專利名稱:一種輕型柔質(zhì)液態(tài)性防刺材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于個體防護(hù)裝甲材料領(lǐng)域。尤其涉及一種輕型柔質(zhì)液態(tài)性防刺材料及其制備方法。
背景技術(shù)：
隨著社會和科技的發(fā)展，防刺材料已經(jīng)進(jìn)入了人們的日常生活中。人們對防刺材料的要求越來越高，笨重的硬質(zhì)防刺服已經(jīng)不能滿足人們的需要，于是出現(xiàn)了半硬質(zhì)防刺月艮。半硬質(zhì)防刺服是具有一定柔韌性的防刺服，這種防刺服由數(shù)層材料復(fù)合而成，中間有ー層或幾層特殊的金屬片或鋼絲圈夾層，這種防刺服大大提高了人們活動的靈活性。近幾十 年又出現(xiàn)了軟質(zhì)防刺服，目前國內(nèi)外現(xiàn)有的傳統(tǒng)軟質(zhì)防刺材料，一般是由20-40層芳綸或超高分子量聚こ烯纖維織物組成，由于層數(shù)較多，仍然存在制作成本高、質(zhì)量笨重、靈活性差和舒適性差等缺點(diǎn)。
剪切增稠液是剪切增稠液體(STF)是由分散相粒子和分散介質(zhì)組成，是ー種非牛頓力學(xué)行為可逆流體，在平衡狀態(tài)下，表現(xiàn)為分散膠體形式；而在高速剪切力作用時，其粘度急劇增加，表現(xiàn)出固體行為。關(guān)于利用剪切增稠液來制備軟質(zhì)防刺服和防弾服的制備技術(shù)已有報(bào)道。例如，中國專利，CN200710075526. 6曹海琳等，《軟質(zhì)防刺材料及軟體防刺復(fù)合結(jié)構(gòu)》公開了ー種軟體防刺材料，其主要特征包括將剪切增稠特性的液體浸潰復(fù)合或涂覆復(fù)合的方法來制備柔性防刺材料；然后再將制得的液體復(fù)合防刺材料采用多層疊加的方式制備成高性能軟體防刺復(fù)合材料。中國專利，CN200710122028. 2公開了ー種液態(tài)性材料的防弾防刺服，其主要特征包括用具有剪切增稠特性的硬質(zhì)納米粒子懸浮液制成的剪切增稠液體浸潰的高強(qiáng)度纖維機(jī)織物、針織物、非織造織物單層或多層疊加制成；外罩用粘扣粘連和紐扣掛接方式將防彈防刺材料連接在外罩的內(nèi)側(cè)或夾層。以上方法中，都沒有提及將剪切增稠液灌裝密封在織物中，而且制備過程中采用三維中空織物結(jié)構(gòu)和熱縫紉技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明結(jié)合了三維中空織物結(jié)構(gòu)、剪切增稠機(jī)理、無緯布熱熱縫紉等技術(shù)優(yōu)勢，エ藝簡單，操作方便、本發(fā)明可以在保證防刺性能的基礎(chǔ)上提供更好的服用性能，而且在性能、重量和厚度上都具有顯著優(yōu)勢。
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供
本專利解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是
配制具有顯著剪切增稠特性的液體，其中一種配方(質(zhì)量比)如下
納米級球形ニ氧化硅 50-70%
聚こニ醇30-50%
將高強(qiáng)度纖維的無緯布與三維中空纖維織物通過熱縫紉技術(shù)復(fù)合起來，制成防滲漏型的袋型密封織物。
將配制好的具有剪切增稠特性的液體按比例分三次緩慢裝入制好的袋型密封織物中，即制成輕型柔質(zhì)液態(tài)性防刺材料。其中一種配方(體積比)如下
剪切增稠液30-70%
袋型密封織物40-60%
本專利的有益效果是
I、充分發(fā)揮了剪切增稠液體的特性，在常溫狀態(tài)下時柔軟貼身，能有效保護(hù)膝關(guān)節(jié)等特殊部位。
2、不僅充分應(yīng)用了三維中空織物結(jié)構(gòu)良好的抗壓彈性，即織物對沖擊能具有優(yōu)異的緩沖作用；還將其作為一體性骨架材料，起到一個增強(qiáng)作用。
3、充分利用熱縫紉技術(shù)的優(yōu)勢，解決了剪切增稠液的滲透問題，可根據(jù)具體的實(shí)際應(yīng)用情況制備出重量輕、造價低、柔質(zhì)的防刺材料。
本發(fā)明與其他方式的利用剪切增稠液來制備軟質(zhì)防刺服和防弾服等的不同之處在于采用三維中空結(jié)構(gòu)和熱縫紉技術(shù)，避免了由于浸潰或涂覆エ藝而產(chǎn)生的剪切增稠液不均勻分布的情況，最大限度地結(jié)合發(fā)揮了剪切增稠液與三維中空織物結(jié)構(gòu)的特性，得到了一種輕型柔質(zhì)液態(tài)性防刺材料。


圖I為本發(fā)明輕型柔質(zhì)液態(tài)性防刺材料的截面結(jié)構(gòu)示意圖
圖2為本發(fā)明輕型柔質(zhì)液態(tài)性防刺材料的制備流程圖
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的輕型柔質(zhì)液態(tài)性防刺材料及其制備方法的具體實(shí)施方式
進(jìn)行說明。
結(jié)合附圖1，本發(fā)明的輕型柔質(zhì)液態(tài)性防刺材料是由高強(qiáng)度纖維無維布(I)和高強(qiáng)度纖維三維中空結(jié)構(gòu)織物(2)和具有剪切增稠特性的液體(3)，通過熱縫紉技術(shù)復(fù)合而成的。具體制備流程圖如附圖2所示，先將高強(qiáng)度纖維的三維中空結(jié)構(gòu)織物與無緯布通過熱縫紉技術(shù)制成袋型密封織物，接著將剪切增稠液灌裝入袋，然后進(jìn)行最后一道的封裝エ序，制備得到輕型柔質(zhì)液態(tài)性防刺材料。
實(shí)施例I
配置剪切增稠液體，配方如下(重量比)
納米球形ニ氧化硅 55%
聚こニ醇45%
將高強(qiáng)度超高分子量聚こ烯纖維的無緯布與超高分子量聚こ烯的三維中空結(jié)構(gòu)織物通過熱縫紉技術(shù)復(fù)合起來，制成防滲漏型的袋型密封織物。
將配制好的具有剪切增稠特性的液體按比例分批次緩慢裝入制好的超高分子量聚こ烯纖維的袋型密封織物中，即制成輕型柔質(zhì)液態(tài)性防刺材料。其中一種配方(體積比)如下
制備輕質(zhì)柔性防刺材料的配方如下(體積比)
剪切增稠液65%
袋型密封織物35%[0032]實(shí)施例2
配置剪切增稠液體，配方如下(重量比)
納米球形二氧化硅 65%
聚乙二醇35%
將高強(qiáng)度芳綸纖維的無緯布與芳綸纖維的三維中空結(jié)構(gòu)織物通過熱縫紉技術(shù)復(fù)合起來，制成防滲漏型的袋型密封織物。
將配制好的具有剪切增稠特性的液體按比例分批次緩慢裝入制好的芳綸纖維袋型密封織物中，制得輕型柔質(zhì)液態(tài)性防刺材料。其中一種配方(體積比)如下制備輕質(zhì)柔性防刺材料的配方如下(體積比)
剪切增稠液60%
袋型密封織物40%。
權(quán)利要求
1.一種輕型柔質(zhì)液態(tài)性防刺材料及其制備方法，其特征在于所述的防刺材料包括四部分，從外到內(nèi)依次為高強(qiáng)度纖維的無緯布、高強(qiáng)度纖維的三維中空結(jié)構(gòu)織物和具有剪切增稠特性的液體，其中無緯布和三維中空結(jié)構(gòu)這兩部分之間通過熱縫紉技術(shù)復(fù)合，層間不可相對移動。
2.根據(jù)權(quán)利要求
書I所述的制備方法，包括具有剪切增稠特性的液體的配置、三維中空織物的制備、灌裝エ藝和熱縫紉技術(shù)，其特征在干通過熱縫紉技術(shù)將高強(qiáng)度纖維的三維中空結(jié)構(gòu)織物和無緯布制成袋型密封織物，然后分批次將剪切增稠液灌裝入袋，最后再通過熱縫紉技術(shù)將封ロ封好，制備得到輕型柔質(zhì)液態(tài)性防刺材料。
3.根據(jù)權(quán)利要求
書I所述的具有剪切增稠特性的液體，其特征在于其硬質(zhì)納米球形粒子為粒徑大小在IOnm ΙΟμπι之間的ニ氧化硅、碳酸鈣、聚苯こ烯、聚甲基丙烯酸甲酷，其中優(yōu)選ニ氧化硅；其溶劑為聚こニ醇；且液體的起始粘度在100 IOOOPa · S之間，增稠后粘度在IOOPa · S IOOOOPa · S之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求
I所述的高強(qiáng)度纖維，其特征在于是指強(qiáng)度較高的纖維，芳綸或超高分子量聚こ烯的ー種或ニ種。
5.根據(jù)權(quán)利要求
I所述的高強(qiáng)度纖維的三維中空結(jié)構(gòu)織物，其特征在于面密度在180g/m2 300g/m2,高度在8 20mm之間。
6.根據(jù)權(quán)利要求
I所述的高強(qiáng)度纖維的無緯布，其特征在于是高強(qiáng)度纖維的單向無緯布之間的正交復(fù)合而成的高性能復(fù)合無緯布。
7.根據(jù)權(quán)利要求
I的所述的輕型柔質(zhì)液態(tài)性防刺材料及其制備方法，其特征在于巧妙地運(yùn)用了三維中空結(jié)構(gòu)織物的抗壓彈性、無緯布的防滲漏性和剪切增稠液的特性以及熱縫紉的技術(shù)優(yōu)勢，從而能夠制備出重量輕、造價低、柔質(zhì)的防刺材料。
專利摘要
本發(fā)明公開了一種輕型柔質(zhì)液態(tài)性防刺材料，采用超高分子量聚乙烯紗線或芳綸為原料，解決現(xiàn)有防刺材料的厚重、舒適性差、制造成本高的問題。本發(fā)明所述的防刺材料是由高強(qiáng)度纖維無緯布和高強(qiáng)度纖維三維中空結(jié)構(gòu)織物和具有剪切增稠特性的液體，通過熱縫紉技術(shù)復(fù)合而成的。本發(fā)明所述的防刺材料在未受力時是呈柔性液態(tài)狀的；一旦受力撞擊后，就立即變硬；撞擊力消失后就又立刻恢復(fù)柔性液態(tài)狀；其三維中空織物結(jié)構(gòu)能有效地解決原來防護(hù)材料疊加后的自由滑動問題，起到一個支架的作用，并降低織造成本。本發(fā)明所述的無緯布是由高性能纖維復(fù)合無緯布組成的，通過熱縫紉技術(shù)制成袋型密封織物，解決剪切增稠液的滲漏問題。本發(fā)明結(jié)合了三維中空結(jié)構(gòu)織物的抗壓彈性、無緯布的防滲漏性和剪切增稠液的特性以及熱縫紉的技術(shù)優(yōu)勢，工藝簡單，操作方便、本發(fā)明可以有效地防止匕首、刺刀等銳器的傷害，所使用的原材料較少，并且質(zhì)量輕，為在危險(xiǎn)環(huán)境下人們身體的靈活性提供了機(jī)動性，不僅適用于警察安全部門領(lǐng)域如監(jiān)管人員、城管人員等的應(yīng)用外，還可以用于民用領(lǐng)域，如運(yùn)動防護(hù)(擊劍防護(hù)服等)、工業(yè)人員防護(hù)(裝修、建筑等)以及釣魚人員和摩托車賽車手的防護(hù)、出租車司機(jī)的安全防護(hù)等等。
文檔編號F41H1/02GKCN102692161SQ201110079852
公開日2012年9月26日 申請日期2011年3月24日
發(fā)明者俞科靜, 曹海建, 錢坤 申請人:江南大學(xué)導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan