防刺抗冲击材料的制作方法
【专利摘要】一种防刺抗冲击材料，包括至少两层囊壳结构单元和至少一层冲击动能吸收层，各冲击动能吸收层分别夹在两层囊壳结构单元之间并与所述两层囊壳结构单元粘结相连；所述囊壳结构单元由多层剪切增稠流体复合材料层叠在一起组成内层，由抗渗透高密度柔性涂层纺织品作为外包层，通过缝线缝合连接而成；所述冲击动能吸收层为柔性材料层。本发明的材料柔软轻盈，防刺抗冲击性能好，不仅实现了材料的防护性能，而且能有效防止材料使用过程中的分层现象发生，可以制作成不同厚度来达到不同防护使用需求，可以用作人体安全防护装备用材料。
【专利说明】防刺抗冲击材料
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种安全防护材料，尤其涉及一种防刺抗冲击材料。
【背景技术】
[0002]剪切增稠流体是一种非牛顿流体，在低速条件时，有略微粘稠性，高速条件时，表观粘度发生巨大改变，变成一种类固相物质，且这个过程具有可逆性。它的这种特性使其在受到高于特定速度撞击时，能迅速变硬，撞击消除后，又能回复到原来状态。利用剪切增稠流体与纤维材料复合，具有很好的防刺抗冲击性能，剪切增稠流体复合材料在防护材料领域已经取得广泛应用。
[0003]现有的剪切增稠流体复合材料制作用的最多的方法是将织物浸溃到剪切增稠流体与酒精的稀释液中，待稀释液充分进入织物后取出去除酒精，即得剪切增稠流体复合材料。
[0004]单纯的一层织物经浸溃过后，防刺抗冲击性能大大提高，但是达不到防护要求，必须使用多层叠加。简单的多层叠加复合材料在使用过程中会出现分层现象，降低材料的防护性能和使用寿命，若直接将多层材料缝合，会由于材料难以穿透等特点使得加工困难。另夕卜，单纯的剪切增稠流体复合材料虽然能够在受到冲击后变硬，增加受力面积，减缓冲击强度，但是其缺少能量缓冲吸收层，冲击防护性能有限。因此，急需一种在使用过程中性能稳定、不分层且防护效果好的剪切增稠流体复合材料。
【发明内容】
[0005]本发明的目的，就是为了解决上述问题，提供一种在使用过程中性能稳定、不分层且防护效果好的防刺抗冲击材料。
[0006]为了达到上述目的，本发明采用了以下技术方案:一种防刺抗冲击材料，包括至少两层囊壳结构单元和至少一层冲击动能吸收层，各冲击动能吸收层分别夹在两层囊壳结构单元之间并与所述两层囊壳结构单元粘结相连；所述囊壳结构单元由多层剪切增稠流体复合材料层叠在一起组成内层，由抗渗透高密度柔性涂层纺织品作为外包层，通过缝线缝合连接而成；所述冲击动能吸收层为柔性材料层。
[0007]所述剪切增稠流体复合材料由织物经过剪切增稠流体浸溃形成。
[0008]所述织物选自机织物、针织物、非织造布中的一种或多种。
[0009]所述剪切增稠流体由粒径为IOnm-1 μ m的硬质纳米球形粒子与分子量为200-400的聚乙二醇通过机械搅拌后放入超声仪中去除气泡制得，其中，纳米球形粒子的质量百分含量为20-85%。
[0010]所述硬质纳米球形粒子为二氧化硅粒子或碳酸钙粒子。
[0011 ] 所述织物的材料选自芳纶、超高分子量聚乙烯中的一种或两种。
[0012]所述缝线的材料选自高强涤纶、芳纶、超高分子量聚乙烯、高性能尼龙的一种或多种。[0013]所述柔性材料选自羊毛纺织品、发泡聚氨酯或聚乙烯缩丁醛。
[0014]所述粘结相连所用的胶黏剂选自聚氨酯胶黏剂、橡胶胶黏剂、环氧树脂胶黏剂、酚醛树脂胶黏剂、有机硅胶胶黏剂中的一种。
[0015]由三层囊壳结构单元和两层羊毛毡用环氧树脂胶黏剂粘结而成，其中的剪切增稠流体复合材料为四层。
[0016]本发明中的囊壳结构单元的内层采用剪切增稠流体复合材料，两囊壳结构单元之间夹有冲击动能吸收层，由胶黏剂粘合，柔软轻盈，防刺抗冲击性能好，不仅实现了材料的防护性能，而且能有效防止材料使用过程中的分层现象发生，可以制作更加厚的防护材料而不增加加工难度。能制作成不同厚度来达到不同防护使用需求，可以用作人体安全防护装备用材料。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]图1是本发明防刺抗冲击材料的断面结构示意图；
[0018]图2为发明中的一层囊壳结构单元的断面结构示意图。
【具体实施方式】
[0019]参见图1、图2，本发明的防刺抗冲击材料，包括至少两层囊壳结构单元和至少一层冲击动能吸收层4，各冲击动能吸收层分别夹在两层囊壳结构单元之间并与所述两层囊壳结构单元粘结相连；囊壳结构单元由多层剪切增稠流体复合材料层叠在一起组成内层2，由抗渗透高密度柔性涂层纺织品作为外包层I，通过缝线3缝合连接而成；上述冲击动能吸收层为柔性材料层。
[0020]本发明中的剪切增稠流体复合材料由织物经过剪切增稠流体浸溃形成。
[0021 ] 本发明中的织物选自机织物、针织物、非织造布中的一种或多种。
[0022]本发明中的剪切增稠流体由粒径为IOnm-1 μ m的硬质纳米球形粒子与分子量为200-400的聚乙二醇通过机械搅拌后放入超声仪中去除气泡制得，其中，纳米球形粒子的质量百分含量为20-85%。
[0023]本发明中的硬质纳米球形粒子为二氧化硅粒子或碳酸钙粒子。
[0024]本发明中的织物的材料选自芳纶、超高分子量聚乙烯中的一种或两种。
[0025]本发明中的缝线的材料选自高强涤纶、芳纶、超高分子量聚乙烯、高性能尼龙的一种或多种。
[0026]本发明中的柔性材料选自羊毛纺织品、发泡聚氨酯或聚乙烯缩丁醛。
[0027]本发明中的粘结相连所用的胶黏剂选自聚氨酯胶黏剂、橡胶胶黏剂、环氧树脂胶黏剂、酚醛树脂胶黏剂、有机硅胶胶黏剂中的一种。
[0028]本发明的较佳实施例由三层囊壳结构单元和两层羊毛毡用环氧树脂胶黏剂粘结而成，其中的剪切增稠流体复合材料为四层。外包层采用抗渗透高密度涂层超高分子量聚乙烯平纹机织物。剪切增稠流体复合材料中的织物为芳纶织物，剪切增稠流体是粒径为600nm的球形纳米二氧化硅粒子与分子量为200的聚乙二醇通过机械搅拌后放入超声仪中去除气泡制得，纳米二氧化硅质量分数为70%。其中的剪切增稠流体复合材料通过用酒精稀释剪切增稠流体，体积比为2: 1，将芳纶织物放入稀释液中充分浸溃后取出晾干去除酒精而制成。缝线的材料采用超高分子量聚乙烯。冲击动能吸收层采用羊毛毡。
【权利要求】
1.一种防刺抗冲击材料，其特征在于，包括至少两层囊壳结构单元和至少一层冲击动能吸收层，各冲击动能吸收层分别夹在两层囊壳结构单元之间并与所述两层囊壳结构单元粘结相连；所述囊壳结构单元由多层剪切增稠流体复合材料层叠在一起组成内层，由抗渗透高密度柔性涂层纺织品作为外包层，通过缝线缝合连接而成；所述冲击动能吸收层为柔性材料层。
2.根据权利I所述的一种防刺抗冲击材料，其特征在于:所述剪切增稠流体复合材料由织物经过剪切增稠流体浸溃形成。
3.根据权利2所述的一种防刺抗冲击材料，其特征在于:所述织物选自机织物、针织物、非织造布中的一种或多种。
4.根据权利2所述的一种防刺抗冲击材料，其特征在于:所述剪切增稠流体由粒径为IOnm-1 μ m的硬质纳米球形粒子与分子量为200-400的聚乙二醇通过机械搅拌后放入超声仪中去除气泡制得，其中，纳米球形粒子的质量百分含量为20-85%。
5.根据权利2所述的一种防刺抗冲击材料，其特征在于:所述硬质纳米球形粒子为二氧化硅粒子或碳酸钙粒子。
6.根据权利2所述的一种防刺抗冲击材料，其特征在于:所述织物的材料选自芳纶、超高分子量聚乙烯中的一种或两种。
7.根据权利I所述的一种防刺抗冲击材料，其特征在于:所述缝线的材料选自高强涤纶、芳纶、超高分子量聚乙烯、高性能尼龙的一种或多种。
8.根据权利I所述的一种防刺抗冲击材料，其特征在于:所述柔性材料选自羊毛纺织品、发泡聚氨酯或聚乙烯缩丁醛。
9.根据权利I所述的一种防刺抗冲击材料，其特征在于:所述粘结相连所用的胶黏剂选自聚氨酯胶黏剂、橡胶胶黏剂、环氧树脂胶黏剂、酚醛树脂胶黏剂、有机硅胶胶黏剂中的一种。
10.根据权利I所述的一种防刺抗冲击材料，其特征在于:由三层囊壳结构单元和两层羊毛毡用环氧树脂胶黏剂粘结而成，其中的剪切增稠流体复合材料为四层。
【文档编号】D06M101/20GK104002522SQ201410226130
【公开日】2014年8月27日 申请日期:2014年5月26日 优先权日:2014年5月26日
【发明者】张福乐, 林兰天, 薛亚静, 高琮, 刘书华, 王瑾, 蒋瑾 申请人:上海工程技术大学