CN109724470A - 一种凹凸式柔性防刺材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种凹凸式柔性防刺材料，包括柔性基布和固定于柔性基布一侧的第一防护模块、第二防护模块，其中第一防护模块为凸出的防护构件、第二防护模块为凹陷的防护构件，两类防护模块彼此可以相互匹配，所述第一防护模块与第二防护模块上设置圆孔并通过高性能纱线的穿梭连接。其制备方法包括以下步骤：S1：制备第一防护模块与第二防护模块；S2：将S1中得到的第一防护模块与第二防护模块粘合到柔性基布的上侧；将柔性基布和两类防护模块烘干，得到凹凸式柔性防刺材料。本发明凹凸式柔性防刺材料可以在各类防刺服或防护用品中得到应用，在防刺性能得到保证的前提下，极大地提高了防刺材料的柔软透气性能。
Description
技术领域
本发明涉及个体防护材料技术领域，特别是设置有孔状的凹凸两类构件防护 模块间的匹配排列的凹凸式柔性防刺材料及其制备方法。
背景技术
个体防护材料主要分为硬质、半硬质和软质三类，其中硬质太刚硬，重量大， 软质在透气性方面存在很大缺陷，并且穿着臃肿，半硬质拥有很好的防刺性能， 透气性也十分的优良，但由于防护模块之间留有一定的空隙，从而留下的很大的 安全隐患。
中国专利CN 201610146905公开了一种无间隙排列防刺服，柔性面料和固 定设置于柔性面料两侧的数个防护小模块，所述数个防护小模块按一定方式无间 隙排列设置，这极大地影响了防刺服的透气性能，同时连接处较薄，很难达到防 刺要求。中国专利CN201710427713公开了一种基于摩擦自锁原理的防刺服， 其忽略了边缘较薄，容易穿透，并且依靠两块模块间的夹合，很难阻碍刀尖的穿 刺。中国专利CN 201610114967公开了一种双面铆接的柔性防刺材料，但防护 小模块之间留有许多间隙，这使得间隙处的防刺性得不到保障。
发明内容
本发明的目的是提供一种防刺又柔软透气的材料及其制备方法。
为了达到上述目的，本发明提供了一种凹凸式柔性防刺材料，其特征在于， 包括柔性基布和固定于柔性基布一侧的第一防护模块和第二防护模块，其中，所 述的第一防护模块的四周形成有凸出部分，所述的第二防护模块的四周形成有凹 槽，所述的凸出部分嵌入所述的凹槽中，所述的第一防护模块和第二防护模块皆 设有圆孔，所述的第一防护模块和第二防护模块通过穿过所述圆孔的纱线连接。
优选地，所述的第一防护模块和第二防护模块彼此可以相互匹配。
优选地，所述的纱线为高性能纱线。
优选地，所述第一防护模块与第二防护模块具有与所述柔性基布相接触的底 面，通过粘结固定于柔性基布一侧，其中第一防护模块的凸出部分与柔性基布无 粘结。
优选地，所述第一防护模块与第二防护模块皆在四周设置4个圆孔，所述圆 孔的轴线垂直于所述柔性基布所在平面，用于第一防护模块与第二防护模块的连 接。
更优选地，所述第一防护模块和第二防护模块的连接为每一个圆孔与相邻三 个圆孔相互连接。
优选地，所述第一防护模块和第二防护模块的顶面进行刻痕处理。
优选地，所述的第一防护模块的侧面和与之相邻的第二防护模块的侧面之间 的间隙d为0.5～2mm。
优选地，所述第一防护模块和第二防护模块由增强热塑性复合材料制得。
更优选地，所述增强热塑性复合材料是由高强高模量纤维与热塑性高分子材 料复合而成。
进一步地，所述高强高模量纤维为超高分子量聚乙烯、芳纶、PBO、陶瓷纤 维、碳纤维、蜘蛛丝、玻璃纤维中的一种或几种。
进一步地，所述热塑性高分子材料为酚醛树脂、环氧树脂、聚氨酯、聚乙烯 树脂、聚苯乙烯树脂、聚丙烯树脂、聚氯乙烯树脂中的一种或几种。
进一步地，所述增强复合材料中的热塑性高分子材料与高强高模量纤维之间 的配比范围是8:1～1:1。
优选地，所述柔性基布为超高分子量聚乙烯、芳纶、PBO、陶瓷纤维、碳纤 维、蜘蛛丝、玻璃纤维等高性能纤维中的至少一种纤维编织而成。
优选地，所述高性能纱线为超高分子量聚乙烯、芳纶、PBO、陶瓷纤维、碳 纤维、蜘蛛丝、玻璃纤维中的一种或多种。
本发明还提供了一种凹凸式柔性防刺材料的制备方法，其特征在于，其中包 括以下步骤：
S1：制备第一防护模块和第二防护模块；
S2：将S1中得到的第一防护模块和第二防护模块粘合到柔性基布的上侧； 将柔性基布、第一防护模块和第二防护模块烘干，得到凹凸式柔性防刺材料。
优选地，所述S1步骤中防护模块通过注塑技术制备而成，所述注塑技术为 将熔融的高分子复合材料利用压力注进模具中，然后经过冷却得到第一防护模块 和第二防护模块。
优选的，所述S1步骤中第一防护模块和第二防护模块也可通3D打印技术 制备而成，通过设置好需要的参数，在3D打印机上制备出需要的防护模块。
优选地，所述S2中第一防护模块和第二防护模块间的间隙为0.5～2mm。
优选地，所述S2中第一防护模块的凸出部分与柔性基布无粘结。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
1、本发明提供的凹凸式柔性防刺材料及其制备方法，通过将设置有孔洞的 两类防护模块粘合至柔性基布的上侧，达到防刺又柔软透气的目的。
2、两类防护模块间留有一定的间隙，提高了穿着灵活性、舒适透气性。
3、两类防护模块一凹一凸，降低了间隙的长度，从而大大降低了刀具刺向 间隙处的危害程度。
4、第一防护模块凸出部分与柔性基布无粘结，有利于整个防刺材料柔顺性 的提高。
5、两类防护模块分别设置4个穿孔，通过高性能纱线，将第一防护模块与 第二防护模块相互连接，进一步降低间隙的长度，同时也使得穿刺时两类防护模 块能更好的协同配合，抵御刀具的穿刺。
6、基布上侧防护模块顶面的刻痕处理，有利于阻碍刀尖的划移。
附图说明
图1为第一防护模块的俯视图
图2为第一防护模块的三维立体图；
图3为第二防护模块的俯视图；
图4为第二防护模块的三维立体图。
图5为第一防护模块与第二防护模块组合后的俯视图；
图6为第一防护模块与第二防护模块组合后的三维立体图；
图中1为第一防护模块，2为第二防护模块，3为圆孔，4为柔性基布，5为高性 能纱线，6为刻痕。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明 本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之 后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本 申请所附权利要求书所限定的范围。
实施例1
如图1-6所示，本实施例提供了一种凹凸式柔性防刺材料，包括柔性基布4 和固定于柔性基布4上侧的第一防护模块1和第二防护模块2，其中，所述的第 一防护模块1的四周形成有凸出部分11，所述的第二防护模块2的四周形成有 凹槽12，所述的凸出部分11嵌入所述的凹槽12中，所述的第一防护模块1和 第二防护模块2皆设有圆孔3，所述的第一防护模块1和第二防护模块2通过穿 过所述圆孔3的高性能纱线5连接。第一防护模块1和第二防护模块2排列于柔 性基布4的上侧，且第一防护模块1和第二防护模块2彼此相互匹配。
其中，第一防护模块1与第二防护模块2采用超高分子量聚乙烯短纤维与热 塑性聚氨酯混合，通过注塑技术复合而成，其中超高分子量聚乙烯短纤维(东莞 市盛芯特殊绳带有限公司)与热塑性聚氨酯(东莞市卡达尔塑胶原料有限公司) 的质量分数比为1:3，所述注塑技术为：将热塑性聚氨酯190℃熔融，再将超高 分子量聚乙烯短纤维分散在熔融的热塑性聚氨酯中，得到熔融的高分子复合材 料，将熔融的高分子复合材料利用压力注进模具中，然后经过冷却得到第一防护 模块1和第二防护模块2。第一防护模块1与第二防护模块2具有与所述柔性基 布4相接触的底面，通过粘结固定于柔性基布4上侧。第一防护模块1为边长为 14mm，高2mm的长方体，所述凸出部分为上底4mm，下底8mm，高2mm的 四棱柱，第二防护模块2为边长为14mm，高2mm的长方体，凹槽为上底4mm， 下底8mm，高2mm的四棱柱，第一防护模块1、第二防护模块2四周设置半径 为1mm的圆孔3，所述圆孔3的轴线垂直于所述柔性基布4所在平面，每一个 圆孔3与相邻三个圆孔3通过芳纶纱线5穿梭连接。所述的第一防护模块1的侧 面和与之相邻的第二防护模块2的侧面之间的间隙d为1mm，使用的柔性基布4为芳纶平纹布，面密度为130g/m2，厚度为0.28mm。
所述凹凸式柔性防刺材料具体制备步骤如下：
S1：采用超高分子量聚乙烯短纤维与热塑性聚氨酯混合，通过注塑技术复 合得到第一防护模块1与第二防护模块2，并在其顶面沿着棱边方向进行进行刻 痕6处理；
S2：将S1步骤中得到的第一防护模块1与第二防护模块2通过铁锚牌聚氨 酯胶粘剂(上海新光化工有限公司)黏合至芳纶基布的一侧，其中第一防护模块 1的凸出部分与芳纶基布无粘结；将芳纶基布与第一防护模块1、第二防护模块 2在60℃烘箱下烘2h，得到凹凸式柔性防刺材料；
将S2步骤中的凹凸式柔性防刺材料制成防护面积为0.3m2的防刺服，防护 服重量为1.18Kg，厚度为2.28mm。该防刺服可以有效抵挡来自刀具的刺割伤害， 能满足GA68-2008标准的安全测试。
实施例2
如图1-6所示，本实施例提供了一种凹凸式柔性防刺材料，包括柔性基布4 和固定于柔性基布4上侧的第一防护模块1和第二防护模块2，其中，所述的第 一防护模块1的四周形成有凸出部分11，所述的第二防护模块2的四周形成有 凹槽12，所述的凸出部分11嵌入所述的凹槽12中，所述的第一防护模块1和 第二防护模块2皆设有圆孔3，所述的第一防护模块1和第二防护模块2通过穿 过所述圆孔3的高性能纱线5连接。第一防护模块1和第二防护模块2排列于柔 性基布4的上侧，且第一防护模块1和第二防护模块2彼此相互匹配。
其中，第一防护模块1与第二防护模块2采用芳纶短纤维(广西万维新材料 有限公司)与热塑性聚氨酯(东莞市卡达尔塑胶原料有限公司)混合，通过注塑 技术复合而成，其中芳纶短纤维与热塑性树脂的质量分数比为1:3；所述注塑技 术为：将热塑性聚氨酯190℃熔融，再将超高分子量聚乙烯短纤维分散在熔融的 热塑性聚氨酯中，得到熔融的高分子复合材料，将熔融的高分子复合材料利用压 力注进模具中，然后经过冷却得到第一防护模块1和第二防护模块2。第一防护 模块1与第二防护模块2具有与所述柔性基布4相接触的底面，通过粘结固定于 柔性基布4上侧。第一防护模块1为边长为14mm，高2mm的长方体，所述的 凸出部分11为上底4mm，下底8mm，高2mm的四棱柱，第二防护模块2制成 边长为14mm，高2mm的长方体，且凹槽为上底4mm，下底8mm，高2mm的 四棱柱，第一防护模块1、第二防护模块2四周设置的半径为1mm的圆孔，所 述圆孔3的轴线垂直于所述柔性基布4所在平面，每一个圆孔3与相邻三个圆孔 3通过芳纶纱线5穿梭连接。所述的第一防护模块1的侧面和与之相邻的第二防 护模块2的侧面之间的间隙d为1mm，使用的柔性基布3为芳纶平纹布，面密 度为130g/m2，厚度为0.28mm。
所述凹凸式柔性防刺材料具体制备步骤如下：
S1：采用芳纶短纤维与热塑性聚氨酯混合，通过注塑技术复合得到第一防 护模块1与第二防护模块2，并在其顶面沿着棱边方向进行刻痕6处理；
S2：将S1步骤中得到的第一防护模块1与第二防护模块2通过铁锚牌聚氨 酯胶粘剂(上海新光化工有限公司)黏合至芳纶基布的一侧，其中第一防护模块 1的凸出部分与芳纶基布无粘结；将芳纶基布与第一防护模块1、第二防护模块 2在60℃烘箱下烘2h，得到凹凸式柔性防刺材料；
将S2步骤中的凹凸式柔性防刺材料制成防护面积为0.3m2的防刺服，防护 服重量为1.19Kg，厚度为2.29mm。该防刺服可以有效抵挡来自刀具的刺割伤害， 能满足GA68-2008标准的安全测试。
实施例3
如图1-6所示，本实施例提供了一种凹凸式柔性防刺材料，包括柔性基布4 和固定于柔性基布4上侧的第一防护模块1和第二防护模块2，其中，所述的第 一防护模块1的四周形成有凸出部分11，所述的第二防护模块2的四周形成有 凹槽12，所述的凸出部分11嵌入所述的凹槽12中，所述的第一防护模块1和 第二防护模块2皆设有圆孔3，所述的第一防护模块1和第二防护模块2通过穿 过所述圆孔3的高性能纱线5连接。第一防护模块1和第二防护模块2排列于柔 性基布4的上侧，且第一防护模块1和第二防护模块2彼此相互匹配。。
其中，第一防护模块1与第二防护模块2采用超高分子量聚乙烯(东莞市盛芯 特殊绳带有限公司)、芳纶短纤维(广西万维新材料有限公司)与热塑性聚氨酯 (东莞市卡达尔塑胶原料有限公司)混合，通过注塑技术复合而成，其中超高分 子量聚乙烯和芳纶短纤维1:1混合，短纤维与热塑性树脂的质量分数比为1:3，所 述注塑技术为：将热塑性聚氨酯190℃熔融，再将超高分子量聚乙烯短纤维分散 在熔融的热塑性聚氨酯中，得到熔融的高分子复合材料，将熔融的高分子复合材 料利用压力注进模具中，然后经过冷却得到第一防护模块1和第二防护模块2。第 一防护模块1与第二防护模块2具有与所述柔性基布4相接触的底面，通过粘结固 定于柔性基布4上侧。第一防护模块1为边长为14mm，高2mm的长方体，凸出部 分11为上底4mm，下底8mm，高2mm的四棱柱，第二防护模块2为边长为14mm， 高2mm的长方体，凹槽12为上底4mm，下底8mm，高2mm的四棱柱，第一防护 模块1、第二防护模块2四周设置的半径为1mm的圆孔3，所述圆孔3的轴线垂直于 所述柔性基布4所在平面，每一个圆孔3与相邻三个圆孔3通过芳纶纱线5穿梭连 接。所述的第一防护模块1的侧面和与之相邻的第二防护模块2的侧面之间的间隙 d为1mm，使用的柔性基布3为芳纶平纹布，面密度为130g/m2，厚度为0.28mm。
所述凹凸式柔性防刺材料具体制备步骤如下：
S1：采用超高分子量聚乙烯、芳纶短纤维与热塑性聚氨酯混合，通过注塑 技术复合得到第一防护模块1与第二防护模块2，并在其顶面沿着棱边方向进行 刻痕6处理；
S2：将S1步骤中得到的第一防护模块1与第二防护模块2通过热塑性黏胶 剂(东莞市卡达尔塑胶原料有限公司)黏合至芳纶基布的一侧，其中第一防护模 块1的凸出部分与芳纶基布无粘结；将芳纶基布与第一防护模块1、第二防护模 块2在60℃烘箱下烘2h，得到凹凸式柔性防刺材料；
将S2步骤中的凹凸式柔性防刺材料制成防护面积为0.3m2的防刺服，防护 服重量为1.19Kg，厚度为2.28mm。该防刺服可以有效抵挡来自刀具的刺割伤害， 能满足GA68-2008标准的安全测试。
Claims (10)
1.一种凹凸式柔性防刺材料，其特征在于，包括柔性基布和固定于柔性基布一侧的第一防护模块和第二防护模块，其中，所述的第一防护模块的四周形成有凸出部分，所述的第二防护模块的四周形成有凹槽，所述的凸出部分嵌入所述的凹槽中，所述的第一防护模块和第二防护模块皆设有圆孔，所述的第一防护模块和第二防护模块通过穿过所述圆孔的纱线连接。
2.如权利要求1所述凹凸式柔性防刺材料，其特征在于，所述第一防护模块与第二防护模块具有与所述柔性基布相接触的底面，通过粘结固定于柔性基布一侧，其中第一防护模块的凸出部分与柔性基布无粘结。
3.如权利要求1所述凹凸式柔性防刺材料，其特征在于，所述第一防护模块与第二防护模块皆在四周设置4个圆孔，所述圆孔的轴线垂直于所述柔性基布所在平面，用于第一防护模块与第二防护模块的连接；所述第一防护模块和第二防护模块的连接为每一个圆孔与相邻三个圆孔相互连接。
4.如权利要求1所述凹凸式柔性防刺材料，其特征在于，所述第一防护模块和第二防护模块的顶面进行刻痕处理；所述第一防护模块和第二防护模块彼此间的间隙为0.5～2mm。
5.如权利要求1所述凹凸式柔性防刺材料，其特征在于，所述所述第一防护模块和第二防护模块由增强热塑性复合材料制得；所述增强热塑性复合材料是由高强高模量纤维与热塑性高分子材料复合而成，所述高强高模量纤维为超高分子量聚乙烯、芳纶、PBO、陶瓷纤维、碳纤维、蜘蛛丝、玻璃纤维中的一种或几种；所述热塑性高分子材料为酚醛树脂、环氧树脂、聚氨酯、聚乙烯树脂、聚苯乙烯树脂、聚丙烯树脂、聚氯乙烯树脂中的一种或几种。
6.如权利要求7所述凹凸式柔性防刺材料，其特征在于，所述增强复合材料中的热塑性高分子材料与高强高模量纤维之间的配比范围是8:1～1:1。
7.如权利要求1所述凹凸式柔性防刺材料，其特征在于，所述柔性基布为超高分子量聚乙烯、芳纶、PBO、陶瓷纤维、碳纤维、蜘蛛丝、玻璃纤维高性能纤维中的至少一种纤维编织而成。
8.如权利要求1所述凹凸式柔性防刺材料，其特征在于，所述高性能纱线为超高分子量聚乙烯、芳纶、PBO、陶瓷纤维、碳纤维、蜘蛛丝、玻璃纤维间的一种或多种。
9.权利要求1所述凹凸式柔性防刺材料的制备方法，其特征在于，其中包括以下步骤：
S1：制备第一防护模块与第二防护模块；
S2：将S1中得到的第一防护模块与第二防护模块粘合到柔性基布的上侧，将柔性基布和两类防护模块烘干，得到柔性防刺材料。
10.如权利要求9所述凹凸式柔性防刺材料的制备方法，其特征在于，所述S1步骤中防护模块通过注塑技术制备而成，所述注塑技术为将熔融的高分子复合材料利用压力注进模具中，然后经过冷却得到防护模块。
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