化温度范围内的温度；当处于所述晶体成分的所述熔点范围内的温度时，向所述第一和第二多个纤维施加小于1巴的压力；以及冷却所述第一和第二多个纤维。
在某些实施例中，所述压力步骤包括借助平床层压机（flat-bed laminator）进行。
在某些实施例中，所述施加步骤包括在所述加热步骤期间向复合材料施加小于0.5 psi的第一压力，并且当复合材料处于所述晶体成分的所述熔点范围内的所述温度时施加10 psi – 300 psi的第二压力。
在某些实施例中，复合材料可以加热和/或冷却达低至0.01秒、0.50秒、1.0秒、1.5秒、2.0秒、2.5秒、3.0秒或多达1分钟、2分钟、3分钟、4分钟或5分钟或者由任一对前述值定界的任何范围。
还提供一种形成防弹复合材料的方法，其包括：
提供包括多个单向取向的第一纤维的第一纤维铺层，其中所述第一纤维涂覆有包括非晶成分和晶体成分的第一双模态粘合剂；
提供包括多个单向取向的第二纤维的第二纤维铺层，其中所述第二纤维涂覆有包括非晶成分和晶体成分的第二双模态粘合剂；
将所述第一纤维铺层和第二纤维铺层以堆叠布置定位；
将所述第一纤维铺层和所述第二纤维铺层加热到所述晶体成分的熔化温度范围内的温度；
当所述铺层处于所述晶体成分的所述熔化温度范围内的温度时，向所述第一纤维铺层并且向所述第二纤维铺层施加小于1巴的压力，由此所述第一纤维铺层和第二纤维铺层彼此附接并且从而形成防弹复合材料；以及
冷却所述第一纤维铺层和所述第二纤维铺层。
附图说明
结合附图，通过参考实施例的以下描述，本公开的上述和其它特征和优点以及其获得方式将变得显而易见并且将得以更好地理解，其中：
图1是等压钢带压力机和形成在其中的复合材料的示意性横截面视图；
图2是平床层压机的示意图；并且
图3是具有多个涂覆装置的延伸平床层压机的示意图。
具体实施方式
本公开涉及一种包括双模态粘合剂的防弹复合材料20，所述复合材料可以以其在短持续时间内并且在受控温度下暴露至低压的方式形成。更特定来说，复合材料20的双模态粘合剂允许该复合材料借助平床层压机形成，例如，其可以比其它加工方法（例如钢带压力机）便宜。
复合材料20包括嵌入双模态聚合物基质或粘合剂材料20b中的多个纤维20a（图3）。双模态粘合剂材料20b包括第一模式的非晶成分和第二模式的晶体成分，如本文中进一步详述。更特定来说，该非晶成分包括粘合剂材料20b的多数成分，并且可能与晶体成分不化学和/或物理相容。例如，如本文中进一步详述，至少非晶成分的软化温度（或另一选择为玻璃化转变温度）和材料结构不同于晶体成分。
A. 纤维材料
防弹复合材料20包括嵌入有双模态粘合剂材料20b的纤维材料20a。纤维材料20a由多个纤维形成，其中的每一者具有细长本体，其长度远大于宽度和厚度的横向尺寸。纤维材料20a的纤维的横截面可以是圆形、扁平或长方形。因此，术语“纤维”包括具有规则或不规则横截面的细丝、丝带、条带以及类似物。纤维材料20a的每一纤维还可以具有从纤维的线性或纵轴突出的规则或不规则多叶片横截面。
示例性纤维材料20a包括非织造交叉铺层的单向织物。更特定来说，纤维材料20a包括按交叉铺层配置取向的多个单向纤维铺层，其中纤维材料20a的第一铺层相对于相邻第二纤维铺层90度取向。每一铺层内的纤维彼此相邻且彼此平行，并且因此，按单向布置取向。在一个实施例中，每一纤维的直径可以为大约0.063英寸或1.588 mm。
纤维材料20a可以由聚乙烯纤维、芳族聚酰胺纤维、石墨纤维、尼龙纤维、玻璃纤维以及类似物组成。例如，在一个实施例中，纤维材料20a由超高分子量聚乙烯组成，例如Honeywell 1150-denier SPECTRA® Merge 95121 UHMWPE纤维和/或Honeywell 1300-denier SPECTRA® Merge 95159 UHMWPE纤维。纤维材料20a的每一纤维铺层可以具有从约15 g/m2至约250 g/m2、通常从约20 g/m2至约100 g/m2、并且通常从约25 g/m2至约70 g/m2、并且最优选地约35 g/m2的纤维面密度。该纤维面密度是指每单位面积仅纤维的重量（即，不包括粘合剂）。在2011年8月9日颁予的美国专利第7,994,075号和在2011年9月13日颁予的美国专利第8,017,530号中可能公开了纤维材料20a的额外细节，这些美国专利的完整公开内容以引用方式明确并入本文中。
B. 双模态粘合剂材料
双模态粘合剂材料20b施加到纤维材料20a以形成防弹复合材料20。如所属领域的技术人员已知的，示例性粘合剂材料20b是由具有可通过放大辨别的非晶相的非晶成分和具有可通过放大辨别的晶体相的晶体成分组成的双模态粘合剂。
1. 非晶成分
粘合剂材料20b的非晶成分特征在于非晶，因为其并不具有是晶体材料的特性的长程有序。缺少长程有序允许非晶成分是柔性的，这允许复合材料20中的柔性，并且当形成被配置成在被磨损时弯曲和移动的软护身服时可能是必需的。粘合剂材料20b的示例性非晶成分限定粘合剂材料20b的多数成分。例如，非晶成分可以包括粘合剂材料20b的总重量的至少55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%、99%或者在由任一对前述值定界的任何范围内。
非晶成分可以包括液体或粉末树脂，例如聚氨酯树脂、丙烯酸树脂、丁腈橡胶树脂、丙烯腈-丁二烯共聚物树脂、碳氟化合物树脂、聚丁二烯树脂、聚异戊二烯树脂、乙烯-丙烯树脂、聚硫化物树脂、聚丙烯酸酯树脂、聚酯树脂和/或聚醚树脂。例如，粘合剂材料20b的非晶成分可以是以40%固体供应的丙烯腈-丁二烯共聚物的水性分散体（例如可购自Mallard Creek Polymers of Charlotte的TYLAC® 873，NC000000）和/或碳氟化合物树脂的水性分散体（例如可购自德国的Clariant GMBH公司的NUVA® 2040）。
当处于晶体成分的熔化温度内的温度时，粘合剂材料20b的示例性非晶成分具有比晶体成分大的粘度、表面能和/或软化温度。更特定来说，在一个实施例中，晶体和非晶成分被选择成使得当在高于所述晶体成分的所述熔化温度的温度下时，所述晶体成分的所述熔化温度小于所述非晶成分的所述软化温度和/或所述晶体成分的粘度小于所述非晶成分的粘度。另外，非晶和晶体成分可以被选择成使得在高于所述晶体成分的所述熔化温度的温度下，所述晶体成分的表面能小于所述非晶成分的表面能。例如，在一个实施例中，粘合剂材料20b的非晶成分的软化温度小于纤维材料20a的降级温度、但显著大于晶体成分的熔化温度，以便当晶体成分熔化并开始流动时，非晶成分并不明显融化或经历物理改变，并且可能甚至展现流动阻力。更特定来说，非晶材料可能不具有明显熔点，但仍在软化温度范围内开始软化，并且将在温度增大时继续软化。相反，晶体材料具有真正熔化温度并且在短得多的温度范围内从硬质固体彻底改变为流体。以此方式，非晶成分与晶体成分不相容，因为在晶体成分的物理转化期间，非晶成分不物理改性或与晶体成分发生化学反应。在一个实例中，Honeywell 1150-denier SPECTRA® Merge 95121 UHMWPE纤维和/或Honeywell1300-denier SPECTRA® Merge 95159 UHMWPE纤维可以具有约140°C的降级温度，并且晶体成分可以具有高达140°C的熔化温度，如本文中进一步详述。因此，所述非晶成分的所述软化温度可以低至90°C、100°C、110°C、120°C、130°C、140°C、150°C、160°C、170°C、180°C、190°C或高达200°C、210°C、220°C、230°C、240°C、250°C、260°C或更高温度或者可以在由任一对前述值定界的任何范围内。
另一选择为，在一个实施例中，所述非晶成分的所述软化温度可以小于所述晶体成分的所述熔化温度。然而，由于当在所述晶体成分的所述熔化温度内的温度下时，非晶成分的粘度和/或表面能大于晶体成分的粘度和/或表面能，因此非晶成分将保持固态或高粘，并且因此，晶体成分将在非晶成分周围流动，以使非晶和晶体成分并不混合。在2011年8月9日颁予的美国专利第7,994,075号和在2011年9月13日颁予的美国专利第8,017,530号中可能公开粘合剂材料20b的非晶成分的额外细节，这些美国专利的完整公开内容以引用方式明确并入本文中。
2. 晶体成分
粘合剂材料20b的晶体成分添加到或掺杂到非晶成分中。粘合剂材料20b的晶体成分特征在于晶体，因为其包括由晶格限定的高度有序分子结构。如所属领域的技术人员已知，晶体成分的晶格可通过放大辨别。不像非晶成分，晶体成分可以具有较小柔性，但是包括在粘合剂材料20b中，因为其允许复合材料20在具有降低的压力的处理条件下的压实和致密化，从而增加复合材料20的防弹性质。而且，如下文进一步论述，在本复合材料的处理期间，晶体材料经历相变，例如熔化，这允许晶体材料相对于非晶材料流动，随后再固化以提供所期望性质（例如平滑度和密度增强）以提供对腐蚀环境的抵抗力。
粘合剂材料20b的晶体成分是其少数成分。例如，晶体成分可以包括粘合剂材料20b的总重量的45%、40%、35%、30%、25%、20%、15%、10%、5%、1%或者可以在由任一对前述值定界的任何范围内。
晶体成分可以包括任何与非晶成分不相容的晶体聚合物。更特定来说，晶体成分可与非晶成分不相容，以使这两个成分并不混合或充当单个材料。例如，本公开的晶体成分可以是蜡材料、例如巴西棕榈蜡、聚乙烯蜡、聚烯烃蜡、石蜡、硬脂酰胺蜡和/或微晶蜡。蜡通常定义为在室温下为固体但在约40°C以上熔化或软化而不分解的材料。蜡通常是有机的，但在室温下不溶于水，但是可以是水可湿性的，并且在一些溶剂中可以形成糊状物和凝胶，例如非极性有机溶剂。蜡的分子量可以在从约400至约25,000克/摩尔的范围内，并且可以具有在从约40°C至约150°C的范围内的熔点。蜡通常并不像高级聚合物那样形成独立膜并且通常是比油和油脂包含更多碳原子的脂族烃。
蜡的粘度可以从低到高，通常取决于蜡的分子量和结晶度。蜡在其熔点以上的粘度通常低。如本文中所使用，“低粘度蜡”描述在140°C下具有小于或等于约500厘泊(cps)的熔体粘度的蜡。优选地，低粘度蜡在140°C下具有小于约250 cps、最优选地在140°C下小于约100 cps的粘度。然而，一些线性聚乙烯蜡（分子量为约2,000至约10,000克/摩尔）和聚丙烯蜡可以具有中至高的粘度，即，在熔化之后高达10,000 cps。粘度值使用在本技术中众所周知的技术进行测量并且可以（例如）使用毛细管或者旋转或移动体流变仪进行测量。优选测量工具是Brookfield旋转粘度计。
合适蜡包括天然蜡和合成蜡两者并且非排他地包括动物蜡，例如蜂蜡、中国蜡、虫胶蜡、鲸蜡和羊毛蜡（羊毛脂）；植物蜡，例如杨梅蜡、小烛树蜡、巴西棕榈蜡、蓖麻蜡、茅草蜡、日本蜡、荷荷巴油蜡、小冠椰子蜡、米糠蜡和大豆蜡；矿物蜡，例如纯地蜡、褐煤蜡、地蜡和泥炭蜡；石油蜡，例如石蜡和微晶蜡；以及合成蜡，包括聚烯烃蜡、聚乙烯、聚丙烯蜡、费-托蜡、硬脂酰胺蜡（包括亚乙基双硬脂酰胺蜡）、聚合α-烯烃蜡、取代酰胺蜡（例如酯化或皂化取代酰胺蜡）以及其它化学改性蜡。而且，在美国专利第4,544,694中公开合适蜡，该美国专利的完整公开内容以引用方式明确并入本文中。其中，优选蜡包括石蜡、微晶蜡、费-托蜡、支链和线性聚乙烯蜡、聚丙烯蜡、大粒径聚乙烯蜡、巴西棕榈蜡、亚乙基双硬脂酰胺(EBS)蜡以及其组合。
例如，粘合剂材料20b的示例性晶体材料可以是以35%固体供应的巴西棕榈蜡的水性分散体，例如可购自新泽西、纽瓦克的Shamrock Technologies 有限公司的HYDROCER™EC-35蜡；以40%固体供应的大粒径聚乙烯蜡的水性分散体，例如可购自俄亥俄、辛辛那提的Michelman有限公司的LL405；以35%固体供应的高密度聚乙烯蜡的水性分散体，例如可购自Michelman有限公司LL411；以32%固体供应的石蜡的水性分散体，例如可购自Michelman有限公司454；以40%固体供应的微晶蜡的水性分散体，例如可购自Michelman有限公司HL-480；和/或以40%固体供应的费托聚乙烯蜡的水性分散体，例如可购自Michelman有限公司ME98040。
粘合剂材料20b的示例性晶体成分可以具有低熔体粘度和50°C、55°C、60°C、65°C、70°C、75°C、80°C、85°C、90°C、95°C、100°C、105°C、110°C、115°C、120°C、125 C、130°C、135°C、140°C或者由任一对前述值定界的任何范围的熔化温度。更特定来说，巴西棕榈蜡可以具有大约75-85°C的熔点和低熔体粘度。类似地，微晶蜡可以具有大约60-90°C的熔化温度和低熔体粘度。另外，费-托蜡可以具有95-100°C的熔化温度和低熔体粘度。而且，石蜡可以具有50-70°C的熔化温度和低熔体粘度。另外，聚乙烯蜡可以具有90-140°C的熔化温度（取决于聚乙烯蜡的结构），并且可以具有低、中或高粘度。如此，晶体成分具有可以仅跨越约5-50°C的较陡熔化温度范围，这允许晶体成分快速熔化和冷却。
如本文中详述，晶体成分的熔点和熔体粘度可以不同于非晶成分的软化温度和粘度。以此方式，当晶体成分暴露至在其熔点范围内的温度时，晶体成分迅速熔化并且开始在固体非晶成分周围流动，该固体非晶成分在晶体成分的熔点范围内的温度下并不明显熔化。熔化晶体成分然后能够填充掺和粘合剂材料20b内并且复合材料20内的任何空隙。另外，当晶体成分暴露至小于其熔点范围的温度时，晶体成分快速冷却以再次形成固相。然而，由于晶体成分当处于其熔化温度时在固体非晶成分周围流动，因此一旦冷却，晶体成分便嵌入非晶成分并与非晶成分混合。
例如，如果非晶合成橡胶限定粘合剂20b的非晶成分，并且晶体聚氨酯树脂限定粘合剂20b的晶体成分，则粘合剂材料20b的流延膜在较大质量的非晶合成橡胶内维持晶体聚氨酯树脂的离散区域。在例如在平床层压机中向复合材料20施加热时，合成橡胶的非晶区域保持为固体，但是聚氨酯树脂的离散晶体区域熔化并流入到纤维材料20a内的空隙中，这通过减小毛细管力并减小复合材料20的总有效表面积来改善复合材料20的流体阻力。以此方式，复合材料20由于非晶合成橡胶而保持柔性，但是由于晶体聚氨酯树脂而具有经改善防弹性。
另一选择为，在一个实施例中，所述非晶成分的所述软化温度可以小于所述晶体成分的所述熔化温度。然而，由于当在大于所述晶体成分的所述熔化温度的温度下时，非晶成分的粘度和/或表面能大于晶体成分的粘度和/或表面能，因此非晶成分将保持为固体或高粘，并且因此，晶体成分将在非晶成分周围流动，并且非晶和晶体成分并不混合。更特定来说，在一个实施例中，晶体和非晶成分被选择成使得当在高于所述晶体成分的所述熔化温度的温度下时，所述晶体成分的所述熔化温度小于所述非晶成分的所述软化温度和/或晶体成分的粘度小于非晶成分的粘度。另外，非晶和晶体成分可以被选择成使得在高于所述晶体成分的所述熔化温度的温度下，晶体成分的表面能小于非晶成分的表面能。在2011年8月9日颁予的美国专利第7,994,075号和于2011年9月13日颁予的美国专利第8,017,530号中可能公开粘合剂材料20b的晶体成分的额外细节，这些美国专利的完整公开内容以引用方式明确并入本文中。
C. 防弹复合材料
为形成双模态粘合剂材料20b，晶体和非晶成分通过各种工艺混合在一起。
1. 制备双模态粘合剂
在一个实施例中，晶体和非晶成分可以通过形成湿掺和乳液和/或湿掺和溶液来混合。更特定来说，湿掺和乳液和/或湿掺和溶液包括非晶成分和晶体成分两者在其中可溶的溶剂。此湿掺和溶液和/或湿掺和乳液然后可以浇铸到干膜中，其中晶体成分和非晶成分维持在此干膜中的离散区域中。
粘合剂材料20b还可以通过将固体形式的晶体成分粗略分散到非晶成分的水性乳液中或分散到非晶成分的基于溶剂的溶液中来混合（图3）。
2. 将双模态粘合剂施加到纤维
一旦混合，粘合剂材料20b便施加到纤维材料20a以形成复合材料20。粘合剂材料20b通过各种工艺施加到纤维材料20a，例如借助喷枪、纤维拉挤成型、纤维浸渍、热熔挤出、凹版涂覆和/或其它辊涂覆方法。例如，可以使用纤维浸渍方法来将粘合剂材料20b施加到纤维材料20a。使用纤维浸渍方法，将过量粘合剂材料20b的水性乳液或分散体施加到纤维材料20a。然后，一系列固定杆和压力辊挤出多余粘合剂材料20b以形成复合材料20。复合材料20可以然后临时浇铸到硅树脂涂覆的剥离纸上并由其输送，并且当水被干燥时，复合材料20卷绕到辊上以供进一步处理。
另外，可以使用上述方法的组合来将粘合剂材料20b施加到纤维材料20a。例如，非晶成分的单一水性乳液可以通过纤维浸渍方法施加到纤维材料20a。接下来，晶体成分可以通过静电喷雾器以干燥形式施加到复合材料20的表面。干燥形式的晶体成分可以在来自非晶成分的水性乳液的水已经干燥之前或之后施加到纤维材料20a。
另外，在一个实施例中，非晶成分可以使用上述纤维浸渍方法施加到纤维材料20b作为溶剂流延膜。晶体成分然后以干燥形式施加到非晶成分的溶剂流延膜的表面。
不管选择用于将粘合剂材料20b施加到纤维材料20a的方法为何，纤维材料20a都可以在粘合剂材料20b施加到其之前用去离子水洗涤并且干燥。纤维材料20a然后可以以50-80瓦特/平方英尺/分钟、优选地67瓦特/平方英尺/分钟的能量通量进行等离子体处理。粘合剂材料20b随后通过上述工艺中的一者或多者施加到纤维材料20a，以用于将纤维材料20a的各个纤维粘附在一起并且用于使纤维材料20a的各种铺层相互粘附。更特定来说，纤维材料20a以5-30%的树脂含量、并且优选地以17%的树脂含量涂覆有粘合剂材料20b。一旦粘合剂材料20b施加到纤维材料20a，纤维材料20a便可以卷到线轴上并存储为卷轴，直到进一步处理发生。
3. 平床层压机
参考图2，在粘合剂材料20b施加到纤维材料20a之后，粘合剂材料20b施加到至少另一层纤维材料20a以限定第二纤维铺层。各种层纤维铺层然后以堆叠布置定位，并且每一铺层从相邻铺层90度取向。任何数量的铺层可以包括在复合材料20中以适应复合材料20的各种应用。
复合材料20然后可以借助平床层压机30形成，平床层压机30包括可围绕多个辊33旋转的第一或上部带32和可围绕多个辊35旋转的第二或下部带34。第一和第二带32, 34可以涂覆有不粘涂层，例如基于含氟聚合物的材料，例如可购自特拉华、威明顿的E. I. DuPont De Nemours and Company的TEFLON ®。第一和第二带32, 34由用于使复合材料20通过的通道36彼此间隔开。如图2中所示，示例性第一带32沿逆时针方向旋转，并且第二带34沿顺时针方向旋转，这使复合材料20行进通过平床层压机30。在一个实施例中，第一和第二带32, 34以1-15米/秒、并且优选地3米/秒的速度旋转。示例性地，第一和第二带32, 34具有大致相同长度，以使复合材料20与第一和第二带32, 34两者接触达大致相同时间长度。
图2的平床层压机30还包括加热部分或区38、冷却部分或区40以及定位在加热部分38与冷却部分40中间的多个夹紧或压力辊42。当复合材料20在平床层压机30内行进时，复合材料20在加热部分38中加热。例如，加热部分38可以被配置成用于在低至50°C、60°C、70°C、80°C或高达90°C、100°C、110°C、120°C、130°C、140°C、150°C或者由任一对前述值定界的任何范围的温度下的操作。加热部分38的温度在所述晶体成分的所述熔化温度范围内，以使粘合剂20b的晶体成分在加热部分38中熔化。在一个实施例中，复合材料20可以加热达低至0.01秒、0.50秒、1.0秒、1.5秒、2.0秒、2.5秒、3.0秒或多达1分钟、2分钟、3分钟、4分钟或5分钟或者由任一对前述值定界的任何范围。加热时间和温度基于晶体成分的性质及其特定熔化温度范围。
当复合材料20离开加热部分38时，压力通过压力辊42施加到复合材料20，同时晶体成分熔化。压力辊可以由各种材料组成，例如金属（例如，钢）、聚合物（例如，弹性橡胶）和/或陶瓷。另外，压力辊42中的一者可以具有固定位置，并且压力辊42中的另一者可在力施加到其时移动，以便当力施加到压力辊42中的一者时，力还施加到复合材料20。更特定来说，压力辊42可以向复合材料20施加小于1巴的压力。例如，压力辊42可以向复合材料20施加10 psi、30 psi、50 psi、70 psi、90 psi、110 psi、130 psi、150 psi、170 psi、190 psi、210 psi、230 psi、250 psi、270 psi、290 psi、310 psi或者在由任一对前述值定界的任何范围内的夹紧压力。在一个实施例中，压力辊可以向复合材料20施加14 psi的压力。施加到复合材料20的最大压力发生在平行于第一和第二带32, 34的压力辊42的切线50处。然而，由于压力辊42的圆形横截面，较小量的压力施加到复合材料20，因为压力辊42的相邻切线50的表面与复合材料20接触。例如，当复合材料20的一部分移动通过平床层压机30时，增加量的压力逐渐施加到复合材料20，因为复合材料20最初定位在压力辊42之间。当复合材料20朝向压力辊42的切线50移动时，更大压力施加到复合材料20，其中当直接在压力辊42的切线50之间时，最大压力施加到复合材料20。另外，当复合材料20移动通过切线50时，减少量的压力逐渐施加到复合材料20，直到复合材料20不再定位在压力辊42之间。
平床层压机30的不同设计可以向复合材料20施加不同压力。例如，如果压力辊42具有由钢组成的外表面，则压力辊42在复合材料20上的接触占用面积相对小，并且施加到复合材料20的平均点压力较大。然而，如果压力辊42具有由弹性橡胶组成的外表面，则压力辊32在复合材料20上的接触占用面积相对大，并且施加到复合材料20的平均点压力较小。
来自压力辊42的压力施加到复合材料20达约0.02秒至约5秒。更特定来说，压力可以施加到复合材料20达少至约0.01秒、0.50秒、1.0秒、1.5秒、2.0秒、2.5秒或高达3.0秒、3.5秒、4.0秒、4.5秒、5.0秒或者在由任一对前述值定界的任何范围内的持续时间。在一个实施例中，压力可以施加到复合材料20达0.01-0.05秒的持续时间。另外，由于压力辊42具有圆形横截面，因此上述时间表示复合材料20经历压力的总持续时间。例如，使用一定数量级的计算，如果压力辊42之间的占用面积的长度为1 cm，并且平床层压机30的线速度为5米/分钟，则复合材料20经历由压力辊42施加的压力的停留时间为0.12秒。然而，由于0.12秒表示复合材料20经历来自压力辊42的压力的总时间量，因此存在上升压力的梯度达首先0.06秒和下降压力的梯度达最后0.06秒。如此，在图2的实施例中，由压力辊42施加到复合材料20的压力不连续，因为当通过加热部分38和冷却部分40时，压力不施加到复合材料20。另一选择为，平床层压机30可以被配置成当复合材料20仍在加热部分38内并且晶体成分已经熔化时向复合材料20施加压力。然而，在通过冷却部分40时，压力将不施加到复合材料20，以便最小化在冷却期间施加到复合材料20的应力。如此，平床层压机30不被配置成向复合材料20施加连续压力。
在压力借助辊42施加到复合材料20之后，复合材料20移动通过冷却部分40并且然后离开平床层压机30。在一个实施例中，冷却部分40被配置成用于小于粘合剂材料20b的晶体成分的熔化温度的温度。例如，取决于包括在粘合剂材料20b内的特定晶体成分，冷却部分40可以被配置成用于在0°C、5°C、10°C、15°C、20°C、25°C、30°C、35°C、40°C、45°C、50°C、60°C、70°C、80°C、90°C或者在由任一对前述值定界的任何范围内的温度下的操作。由于冷却部分40的长度与加热部分38的长度大致相同，因此复合材料20可以冷却达大约与其加热相同的时间量。更特定来说，复合材料20可以冷却达低至0.01秒、0.50秒、1.0秒、1.5秒、2.0秒、2.5秒、3.0秒或多达1分钟、2分钟、3分钟、4分钟、或5分钟或者由任一对前述值定界的任何范围。当复合材料20通过冷却部分40时，需要复合材料20保持扁平并且不弯曲，以便最小化在冷却期间施加到复合材料20的应力。另一选择为，由于热传递在晶体成分中快速发生，因此如果复合材料20可向其周围环境辐射足够热以将其温度降低到晶体成分的熔化温度以下从而允许晶体成分固化，则温度冷却部分40可以从平床层压机30去除。
另外，如本文中详述，当冷却到粘合剂材料20b的晶体成分的熔化温度以下时，可期望最小化或消除到复合材料20的应力。由于在冷却时压力不施加到复合材料20，则应力不引入到晶体成分的晶体结构中。而且，由于热传递在晶体成分内快速发生，则当晶体成分熔化时在非晶成分周围流动并且进入到纤维材料20a内的任何空隙中的晶体成分的离散部分保持不与非晶成分化学或物理混合。如此，非晶和晶体成分在粘合剂材料20b内保持离散，并且彼此不相容。
另外，第一和第二带32, 34可以向复合材料20施加小于由辊42施加的压力的低压。由于由第一和第二带32, 34施加的压力较低，因此在通过冷却部分40时，额外应力不引入到复合材料20中。另一选择为，在通过冷却部分40时，带32, 34可以不向复合材料20施加任何压力。在一个实例中，当复合材料20通过加热部分38和冷却部分40时，第一和第二带32, 34可以向复合材料20施加低至0.01 psi、0.05 psi、0.10 psi、0.15 psi、0.20 psi或0.25 psi或者高达1.0 psi、2.0 psi、3.0 psi、4.0 psi、5.0 psi、6.0 psi、7.0 psi、8.0psi、9.0, psi或10.0 psi或者在由任一对前述值定界的任何范围内的压力。在一个实施例中，由第一和第二带32, 34施加的压力小于0.5 psi。更特定来说，由第一和第二带32, 34施加的压力施加达与平床层压机30的带速度成反比的持续时间。在一个实施例中，压力由第一和第二带32, 34施加到复合材料20的停留时间为从低至1秒、3秒、5秒、7秒、9秒或11秒或多达1分钟、2分钟、3分钟、4分钟或5分钟或者由任一对前述值定界的任何范围。如此，复合材料20可以经历两个不同压力–当通过加热和/或冷却部分38, 40时由第一和第二带32,34施加的第一低压和由压力辊42施加的第二较高压力。
参考图3，复合材料20还可以借助平床层压机30的替代实施例（其示出为平床层压机30'）形成。平床层压机30'包括可围绕辊33沿逆时针方向旋转的第一带32和可围绕多个辊35'沿顺时针方向旋转的第二带34'。在一个实施例中，第一和第二带32, 34'以1-15米/秒的速度、并且优选地以3米/秒的速度旋转。示例性地，第二带34'的长度大于第一带32的长度，以使复合材料20与第二带34'接触达比与第一带32接触长的时间段。
仍参考图3，平床层压机30'还包括加热部分38、冷却部分40和定位在其间的压力辊42。基于压力辊42的位置，当移动通过加热部分38和冷却部分40时，复合材料20不受压力，但是当在辊42之间通过时接收10 psi、30 psi、50 psi、70 psi、90 psi、110 psi、130psi、150 psi、170 psi、190 psi、210 psi、230 psi、250 psi、270 psi、290 psi、310 psi或者在由任一对前述值定界的任何范围内的夹紧压力。
图3的平床层压机30'还包括至少一个涂覆装置44。示例性地，平床层压机30'包括第一涂覆装置44a和第二涂覆装置44b，其可以是热熔涂覆机或干式涂覆机。更特定来说，涂覆装置44a, 44b定位在加热和冷却部分38, 40的上游，并且第一涂覆装置44a被配置成将包含在其中的粘合剂材料20b施加在第二带34'上，而第二涂覆装置44b被配置成在纤维材料20a进入通道36之前将包含在其中的粘合剂材料20b施加在纤维材料20a的顶部上。
如图3中所示，纤维材料20a沿着多个辊46朝向第一和第二带32, 34'移动。第一涂覆装置44a向第二带34'施加预先确定量的粘合剂材料20b。如此，当纤维材料20a接触第二带34'时，第二带34'上的粘合剂材料20b施加到纤维材料20a的下表面。另外，在纤维材料20b接触第一带32之前，来自第二涂覆装置44b的粘合剂材料20b施加到纤维材料20b的顶表面。以此方式，粘合剂材料20b施加到纤维材料20a的顶表面和底表面两者，以在复合材料20进入通道36、加热部分38、冷却部分40和压力辊42之前限定复合材料20。
当复合材料20进入加热部分38时，粘合剂材料20b的晶体成分熔化并且流入到纤维材料20a中以与纤维材料20a整合。由压力辊42将压力施加到复合材料20。更特定来说，并且如本文中关于平床层压机30详述的，压力辊42可以施加压力达少至约0.01秒、0.50秒、1.0秒、1.5秒、2.0秒、2.5秒或多达3.0秒、3.5秒、4.0秒、4.5秒、5.0秒或者在由任一对前述值定界的任何范围内的持续时间。在借助辊42将压力施加到复合材料20之后，复合材料20移动通过冷却部分40并且离开平床层压机30'。如此，由压力辊42施加到复合材料20的压力不连续，因为当复合材料20通过加热部分38和冷却部分40时，压力不施加到复合材料20。
由于粘合剂材料20b的晶体成分比非晶成分具有更低熔体粘度和更低表面能并且可以具有更低熔化温度，因此当压力辊42向复合材料20施加压力时，在晶体成分中可能存在较大润湿性、较大空气排量以及较大压实。如此，空隙、气穴、间隙或其它内部开口在非晶成分内的存在在复合材料20在平床层压机30, 30'中的形成期间减少。以此方式，复合材料20包括通常无空隙的平滑表面，这减小复合材料20的毛细管力和总有效表面积，从而增加复合材料20的防弹性，因为环境条件（例如海水、汽油、石油、溶剂和润滑剂）并不穿透复合材料20。此外，除了减少复合材料20的表面处的空隙以外，通过复合材料20的压实去除或移位复合材料20内的内部空隙、凹穴和通道，从而减小流体毛细作用或其它渗透的趋势。根据上述公开内容形成的复合材料20可以用于防弹制品并且抵抗可能使复合材料20降级的环境条件。
实例
实例A：双模态粘合剂材料的盐水测试
复合材料的各种样本形成为具有在粘合剂材料内不同水平的晶体成分。复合材料的这些样本然后暴露至盐水达延长时间段以确定晶体成分的存在是否影响复合材料的耐腐蚀性。
复合材料的形成
为形成这些样本，根据表1形成各种浓度的粘合剂材料，以定义比较性实例1、复合材料20的实例1和复合材料20的实例2。
表1：配方
粘合剂成分 比较性实例1 实例1 实例2
非晶成分 – TYLAC® 873 87.500% 65.625% 75.000%
非晶成分 – Clariant NUVA® 2040 12.500% 12.500% 0%
晶体成分 – Shamrock HYDROCER™ EC-35 0% 21.875% 25.00%
粘合剂材料施加到由Honeywell 1150-denierSPECTRA® Merge 95121 UHMWPE纤维组成的纤维材料。更特定来说，使用纤维浸渍涂覆机，粘合剂材料施加到第一单向纤维网，并且干燥经涂覆纤维网。将经干燥纤维网卷绕到卷筒上。第二卷第二单向纤维网也借助纤维浸渍涂覆机进行涂覆、干燥并卷绕到卷筒上。第一卷筒上的第一经涂覆纤维网被切割成若干方形物。第二卷经卷绕纤维安装在平床层压机30, 30'的入口处或附近，并且第二纤维网展开并输送通过平床层压机30, 30'。平床层压机30, 30'的加热部分38的温度被设置为低于述晶体成分的熔化温度的温度。当第二经涂覆纤维网开始行进到平床层压机30,30'中时，在第二纤维网进入平床层压机30, 30'之前，将第一经涂覆纤维网的方形物放置到第二经涂覆纤维网的顶部上。第一纤维网的每一方形物的纤维方向相对于第二纤维网的纤维方向以90度取向定位。另外，第一纤维网的每一方形物定位为向后邻接第二纤维网上的前一相邻方形物，以限定连续的经涂覆两铺层纤维材料。该连续的两铺层纤维材料进入平床层压机30, 30'，并且由辊42施加的压力将第一纤维网的方形物粘附到第二纤维网。然而，来自辊42的压力和加热部分38的热并不使粘合剂材料的晶体成分熔化（如果在粘合剂材料中存在任何晶体成分）。由第一纤维网的切割方形物和第二纤维网的连续卷形成的两铺层纤维网然后在通过平床层压机30, 30'之后被卷绕到卷筒上并粘附在一起。平床层压机30, 30'的加热部分38的温度然后增加到粘合剂材料内的晶体成分的熔点范围内的温度（如果存在任何晶体成分）。该卷两铺层纤维材料然后展开，并且该两铺层纤维材料通过平床层压机30, 30'。由于加热部分38的温度在粘合剂材料内的晶体成分的熔点范围内，则当通过辊42时，压实或致密化被赋予到该两铺层纤维材料。在通过平床层压机30, 30'之后，该两铺层纤维材料被切割成若干方形物，并且通过堆叠52两铺层纤维材料的层来生产防弹样本。每一样本的总面密度或织物的多个层的单位面积总重量为0.89磅/平方英尺。
复合材料的测试
比较性实例1、实例1和实例2各自在在自来水中3.5%浓度的海盐的盐水中浸泡24小时。比较性实例1、实例1和实例2悬挂滴干达15分钟。接下来，将比较性实例1、实例1和实例2各自放置到粘土块或平台上，如在NIJ STD 0101.06 III级中进一步公开，并且在比较性实例1、实例1和实例2处以1430 +/- 30英尺/秒的速度射击357个马格南SJHP雷明顿弹丸。
表2：盐水测试结果
实例 弹丸1 (BFS (mm)) 弹丸2 (BFS (mm)) 弹丸3 (BFS (mm))
比较性实例1 – 样本1 51.3 完全 完全
比较性实例1 – 样本2 45.1 完全 完全
比较性实例1平均值 48.2 完全 完全
实例1 – 样本1 41.9 39.3 49.5
实例1 – 样本2 44.7 43.2 42.5
实例1平均值 43.3 41.3 46.0
实例2 – 样本1 50.4 46.1 45
实例2 – 样本2 53.8 49.5 50.9
实例2平均值 52.1 47.8 48.0
比较性实例1、实例1和实例2的两个样本中的每一者各自用357个马格南SJHP雷明顿子弹射击三次，以确定每一子弹穿透到每一样本中的深度。如表2中所示，比较性实例1的每一样本上的弹丸2和3完全穿透复合材料，如由表2中的“完全”所指示。然而，实例1或实例2的样本中无一者被完全穿透。更特定来说，子弹至少穿透到包含碳氟化合物非晶成分和巴西棕榈蜡晶体成分的实例1的样本中。
实例B：具有不同浓度的非晶和晶体成分的双模态粘合剂材料
复合材料的各种样本形成为具有在粘合剂材料内不同水平的晶体成分。复合材料的这些样本然后用9 mm子弹进行射击，以确定晶体成分的存在是否影响复合材料的防弹性。
复合材料的形成
为形成这些样本，根据表3形成各种浓度的粘合剂材料，以定义比较性实例1、复合材料20的实例1、复合材料20的实例2和复合材料20的实例3。用于形成这些样本的涂层和复合材料处理条件与以上实例1的涂层和复合材料处理条件相同。
表3：配方
粘合剂成分 比较性实例1 实例1 实例2 实例3
非晶成分 – Tylac® 873 87.500% 65.625% 52.000% 74.374%
非晶成分 – Clariant Nuva® 2040 12.500% 12.500% 12.500% 12.500%
晶体成分 – Shamrock EC-35 0% 21.875% 35.00% 13.125%
复合材料的测试
将比较性实例1和实例1-3的样本各自放置到粘土块或平台上，如在NIJ STD 0101.06III级中进一步公开，并且在比较性实例1和实例1-3的每一样本处以表4中所示的不同速度射击9 mm弹丸。更特定来说，表4提供理论速度V50，在该速度下，50%的子弹在比较性实例1和实例1-3内停止，并且50%的子弹完全穿透比较性实例1和实例1-3。例如，为确定V50速度，在比较性实例1和实例1-3的每一样本处以不同速度射击多个弹丸，以确定子弹完全穿透样本的速度范围和子弹部分穿透样本的速度范围。对每一样本上的这些弹丸分组进行统计分析，以确定所测试比较性实例1和实例1-3的每一样本的V50速度。
表4：9 mm FMJ V50测试结果
实例 V50（英尺/秒）
比较性实例1 – 样本1 1539
比较性实例1 – 样本2 1632
比较性实例1平均值 1586
实例1 – 样本1 1722
实例1 – 样本2 1798
实例1平均值 1760
实例2 – 样本1 1665
实例2 – 样本2 1716
实例2平均值 1691
实例3 – 样本1 1755
实例3 – 样本2 1744
实例3平均值 1750
如表4中所示，与实例1, 2和3相比，不是双模态粘合剂的比较性实例1具有最低V50速度。如此，实例1-3的样本能够经受以较高速度射击的子弹，而子弹不完全穿透样本。另外，包含15%的晶体成分的实例1和包含40%的晶体成分的实例3各自具有类似V50速度。
实例C：具有不同晶体成分的双模态粘合剂材料
复合材料的各种样本形成为具有在粘合剂材料内不同水平的晶体成分。然后用9 mm子弹对复合材料的这些样本进行射击，以确定晶体成分的存在是否影响复合材料的防弹性。
复合材料的形成
为形成这些样本，根据表3形成各种浓度的粘合剂材料，以定义比较性实例1、复合材料20的实例1、复合材料20的实例2、复合材料20的实例3、复合材料20的实例4、复合材料20的实例5和复合材料20的实例6。用于形成这些样本的涂层和复合材料处理条件与以上实例1的涂层和复合材料处理条件相同。
表5：配方
粘合剂成分 比较性实例1 实例1 实例2 实例3 实例4 实例5 实例6
非晶成分 – Tylac® 873 87.500% 65.625% 65.625% 65.625% 65.625% 65.625% 65.625%
非晶成分 – Clariant Nuva® 2040 12.500% 12.500% 12.500% 12.500% 12.500% 12.500% 12.500%
晶体成分 – Shamrock EC-35 0% 21.875% 0% 0% 0% 0% 0%
晶体成分 – Michelman LL405 0% 0% 21.875% 0% 0% 0% 0%
晶体成分 – Michelman LL411 0% 0% 0% 21.875% 0% 0% 0%
晶体成分 – Michelman 454 0% 0% 0% 0% 21.875% 0% 0%
晶体成分 – Michelman HL-480 0% 0% 0% 0% 0% 21.875% 0%
晶体成分 – Michelman ME98040 0% 0% 0% 0% 0% 0% 21.875%
复合材料的测试
将比较性实例1和实例1-6的每一样本各自放置到粘土块或平台上，如在NIJ STD0101.06 III级中进一步公开，并且在比较性实例1和实例1-6的每一样本处以表6中所示的不同速度射击9 mm弹丸。更特定来说，表6提供理论速度V50，在该速度下，50%的子弹在比较性实例1和实例1-6内停止，并且50%的子弹完全穿透比较性实例1和实例1-6。例如，为确定V50速度，在比较性实例1和实例1-6的每一样本处以不同速度射击多个弹丸，以确定子弹完全穿透样本的速度范围和子弹部分穿透样本的速度范围。对每一样本上的这些弹丸分组进行统计分析，以确定所测试比较性实例1和实例1-6的每一样本的V50速度。
表6：9 mm FMJ V50测试结果
实例 V50（英尺/秒）
比较性实例1 – 样本1 1539
比较性实例1 – 样本2 1632
比较性实例1平均值 1586
实例1 – 样本1 1665
实例1 – 样本2 1716
实例1平均值 1691
实例2 – 样本1 1765
实例2 – 样本2 1739
实例2平均值 1752
实例3 – 样本1 1774
实例3 – 样本2 1768
实例3平均值 1771
实例4 – 样本1 1688
实例4 – 样本2 1586
实例4平均值 1637
实例5 – 样本1 1757
实例5 – 样本2 1734
实例5平均值 1746
实例6 – 样本1 1733
实例6 – 样本2 1728
实例6平均值 1731
如表5中所示，与实例1-6相比，不是双模态粘合剂的比较性实例1具有最低V50速度。如此，实例1-6的样本能够经受以较高速度射击的子弹，而子弹不完全穿透样本。另外，包含微晶蜡的实例3具有最大V50。
虽然已经参考优选实施例具体示出和描述本公开，但是所属领域的技术人员将容易了解，可以在不偏离本发明的精神和范围的情况下作出各种改变和修改。旨在将权利要求解释为涵盖所公开实施例、上文已经论述的那些替代物及其所有等效内容。

Claims (10)

1. 一种防弹复合材料，其包括：
多个纤维；以及
施加到所述多个纤维的双模态粘合剂，所述粘合剂包括具有熔化温度的晶体成分和具有软化温度的非晶成分，所述晶体成分和所述非晶成分相对于彼此具有以下性质中的至少一者：
（1）所述晶体成分的所述熔化温度小于所述非晶成分的所述软化温度；
（2）在高于所述晶体成分的所述熔化温度的温度下，所述晶体成分的粘度小于所述非晶成分的粘度；以及
（3）在高于所述晶体成分的所述熔化温度的温度下，所述晶体成分的表面能小于所述非晶成分的表面能。
2.根据权利要求1所述的防弹复合材料，其中，所述晶体成分是选自包括以下的群组的蜡材料：巴西棕榈蜡、硬脂酰胺蜡、聚乙烯蜡、石蜡、聚烯烃蜡和微晶蜡。
3.根据权利要求1所述的防弹复合材料，其中，所述非晶成分包括选自包括以下的群组的聚合物材料中的至少一者：丙烯酸、聚氨酯、丁腈橡胶、丙烯腈-丁二烯共聚物和碳氟化合物。
4. 根据权利要求1所述的防弹复合材料，其中，所述非晶成分包括所述双模态粘合剂的60至95wt. %，并且所述晶体成分包括所述双模态粘合剂的5至40wt. %。
5.根据权利要求1所述的防弹复合材料，其中，所述晶体成分的所述熔化温度为50°C至140°C。
6.一种形成防弹复合材料的方法，其包括：
提供包括多个单向取向的第一纤维的第一纤维铺层，其中所述第一纤维涂覆有包括非晶成分和晶体成分的第一双模态粘合剂；
提供包括多个单向取向的第二纤维的第二纤维铺层，其中所述第二纤维涂覆有包括非晶成分和晶体成分的第二双模态粘合剂；
将所述第一纤维铺层和第二纤维铺层以堆叠布置定位；
将所述第一纤维铺层和所述第二纤维铺层加热到所述晶体成分的熔化温度范围内的温度；
当所述铺层处于所述晶体成分的所述熔化温度范围内的温度时，向所述第一纤维铺层并且向所述第二纤维铺层施加小于1巴的压力，由此所述第一纤维铺层和第二纤维铺层彼此附接并且从而形成防弹复合材料；以及
冷却所述第一纤维铺层和所述第二纤维铺层。
7.根据权利要求6所述的方法，其中，向所述第一纤维铺层并且向所述第二纤维铺层施加压力的步骤使用平床层压机进行。
8. 根据权利要求6所述的方法，其中，向所述第一纤维铺层并且向所述第二纤维铺层施加压力的步骤包括：在所述加热步骤期间向所述堆叠铺层施加小于0.5 psi的第一压力并且当所述铺层处于所述晶体成分的所述熔点范围内的温度时向所述堆叠铺层施加10psi至300 psi的第二压力。
9.根据权利要求6所述的方法，其中，所述非晶成分包括丙烯酸聚合物、聚氨酯、丁腈橡胶、丙烯腈-丁二烯共聚物、碳氟化合物聚合物或其组合，并且其中所述晶体成分包括巴西棕榈蜡、硬脂酰胺蜡、聚乙烯蜡、石蜡、聚烯烃蜡、微晶蜡或其组合。
10.一种形成防弹复合材料的方法，其包括：
提供在单向取向上的第一多个纤维；
提供在单向取向上的第二多个纤维；
提供具有非晶成分和晶体成分的粘合剂；
用所述粘合剂涂覆所述第一多个纤维；
用所述粘合剂涂覆所述第二多个纤维；
相对于所述第二多个纤维以90度角度定位所述第一多个纤维；
将所述第一和第二多个纤维加热到所述晶体成分的熔化温度范围内的温度；
当处于所述晶体成分的所述熔点范围内的温度时，向所述第一和第二多个纤维施加小于1巴的压力；以及
冷却所述第一和第二多个纤维。
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