CN107653573A - 一种具有防弹和防刺功能的芳纶无纬布及包括其的双防服 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种芳纶纤维无纬布，该芳纶纤维无纬布具有防弹和防刺双重功能。所述的芳纶纤维无纬布由芳纶纤维经展丝、上胶、热风干燥后再经过特殊的压制工艺制得。所述的胶粘剂为水性聚氨酯、水性酚醛、水性环氧、水溶性氨基树脂中的一种或多种混合，其固含量大于等于35％，在高温下能发生二次反应。所述的特殊压制工艺分为热压工艺和冷压工艺。所述的热压工艺为压力为2.5～15MPa；温度为125℃～170℃；压制时间为5～30min。所述的冷压工艺为压力为2.5～15MPa；温度为室温；压制时间为2～7min。本发明的芳纶无纬布具有防弹和防刺双重功能，一定层数叠加可直接应用于双防服。该双防服的优势在于由均一材料制得，不再区分防弹层和防刺层；由芳纶无纬布制得，可任意角度弯曲，穿着舒适，质量轻便。

Description

一种具有防弹和防刺功能的芳纶无纬布及包括其的双防服
技术领域：
本发明专利涉及芳纶无纬布生产及应用领域，以及个体防护领域，尤其是对防弹和防刺均有要求的防护领域。
背景技术：
芳纶纤维是一种大分子主链上由芳香环和酰胺键构成的有机纤维，由美国杜邦公司最先开始研制。具有超高强度、高模量和耐高温、耐酸耐碱、重量轻等优良性能，其强度是钢丝的5～6倍，模量为钢丝或玻璃纤维的2～3倍，韧性是钢丝的2倍，而重量仅为钢丝的1/5左右。因此芳纶纤维是制作软质防弹衣、防刺服、轻质防弹头盔等的理想材料。
芳纶无纬布是由芳纶纤维在芳纶无纬布生产设备中，通过展丝、浸胶/涂胶、干燥等工序后制成的。行业内公认，无纬布形式最有利于弹丸冲击时的能量传播，是防弹的最优形式。但无纬布形式不利于抵抗刀尖的穿刺。“芳纶无纬布不适合做防刺材料”已是业内的公认。因此，现有的双防服多是防弹层和防刺层多结构叠加、多材料组合的形式，这就造成了双防服工序复杂，重量偏重，穿着舒适性不是很高。目前，还未见文献报道芳纶无纬布同时具有防弹功能和防刺功能。
发明内容：
本发明专利的目的，在于克服上述不足，提供一种同时具有防弹功能和防刺功能的芳纶纤维无纬布。本发明还提供了这种芳纶纤维无纬布的制备方法。
本发明专利的技术方案如下。
与专利号：ZL200910224262.5中所述芳纶无纬布制备方法相同，其区别在于本专利所用的胶粘剂为特种胶粘剂，具有高温下二次反应或固化的特性。且后期经过了特种压制工艺。
所述的特种胶粘剂为水性聚氨酯、水性酚醛、水性环氧、水溶性氨基树脂中的一种或几种混合，上述的胶粘剂均可在高温下二次反应或固化。本发明专利采用水性胶粘剂，其优势在于：(1)环保性。水性胶粘剂不含任何溶剂，在实际生产过程中无溶剂挥发，无毒无害，对环境友好，对操作职工的身心健康没有危害；(2)易于操作。由于是水性胶粘剂，所以其在使用过程中不用任何的复配，使用时仅共混即可，极大降低了操作工人的操作难度。
无纬布由特种胶粘剂织造完成后，并未达到使用要求，需要经过特种压制工艺，所述的特种压制工艺，其特征在于包含热压工艺和冷压工艺，其关键在于进行完热压工艺后立即进行冷压工艺，间隔时间不能超过1min。所述的热压工艺，其特征在于压力为2.5～15MPa；温度为125℃～170℃；压制时间为5～30min。所述的冷压工艺，其特征在于压力为2.5～15MPa；温度为室温；压制时间为2～7min。在压制过程中温度、压力、时间都是必须的。温度是特种胶粘剂二次反应或固化的必须条件；压力保证了胶粘剂与纤维的粘结强度与胶膜的致密性；时间则保证了胶粘剂反应完全和与纤维粘结完全。温度、压力与时间共同保证了胶粘剂与纤维配合完全，以便发挥出两者的各自优势。
由于防弹机理与防刺机理存在差异，市场上常见的防弹防刺服(简称双防服)多由防弹层和防刺层多结构复合而成。防弹层起到防弹的作用，防刺层起到防刺的作用。市场上还未见由均一材料构成的双防服。本发明专利关键在于对常规防弹材料(芳纶无纬布)进行了改进，主要有特种胶粘剂和后续的压制工艺方面，极大提高了芳纶无纬布的防刺能力，使芳纶无纬布同时具备防弹功能和防刺功能。并由此直接层数叠加即可直接应用于双防服。
具体实施方式：
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
下述实施例采用的纤维丝以及胶粘剂原料，具体厂家及规格如下：
纤维丝：芳纶纤维，荷兰阿克苏公司，牌号Twaron-2000，线密度1680dtex；
胶粘剂：水性聚氨酯，拜耳公司
水性酚醛，拜耳公司
水溶性氨基树脂，青林企业股份有限公司。
实施例一
胶粘剂为水性聚氨酯与水溶性氨基树脂复配，水溶性氨基树脂的添加量为水性聚氨酯质量的20％，之后整体固含量调配为40％。配好后的胶粘剂直接应用在芳纶无纬布织造机上进行织布。完成后将布按照之前所述的压制工艺进行后续压制，得到面密度为220g/m2的芳纶无纬布。
对该芳纶无纬布进行防弹和防刺试验，最终结论为45层该无纬布叠加，防弹满足公安部GA141-2010《警用防弹衣》中的三级标准，防刺满足GA68-2008《警用防刺服》中的防刺标准。整体防护层面密度为9.9Kg/m2。
实施例二
胶粘剂为水性聚氨酯和水性酚醛复配，水性酚醛添加量为水性聚氨酯质量的40％，之后添加整体质量10％的氨基树脂，搅拌均匀后调配成固含量为35％的最终胶粘剂。之后按上述的步骤进行织布和压制，最后制得面密度为208g/m2的最终无纬布。
对该芳纶无纬布进行防弹和防刺试验，最终结论为38层该无纬布叠加，防弹满足公安部GA141-2010《警用防弹衣》中的二级标准，防刺满足GA68-2008《警用防刺服》中的防刺标准。整体防护层面密度为8Kg/m2。

Claims (9)

1.一种具有防弹和防刺功能的芳纶无纬布及包括其的双防服，其特征在于：芳纶无纬布同时具有防弹功能和防刺功能，一定层数的叠加即可直接应用于双防服。
2.根据权利要求1所述的芳纶无纬布，其织造工艺与专利号为ZL200910224262.5中阐述的织造工艺相同，其区别在于该无纬布所用的特种胶粘剂以及经过了特种压制工艺，其关键也在于此，特种胶粘剂可以在高温(125℃～170℃)下二次反应或固化，特种压制工艺保证了纤维与胶粘剂的粘接强度和胶膜密度，共同赋予了芳纶无纬布防弹功能和防刺功能。
3.根据权利要求1所述的芳纶无纬布，其特征在于其面密度为180g/m2～250g/m2，纤维占比60％～85％，胶粘剂占比15％～40％。
4.根据权利要求2所述的特种胶粘剂，其特征在于其是水性聚氨酯、水性酚醛、水性环氧、水溶性氨基树脂中的一种或几种混合，其固含量大于35％，可以在高温(125℃～170℃)下二次反应或固化。
5.根据权利要求2所述的特种压制工艺，其特征在于包含热压工艺和冷压工艺，其关键在于进行完热压工艺后立即进行冷压工艺，间隔时间不能超过1min。
6.根据权利要求5所述的热压工艺，其特征在于压力为2.5～15MPa；温度为125℃～170℃；压制时间为5～30min。
7.根据权利要求5所述的冷压工艺，其特征在于压力为2.5～15MPa；温度为室温；压制时间为2～7min。
8.根据权利要求1所述的双防服，其特征在于直接应用该无纬布进行层数叠加而成，根据防弹与防刺的级别不同和无纬布面密度不同导致其所需层数不同。
9.上述的芳纶无纬布任何一项在个体防护领域的应用。
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