用于防切割手套、防割护具及防穿刺服装的复合材料的制作方法

本实用新型属于新材料技术领域，尤其涉及一种用于防切割手套、防割护具及防穿刺服装的复合材料。

背景技术：

随着现代社会的发展，人们对自身安全防护越来越重视。在工业领域，如机械、石油、化工、玻璃加工及体育、户外等方面，人们迫切需要具有防切割防刺功能的防护产品，但目前的产品如防割手套、防割护臂、围裙仍然大量采用在织物中嵌入不锈钢丝等方法来制备，这类产品虽有一定的效果，但操作不方便，灵活性很差。

基于这一现状，目前已经研发出了旨在针对防刺防割伤害提供保护的特殊防护产品，虽然在一定程度上这些防护产品可以起到相应的效果，但是基本上都较为笨重，缺乏灵活性和柔软性，无法完全令人满意。

比如专利WO-A91-06821中描述了利用芳纶织物制成的防刺服，在其表面附有金属板，以此来达到防刺的效果，但是这类衣服相当笨重，无法提供所需的灵活性和柔软性。专利DE-A4413969中也采用的类似的方法，将多层金属箔制成的防刺服与芳纶纤维织物复合，可以起到一定的防刺效果，但是金属箔成本很高，制备起来非常麻烦，柔韧性也较差。专利WO9603277中则是利用等离子喷涂在织物表面喷涂一层陶瓷涂层，虽然致密的陶瓷层可以起到良好的防护作用，但是等离子喷涂工艺成本较高，生产时间过长，工艺复杂，无法量产。专利US7127879B2中采用纤维加捻编织的方式制备防割织物，纤维紧密结合在一起，虽然能够起到防割效果，但是由于纤维较致密，层数较多，导致舒适性透气性较差，并且长期使用，纤维逐渐破损，防割效果大大下降，造成安全隐患。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是：针对现有技术的缺陷，提供一种用于防切割手套、防割护具及防穿刺服装的复合材料。

本实用新型为解决上述技术问题采用以下技术方案：

本实用新型提供了一种用于防切割手套、防割护具及防穿刺服装的复合材料，包括基布层1和保护层，所述保护层由底胶层2、采用植砂工艺植入所述底胶层2表面的刚性粒子3和涂覆与所述刚性粒子3上的复胶层4经固化处理后形成，所述底胶层2涂覆于所述基布层1上。

进一步地，所述基布层1选自玻璃纤维、玄武岩纤维、芳纶纤维、高强尼龙纤维、涤纶纤维的一种或一种以上纤维、纱线制成的织物，所述织物为机织、针织或非织造面料中的一种。

进一步地，所述织物的纱线细度为50D-2100D，克重为100-300g/m²，所述织物组织形式为机织布、针织布或非织造布。

进一步地，所述底胶层2的主要原料为热固性树脂，所述热固性树脂选自脲醛及其改性树脂、酚醛及其改性树脂、环氧及其改性树脂、丙烯酸及其改性树脂或无机粘结剂中的一种或几种。

进一步地，所述刚性粒子3选自氧化铝、氮化硅、铬刚玉、锆刚玉、碳化硅、金刚石、玻璃中的一种或者几种的混合物，其粒径介于10-500μm。

进一步地，所述复胶4的主要原料为热固性树脂，所述热固性树脂选自脲醛及其改性树脂、酚醛及其改性树脂、环氧及其改性树脂、丙烯酸及其改性树脂或无机粘结剂中的一种或几种。

进一步地，所述刚性粒子的植砂厚度为0.1-2mm，植砂量为30-500g/m²。

进一步地，所述基布层1的厚度为0.1-1mm。

进一步地，所述保护层厚度为0.1-2mm。

本实用新型复合材料的制备工艺为：选取合适的高性能纤维织物，对其进行静电处理及涂附底胶处理，使织物具备耐高渗性能，并且使织物的物理机械性能与后续涂附的粘结剂相匹配；利用重力植砂或静电植砂的方式将刚性粒子与涂附底胶的织物粘结在一起，利用传送装置将其传送至固化车间进行初步固化；在固化车间固化一段时间后，刚性粒子与织物粘结较牢固，再进行复胶处理，使刚性粒子与织物粘结更加牢固，并且刚性粒子致密均匀地分布在在高性能纤维织物上，形成高性能防护层，刚性粒子可以磨蚀、钝化锐器，减弱锐器的剪切力，高性能纤维织物则起到支撑和缓冲的作用，对使用者形成有效地保护。

进一步地，所述静电处理的电压为20000V-40000V，电流为1mA-10mA，温度为20℃-50℃。

进一步地，所述底胶层2的组成按重量百分比包括以下组分：热固性树脂：45-85％，填料：10-40％，表面活性剂：0.4-1.8％，稀释剂：5-18％，消泡剂：0.3-0.9％，以上各组分纸盒为100％。

优选地，所述填料为重钙、轻钙、白垩土、硅藻土、硅灰粉、石棉或透辉石中的一种或一种以上，粒径为1-5μm。

优选地，所述的表面活性剂为脂肪族磺酸化物、烷基芳基磺酸化物、烷基萘磺酸化物、山梨醇脂肪酸酯或聚氧乙烯失水山梨醇脂肪酸酯中的一种或一种以上。

优选地，所述的稀释剂是甲醇、乙醇、丙酮、乙酸乙酯、乙二醇单乙醚、二乙二醇乙醚或水中的一种或一种以上。

优选地，所述的消泡剂为有机硅氧烷、聚醚、硅或醚接枝中的一种或一种以上。

优选地，所述底胶层2的固化温度为55-75℃，固化时间为50-55min。

进一步地，所述复胶层4的组成按重量百分比包括以下组分：热固性树脂：45-85％，高效流平剂：1.3-4.7％，抗静电剂：0.5-4.5％，填料：9-35％，偶联剂：0.2-0.7，颜料：2-6％，稀释剂：0.5-9％，阻燃剂：0.5-0.8％，以上各组分之和为100％。

优选地，所述高效流平剂是聚醚改性有机硅、烷基改性有机硅、氟改性丙烯酸酯聚合物、烷基二苯基氧化物二磺酸盐、山梨醇脂肪酸酯或聚氧乙烯失水山梨醇脂肪酸酯中的一种或一种以上。

优选地，所述抗静电剂为阴离子型抗静电剂、阳离子型抗静电剂或非离子型抗静电剂中的一种或一种以上。

优选地，所述填料为碳酸钙、硅酸盐、六氟铝酸钠、氟硼酸钾、氟硼酸钠、氟化钙、氟化钠、硬脂酸钙或硬脂酸锌中的一种或一种以上；偶联剂为硅烷偶联剂或锆类偶联剂中的一种或一种以上；稀释剂为甲醇、乙醇、丙酮、乙酸乙酯、乙二醇单乙醚、二乙二醇乙醚或水中的一种或一种以上；阻燃剂为红磷、氢氧化铝或膨胀性石墨中的一种或一种以上。

优选地，所述复胶层4的固化温度为85-100℃，固化时间为70-100min。

采用这种工艺制备的用于防切割手套、防割护具及防穿刺服装的复合材料，表面具有特定的花纹图案，可以缝合在手套和护具的外层，也可以缝合在面层和里层之间。

本实用新型采用以上技术方案，与现有技术相比，具有如下技术效果：

本实用新型的用于防切割手套、防割护具及防穿刺服装的复合材料，其制备方法简单、生产效率高，可连续化生产；复合材料的表面颗粒强度高，具有较高的力学性能；并且颗粒粘结牢度高，具有良好的耐水洗性能；柔软性能好，抗切割性能强；可适用于制作防切割、防针刺手套，也可以制作防割护臂、防割围裙，耐切割皮包等防护产品，应用范围广。

附图说明

图1为本实用新型用于防切割手套、防割护具及防穿刺服装的复合材料的截面示意图；

图2为采用本实用新型复合材料的护具示意图；

图3为采用本实用新型复合材料的围裙示意图；

图4为采用本实用新型复合材料的手套示意图。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型的用于防切割手套、防割护具及防穿刺服装的复合材料，包括基布层1和保护层，保护层由底胶层2、采用植砂工艺植入底胶层2表面的刚性粒子3和涂覆与刚性粒子3上的复胶层4经固化处理后形成，所述底胶层2涂覆于所述基布层1上。具体是通过植砂工艺，先用底胶层2将刚性粒子3粘结在基布层1表面，在固化车间中初步固化，再通过复胶层4使刚性粒子3与高性能纤维织物1结合更加牢固，制得高性能用于防切割手套、防割护具及防穿刺服装的复合材料。

下面结合附图对本实用新型的技术方案做进一步的详细说明。

实施例1

采用芳纶平纹面料作为基布，线密度为1000D，面密度为200g/m²，经纬密度为110*110/(根/10cm)；选取的底胶的组成按重量百分比包括以下组分：酚醛树脂：55％，填料：38％，表面活性剂：0.9％，稀释剂：5.3％，消泡剂：0.8％；选取的刚性粒子为碳化硅，粒径为80μm；复胶的组成按重量百分比包括以下组分：酚醛树脂：65％，高效流平剂：2.8％，抗静电剂：3.5％，填料：20.5％，偶联剂：0.4％，颜料：3％，稀释剂：4％，阻燃剂：0.8％。

所述的用于防切割手套、防割护具及防穿刺服装的复合材料的制备过程如下：

对芳纶织物进行静电处理及涂附底胶处理，静电处理的电压为30000V，电流为5mA，温度为30℃，使织物具备耐高渗性能，并且提高织物表面粘着能力；利用静电植砂的方式将碳化硅颗粒涂覆在基布表面，采用传送装置将其传送至固化车间进行初步固化，底胶固化温度为60℃，固化时间为55min，碳化硅颗粒粘结在织物基布表面；再进行复胶工艺，复胶固化温度为90℃，固化时间为80min，使碳化硅颗粒与织物粘结更加牢固，并且碳化硅颗粒致密均匀地固化在高性能纤维织物上，制备而成用于防切割手套、防割护具及防穿刺服装的复合材料。

实施例2

采用涤纶纤维斜纹面料作为基布，线密度为600D，面密度为230g/m²，经纬密度为160*180/(根/10cm)；选取的底胶的组成按重量百分比包括以下组分：酚醛树脂：55％，填料：38％，表面活性剂：0.9％，稀释剂：5.3％，消泡剂：0.8％；选取的刚性颗粒为锆刚玉，粒径为120μm；复胶的组成按重量百分比包括以下组分：酚醛树脂：65％，高效流平剂：2.8％，抗静电剂：3.5％，填料：20.5％，偶联剂：0.4％，颜料：3％，稀释剂：4％，阻燃剂：0.8％。

所述的用于防切割手套、防割护具及防穿刺服装的复合材料的制备过程如下：

对涤纶织物进行静电处理及涂附底胶处理，静电处理的电压为22000V，电流为4mA，温度为30℃，使织物具备耐高渗性能，并且提高织物表面粘着能力；利用静电植砂的方式将锆刚玉颗粒涂覆在基布表面，采用传送装置将其传送至固化车间进行初步固化，底胶固化温度为60℃，固化时间为55min，锆刚玉颗粒粘结在织物基布表面；再进行复胶工艺，复胶固化温度为90℃，固化时间为80min，使刚性颗粒与织物粘结更加牢固，并且锆刚玉颗粒致密均匀地固化在高性能纤维织物上，制备而成用于防切割手套、防割护具及防穿刺服装的复合材料。

实施例3

采用Cordura平纹面料作为基布，线密度为500D，面密度为210g/m²，经纬密度为162*174(根/10cm)；选取的底胶的组成按重量百分比包括以下组分：酚醛树脂：55％，填料：38％，表面活性剂：0.9％，稀释剂：5.3％，消泡剂：0.8％；选取的刚性粒子为氧化铝颗粒，粒径为60μm；复胶的组成按重量百分比包括以下组分：酚醛树脂：65％，高效流平剂：2.8％，抗静电剂：3.5％，填料：20.5％，偶联剂：0.4％，颜料：3％，稀释剂：4％，阻燃剂：0.8％。

所述的离散柔性防切割防针刺复合材料的制备过程如下:

对涤纶织物进行静电处理及涂附底胶处理，静电处理的电压为25000V，电流为4mA，温度为30℃，使织物具备耐高渗性能，并且提高织物表面粘着能力；利用静电植砂的方式将氧化铝颗粒涂覆在基布表面，采用传送装置将其传送至固化车间进行初步固化，底胶固化温度为60℃，固化时间为55min，氧化铝颗粒粘结在织物基布表面；再进行复胶工艺，复胶固化温度为90℃，固化时间为80min，使刚性粒子与织物粘结更加牢固，并且氧化铝颗粒致密均匀地固化在高性能纤维织物上，制备而成用于防切割手套、防割护具及防穿刺服装的复合材料。

如上述本实施例1-3制备的高性能柔性防刺防割复合材料具有优异的防护性能，该材料应用广泛，可用于制备防切割护具如图2所示、围裙如图3所示、防刺割手套如图4所示等相关产品。采用这种单层防割复合材料可以制备出来新一代柔性防切割手套，并且可以达到欧洲EN388机械性伤害防护手套标准的抗割性5级标准，耐穿刺4级标准，起到很好的防割效果。10-50层防割复合材料进行叠层缝合，按照人体体型制备出来防护内芯，0.3m²的整套防刺服重量仅为2.2kg，厚度为8mm，按照我国公共安全行业GA68-2008标准进行测试，无论是常温还是低温、高温都能通过24J能量不穿透。并且采用这种复合材料制备的防刺服防刺性能优异，重量轻便，柔软灵活，有较高的竞争性优势。

以上对本实用新型的具体实施例进行了详细描述，但其只作为范例，本实用新型并不限制于以上描述的具体实施例。对于本领域技术人员而言，任何对该实用进行的等同修改和替代也都在本实用新型的范畴之中。因此，在不脱离本实用新型的精神和范围下所作的均等变换和修改，都应涵盖在本实用新型的范围内。