专利名称:一种轻型柔质液态性防刺材料及其制备方法
技术领域：
本发明属于个体防护装甲材料领域。尤其涉及一种轻型柔质液态性防刺材料及其制备方法。
背景技术：
随着社会和科技的发展，防刺材料已经进入了人们的日常生活中。人们对防刺材料的要求越来越高，笨重的硬质防刺服已经不能满足人们的需要，于是出现了半硬质防刺月艮。半硬质防刺服是具有一定柔韧性的防刺服，这种防刺服由数层材料复合而成，中间有ー层或几层特殊的金属片或钢丝圈夹层，这种防刺服大大提高了人们活动的灵活性。近几十 年又出现了软质防刺服，目前国内外现有的传统软质防刺材料，一般是由20-40层芳纶或超高分子量聚こ烯纤维织物组成，由于层数较多，仍然存在制作成本高、质量笨重、灵活性差和舒适性差等缺点。
剪切增稠液是剪切增稠液体(STF)是由分散相粒子和分散介质组成，是ー种非牛顿力学行为可逆流体，在平衡状态下，表现为分散胶体形式；而在高速剪切力作用时，其粘度急剧增加，表现出固体行为。关于利用剪切增稠液来制备软质防刺服和防弾服的制备技术已有报道。例如，中国专利，CN200710075526. 6曹海琳等，《软质防刺材料及软体防刺复合结构》公开了ー种软体防刺材料，其主要特征包括将剪切增稠特性的液体浸溃复合或涂覆复合的方法来制备柔性防刺材料；然后再将制得的液体复合防刺材料采用多层叠加的方式制备成高性能软体防刺复合材料。中国专利，CN200710122028. 2公开了ー种液态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质纳米粒子悬浮液制成的剪切增稠液体浸溃的高强度纤维机织物、针织物、非织造织物单层或多层叠加制成；外罩用粘扣粘连和纽扣挂接方式将防弹防刺材料连接在外罩的内侧或夹层。以上方法中，都没有提及将剪切增稠液灌装密封在织物中，而且制备过程中采用三维中空织物结构和热缝纫技术。
发明内容
本发明结合了三维中空织物结构、剪切增稠机理、无纬布热热缝纫等技术优势，エ艺简单，操作方便、本发明可以在保证防刺性能的基础上提供更好的服用性能，而且在性能、重量和厚度上都具有显著优势。
本发明所要解决的技术问题是提供
本专利解决其技术问题所采用的技术方案是
配制具有显著剪切增稠特性的液体，其中一种配方(质量比)如下
纳米级球形ニ氧化硅 50-70%
聚こニ醇30-50%
将高强度纤维的无纬布与三维中空纤维织物通过热缝纫技术复合起来，制成防渗漏型的袋型密封织物。
将配制好的具有剪切增稠特性的液体按比例分三次缓慢装入制好的袋型密封织物中，即制成轻型柔质液态性防刺材料。其中一种配方(体积比)如下
剪切增稠液30-70%
袋型密封织物40-60%
本专利的有益效果是
I、充分发挥了剪切增稠液体的特性，在常温状态下时柔软贴身，能有效保护膝关节等特殊部位。
2、不仅充分应用了三维中空织物结构良好的抗压弹性，即织物对冲击能具有优异的缓冲作用；还将其作为一体性骨架材料，起到一个增强作用。
3、充分利用热缝纫技术的优势，解决了剪切增稠液的滲透问题，可根据具体的实际应用情况制备出重量轻、造价低、柔质的防刺材料。
本发明与其他方式的利用剪切增稠液来制备软质防刺服和防弾服等的不同之处在于采用三维中空结构和热缝纫技术，避免了由于浸溃或涂覆エ艺而产生的剪切增稠液不均匀分布的情况，最大限度地结合发挥了剪切增稠液与三维中空织物结构的特性，得到了一种轻型柔质液态性防刺材料。
图I为本发明轻型柔质液态性防刺材料的截面结构示意图
图2为本发明轻型柔质液态性防刺材料的制备流程图
具体实施方式
下面结合附图对本发明的轻型柔质液态性防刺材料及其制备方法的具体实施方式
进行说明。
结合附图1，本发明的轻型柔质液态性防刺材料是由高强度纤维无维布(I)和高强度纤维三维中空结构织物(2)和具有剪切增稠特性的液体(3)，通过热缝纫技术复合而成的。具体制备流程图如附图2所示，先将高强度纤维的三维中空结构织物与无纬布通过热缝纫技术制成袋型密封织物，接着将剪切增稠液灌装入袋，然后进行最后一道的封装エ序，制备得到轻型柔质液态性防刺材料。
实施例I
配置剪切增稠液体，配方如下(重量比)
纳米球形ニ氧化硅 55%
聚こニ醇45%
将高强度超高分子量聚こ烯纤维的无纬布与超高分子量聚こ烯的三维中空结构织物通过热缝纫技术复合起来，制成防渗漏型的袋型密封织物。
将配制好的具有剪切增稠特性的液体按比例分批次缓慢装入制好的超高分子量聚こ烯纤维的袋型密封织物中，即制成轻型柔质液态性防刺材料。其中一种配方(体积比)如下
制备轻质柔性防刺材料的配方如下(体积比)
剪切增稠液65%
袋型密封织物35%[0032]实施例2
配置剪切增稠液体，配方如下(重量比)
纳米球形二氧化硅 65%
聚乙二醇35%
将高强度芳纶纤维的无纬布与芳纶纤维的三维中空结构织物通过热缝纫技术复合起来，制成防渗漏型的袋型密封织物。
将配制好的具有剪切增稠特性的液体按比例分批次缓慢装入制好的芳纶纤维袋型密封织物中，制得轻型柔质液态性防刺材料。其中一种配方(体积比)如下制备轻质柔性防刺材料的配方如下(体积比)
剪切增稠液60%
袋型密封织物40%。
权利要求
1.一种轻型柔质液态性防刺材料及其制备方法，其特征在于所述的防刺材料包括四部分，从外到内依次为高强度纤维的无纬布、高強度纤维的三维中空结构织物和具有剪切增稠特性的液体，其中无纬布和三维中空结构这两部分之间通过热缝纫技术复合，层间不可相对移动。
2.根据权利要求
书I所述的制备方法，包括具有剪切增稠特性的液体的配置、三维中空织物的制备、灌装エ艺和热缝纫技术，其特征在干通过热缝纫技术将高强度纤维的三维中空结构织物和无纬布制成袋型密封织物，然后分批次将剪切增稠液灌装入袋，最后再通过热缝纫技术将封ロ封好，制备得到轻型柔质液态性防刺材料。
3.根据权利要求
书I所述的具有剪切增稠特性的液体，其特征在于其硬质纳米球形粒子为粒径大小在IOnm ΙΟμπι之间的ニ氧化硅、碳酸钙、聚苯こ烯、聚甲基丙烯酸甲酷，其中优选ニ氧化硅；其溶剂为聚こニ醇；且液体的起始粘度在100 IOOOPa · S之间，增稠后粘度在IOOPa · S IOOOOPa · S之间。
4.根据权利要求
I所述的高強度纤维，其特征在于是指强度较高的纤维，芳纶或超高分子量聚こ烯的ー种或ニ种。
5.根据权利要求
I所述的高强度纤维的三维中空结构织物，其特征在于面密度在180g/m2 300g/m2,高度在8 20mm之间。
6.根据权利要求
I所述的高強度纤维的无纬布，其特征在于是高强度纤维的单向无纬布之间的正交复合而成的高性能复合无纬布。
7.根据权利要求
I的所述的轻型柔质液态性防刺材料及其制备方法，其特征在于巧妙地运用了三维中空结构织物的抗压弹性、无纬布的防渗漏性和剪切增稠液的特性以及热缝纫的技术优势，从而能够制备出重量轻、造价低、柔质的防刺材料。
专利摘要
本发明公开了一种轻型柔质液态性防刺材料，采用超高分子量聚乙烯纱线或芳纶为原料，解决现有防刺材料的厚重、舒适性差、制造成本高的问题。本发明所述的防刺材料是由高强度纤维无纬布和高强度纤维三维中空结构织物和具有剪切增稠特性的液体，通过热缝纫技术复合而成的。本发明所述的防刺材料在未受力时是呈柔性液态状的；一旦受力撞击后，就立即变硬；撞击力消失后就又立刻恢复柔性液态状；其三维中空织物结构能有效地解决原来防护材料叠加后的自由滑动问题，起到一个支架的作用，并降低织造成本。本发明所述的无纬布是由高性能纤维复合无纬布组成的，通过热缝纫技术制成袋型密封织物，解决剪切增稠液的渗漏问题。本发明结合了三维中空结构织物的抗压弹性、无纬布的防渗漏性和剪切增稠液的特性以及热缝纫的技术优势，工艺简单，操作方便、本发明可以有效地防止匕首、刺刀等锐器的伤害，所使用的原材料较少，并且质量轻，为在危险环境下人们身体的灵活性提供了机动性，不仅适用于警察安全部门领域如监管人员、城管人员等的应用外，还可以用于民用领域，如运动防护(击剑防护服等)、工业人员防护(装修、建筑等)以及钓鱼人员和摩托车赛车手的防护、出租车司机的安全防护等等。
文档编号F41H1/02GKCN102692161SQ201110079852
公开日2012年9月26日 申请日期2011年3月24日
发明者俞科静, 曹海建, 钱坤 申请人:江南大学导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan