CN109805480A - 高弹性透气快干耐冲击的复合纤维材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种复合纤维及其制备方法，特别是一种高弹性透气快干耐冲击的复合纤维材料及其制备方法。由如下组份按重量份组成：非金属网毡26～30份，金属弹力架25～30份，甲片复合组配材料28～35份，激光渗透材料5～10份、面料4～8份。按如下步骤进行：将面料裁剪成与甲片搭接形状相适应的规格，形成表层面料，金属弹力架置于甲片密封壳底部，金属弹力架下方设置非金属网毡，非金属网毡下方设置衬里面料；即完成该复合纤维的制备。与现有技术相比，所具备的优点是：种透气性好，抗冲击强度高，快干，重量轻便，通过此材料制作加工的成品较国内现役成本降低40～70％，抗冲击厚度降低4～6mm。
Description
技术领域
本发明涉及一种复合纤维及其制备方法，特别是一种高弹性透气快干耐冲击的复合纤维材料及其制备方法。
背景技术
为提高战时士兵的生存防护能力，一种抗冲击防弹衣应运而生，以仿生材料凯夫拉为代表延申换代至今，我国在陶瓷覆片基础上换代升级为双重复合产品，较国际发达国家多层插片第三代产品差距一代。依目前我国技术条件和前沿科技材料条件，特提出国际前列的高弹性、透气快干、耐冲击、多层复合纤维的防弹衣材料及其制备工艺。
发明内容
本发明的目的在于提供一种透气性好，抗冲击强度高、快干、重量轻便的高弹性透气快干耐冲击的复合纤维材料及其制备方法。
一种高弹性透气快干耐冲击的复合纤维材料，采用如下技术方案实现：
一种高弹性透气快干耐冲击的复合纤维材料，由如下组份按重量份组成：非金属网毡26～30份，金属弹力架25～30份，甲片复合组配材料28～35份，激光渗透材料5～10份、面料4～8份。
上述技术方案的构成的复合纤维材料，与现有技术相比，所具备的优点是：种透气性好，抗冲击强度高，快干，重量轻便，通过此材料制作加工的成品较国内现役成本降低40～70％，抗冲击厚度降低4～6mm。
复合纤维材料的优选方案是：
非金属网毡26份，金属弹力架25份，甲片复合组配材料28份，激光渗透材料5份，面料5份。
非金属网毡30份，金属弹力架30份，甲片复合组配材料35份，激光渗透材料10份，面料8份。
非金属网毡由凯夫拉丝和石墨稀组成，凯夫拉丝和石墨稀两者的质量配比7～8∶2～3。
非金属网毡由凯夫拉丝和石墨稀组成，凯夫拉丝和石墨稀两者的质量配比7∶3。
金属弹力架由金属钨铬合金与钨铬螺旋丝按1∶2的质量比进行组装。
面料采用凯夫拉丝。
甲片复合材料采用金属弹力架冲压成型。
一种高弹性透气快干耐冲击的复合纤维材料制备方法，采用如下技术方案：
一种高弹性透气快干耐冲击的复合纤维材料制备方法，按如下步骤进行：
1)、非金属网毡由凯夫拉丝与石墨稀按质量配比经加工编织后压缩制备成型，厚度3mm～5mm；
2)、金属钨铬合金网片与钨铬螺旋丝按1∶2的质量比，缠绕编织组合为金属弹力架，并经热压成型，厚度3mm～5mm；
3)、步骤2)中的金属弹力架与步骤1)中的非金属网毡采用物理性粘合，形成弹力组合体；
4)、步骤3)中形成的弹力组合体通过激光渗透材料进行渗透后形成中间抗冲击防护层；5)、甲片复合组配材料采用金属弹力架通过二次高温冲压成甲片，甲片厚度0.5mm～2.0mm，甲片凸面为小球形弧面均布模压成型，以改变弹头冲击点的冲击方向，球形弧面Φ3mm～4mm，弧面高度3mm～4mm，在甲片凹面密封装配密封壳，密封壳与甲片凹面之间填充非金属液体；密封壳与甲片通过激光焊接为抗冲击缓冲甲片，甲片封闭壳设置三点位物理组装点使之完成外层成品组装；
6)、将面料裁剪成与第5)步骤中形成的甲片搭接形状相适应的规格，并将该面料置于甲片上表面，形成表层面料，步骤2)中的金属弹力架置于前述第5)步骤中的甲片密封壳底部，金属弹力架下方设置非金属网毡，非金属网毡下方设置衬里面料；即完成该复合纤维的制备。
采用上述制备方法获得的复合纤维，与现有技术相比，具有如下优点：透气性好，抗冲击强度高，快干，重量轻便的防弹衣帽；弹着点可修复，各层能够自动还原；成品重量较国内现役成品降低40～70％，抗冲击防护层厚度降低4～6mm；令子弹着点冲击初始即转化弹着点方向为弧面冲击，消化冲击能量，提高生存机率，降低冲击伤害。
复合材料纤维的优选制备方法是：
激光渗透材料采用金属激光渗透和非金属激光渗透组合材料，金属激光渗透材料采用金属铼纳米材料，非金属激光渗透材料采用硒土纳米材料；金属激光渗透材料和非金属激光渗透材料两者的配比1∶1。
相邻之间的甲片通过错口卡片式结构实现搭接或连接。
附图说明
图1是非金属网毡编织成型后图片。
图2是金属弹力架的结构示意图。
图3是甲片的组装结构示意图。
图4是图3中的A向示意图。
图5是图3中的B向示意图。
图6是复合纤维各层装配后的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图及实施例述本发明：
实施例1：
一种高弹性透气快干耐冲击的复合纤维材料，由如下组份按重量份组成：非金属网毡30份，金属弹力架30份，甲片复合组配材料35份，激光渗透材料5、面料5。
非金属网毡由凯夫拉丝和石墨稀组成，凯夫拉丝和石墨稀两者的质量配比7∶3。
金属弹力架由金属钨铬合金与钨铬螺旋丝按1∶2的质量比进行组装。面料采用凯夫拉丝。甲片复合材料采用金属弹力架冲压成型。
具体制备方法，按如下步骤进行：
第一步：
非金属网毡由凯夫拉丝与石墨稀按质量配比经加工编织后压缩制备成型，厚度5mm。
第二步：
金属钨铬合金(平行条状结构)与钨铬螺旋丝按1∶2的质量比，缠绕“+”字型(或其他环缠绕方式)编织组合为金属弹力架，并经热压成型，厚度5mm。
第三步：
将第二步中获得的金属弹力架与第一步中的非金属网毡采用物理性粘合，形成弹力组合体。
第四步：
将弹力组合体通过激光渗透材料进行渗透后形成中间抗冲击防护层；激光渗透材料采用金属激光渗透和非金属激光渗透组合材料，金属激光渗透材料采用金属铼纳米材料，非金属激光渗透材料采用硒土纳米材料；金属激光渗透材料和非金属激光渗透材料两者的配比：1∶1。
第五步：
甲片复合组配材料采用金属弹力架通过二次高温冲压成甲片，甲片厚度1.0mm，甲片凸面为小球形弧面均布模压成型，以改变弹头冲击点的冲击方向，球形弧面Φ4mm，弧面高度3mm，在甲片凹面密封装配密封壳，密封壳与甲片凹面之间填充非金属液体；密封壳与甲片通过激光焊接为抗冲击缓冲甲片，甲片密封壳设置三点位物理组装点，相邻之间的甲片通过错口卡片式结构实现搭接或连接，使之完成外层成品组装。
第六步：
将面料裁剪成与第五步中形成的甲片搭接形状相适应的规格，并将该面料置于甲片上表面，形成表层面料，第二步中的金属弹力架置于第五步的甲片密封壳底部，金属弹力架下方设置非金属网毡，非金属网毡下方设置衬里面料；即完成该复合纤维的制备。
取定型材料非金属网毡→与金属弹力架中间内侧柔性组装(细弹簧式柔性组装)→中间弹力架层外侧与外层甲片组装→与成衣内衬外衣链接套装制得。
所制作的成品中：头部和颈围产品制备可以缩小甲片规格柔性装配；可通过改变甲片体量使之更加柔性，并降低单位重量；也可通过调整生产制备工艺，可以将成品表层采用隐身面料或作为室外精密仪器包装产品生产加工；生产成品组装可以错口卡片式组装实现。
实施例2：
与实施例1的不同之处在于：采用如下质量份配比：非金属网毡26份，金属弹力架25份，甲片复合组配材料28份，激光渗透材料5份，面料5份。
实施例3：
与实施例1的不同之处在于：采用如下质量份配比：非金属网毡30份，金属弹力架30份，甲片复合组配材料35份，激光渗透材料10份，面料8份。
实施例4：
与实施例1的不同之处在于：采用如下质量份配比：非金属网毡27份，金属弹力架28份，甲片复合组配材料33份，激光渗透材料8份，面料8份。
实施例5：
与实施例1的不同之处在于：采用如下质量份配比：非金属网毡30份，金属弹力架29份，甲片复合组配材料30份，激光渗透材料7份，面料6份。
Claims (11)
1.一种高弹性透气快干耐冲击的复合纤维材料，由如下组份按重量份组成：非金属网毡26～30份，金属弹力架25～30份，甲片复合组配材料28～35份，激光渗透材料5～10份、面料4～8份。
2.根据权利要求1所述的高弹性透气快干耐冲击的复合纤维材料，其特征在于：非金属网毡26份，金属弹力架25份，甲片复合组配材料28份，激光渗透材料5份，面料5份。
3.根据权利要求1所述的高弹性透气快干耐冲击的复合纤维材料，其特征在于：非金属网毡30份，金属弹力架30份，甲片复合组配材料35份，激光渗透材料10份，面料8份。
4.根据权利要求1所述的高弹性透气快干耐冲击的复合纤维材料，其特征在于：非金属网毡由凯夫拉丝和石墨稀组成，凯夫拉丝和石墨稀两者的质量配比7～8∶2～3。
5.根据权利要求1所述的高弹性透气快干耐冲击的复合纤维材料，其特征在于：非金属网毡由凯夫拉丝和石墨稀组成，凯夫拉丝和石墨稀两者的质量配比7∶3。
6.根据权利要求1所述的高弹性透气快干耐冲击的复合纤维材料，其特征在于：金属弹力架由金属钨铬合金，与钨铬螺旋丝按1∶2的质量比进行组装。
7.根据权利要求1所述的高弹性透气快干耐冲击的复合纤维材料，其特征在于：面料采用凯夫拉丝。
8.根据权利要求1所述的高弹性透气快干耐冲击的复合纤维材料，其特征在于：甲片复合材料采用金属弹力架冲压成型。
9.一种如权利要求1至8中任意一项所述的高弹性透气快干耐冲击的复合纤维材料的制备方法，按如下步骤进行：
1)、非金属网毡由凯夫拉丝与石墨稀按质量配比经加工编织后压缩制备成型，厚度3mm～5mm；
2)、金属钨铬合金与钨铬螺旋丝按1∶2的质量比，缠绕编织组合为金属弹力架，并经热压成型，厚度3mm～5mm；
3)、步骤2)中的金属弹力架与步骤1)中的非金属网毡采用物理性粘合，形成弹力组合体；
4)、步骤3)中形成的弹力组合体通过激光渗透材料进行渗透后形成中间抗冲击防护层；
5)、甲片复合组配材料采用金属弹力架通过二次高温冲压成甲片，甲片厚度0.5mm～2.0mm，甲片凸面为小球形弧面均布模压成型，以改变弹头冲击点的冲击方向，球形弧面Φ3mm～4mm，弧面高度3mm～4mm，在甲片凹面密封装配密封壳，密封壳与甲片凹面之间填充非金属液体；密封壳与甲片通过激光焊接为抗冲击缓冲甲片，甲片密封壳设置三点位物理组装点使之完成外层成品组装；
6)、将面料裁剪成与第5)步骤中形成的甲片搭接形状相适应的规格，并将该面料置于甲片上表面，形成表层面料，步骤2)中的金属弹力架置于前述第5)步骤中的甲片密封壳底部，金属弹力架下方设置非金属网毡，非金属网毡下方设置衬里面料；即完成该复合纤维的制备。
10.根据权利要求1所述的高弹性透气快干耐冲击的复合纤维材料的制备方法，其特征在于：激光渗透材料采用金属激光渗透和非金属激光渗透组合材料，金属激光渗透材料采用金属铼纳米材料，非金属激光渗透材料采用硒土纳米材料；金属激光渗透材料和非金属激光渗透材料两者的配比1∶1。
11.根据权利要求1所述的高弹性透气快干耐冲击的复合纤维材料的制备方法，其特征在于：相邻之间的甲片通过错口卡片式结构实现搭接或连接。
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