一种柔性防刺复合材料的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种柔性防刺复合材料的制备方法，属于纺织材料技术领域。本发明专利技术将金属纤维和蜘蛛丝混合，直接加捻后进行编织所得的混合织物作为加筋材料，将超高分子量聚乙烯纤维经过开松、梳理、成网处理后得到的基布，结合加筋材料通过针刺和水刺加固复合，制备出的柔性防刺复合材料具有较好的抗撕裂性能和防刺性能，且质量轻，穿着舒适；超高分子量聚乙烯纤维具有密度低、强力高、模量高等优良性能，所以纤维具有较高的比强度和比模量，作为高性能纤维，超高分子量聚乙烯纤维的断裂伸长率较低，具有较好的耐疲劳性和耐摩擦性，所以纤维不论在水中或者其他腐蚀性介质中性能都较稳定，密度小质量轻且能量吸收性能好。

Preparation of a Flexible Anti-piercing Composite

The invention relates to a preparation method of a flexible stab-proof composite material, which belongs to the technical field of textile materials. The invention uses the mixed fabric made by mixing metal fibers and spider silk, directly twisting and knitting as reinforcing material, and the base cloth made from ultra-high molecular weight polyethylene fibers after loosening, carding and netting treatment, combined with reinforcing material, which is reinforced by needling and spunlace, to prepare a flexible anti-piercing composite material with good tearing and anti-piercing properties, and quality. UHMWPE fibers have low density, high strength and high modulus, so they have high specific strength and modulus. As high performance fibers, UHMWPE fibers have low elongation at break, good fatigue resistance and friction resistance, so they are resistant to water or other corrosive media. The energy is stable, low density, light weight and good energy absorption performance.

【技术实现步骤摘要】
一种柔性防刺复合材料的制备方法
本专利技术涉及一种柔性防刺复合材料的制备方法，属于纺织材料

技术介绍
柔性防护材料一般是以一些已有的高强高性能纤维织物作为基材，再次基础上与其他材料以各种形式复合后成为新型的防刺材料。然而，防护材料一般很难满足某些关键部位，例如肘部、腿部、膝盖、肩关节以及脖子等都属于易暴露在外的部分，难以得到很好的掩护，这主要是因为传统的防护材料还需要由多层高性能纤维织物复合而成，这就造成材料质量重且不灵便的特点，其难以折叠的特性使得某些需经常活动的部分难以受到保护，由此可见，新型的柔性防护材料需要在轻质量、灵活性以及体积小等方面进行改进。新型的柔性复合材料采用了剪切增稠液体（STF）与高性能纤维织物相结合的方式，当剪切增稠液体用于人体防护时，选择的原料应当无毒无害，物理化学性质稳定，不会轻易随着外部环境的变化而变化。一般使用较多的是二氧化硅/聚乙二醇体系，而与STF体系复合的织物一般会选用高强纤维织物，本身用于制备传统防护材料的纤维都能在柔性防护材料中作为基体使用，例如超高分子量聚乙烯、凯夫拉、尼龙。用这种方式制备的柔性复合材料被称为液体装甲，这种方式制得的材料柔软舒适，能够从容的保护身体每个部位，它作用的原理是当液体渗入纤维中后，在纤维中液体常态下呈现的是液体状态，使得材料柔软可折叠，然而一旦受到外力的冲击时，织物中的液体粘度迅速上升，使得织物本身也变得坚硬，从而保护人体免受外界冲击的伤害。因此，这种液体盔甲在平时穿着时就是柔软的布料，而受到子弹的冲击或是刀具的刺砍时，织物变得坚硬无比并将外界带来的冲击力分散，降低了受冲击处的压强，使人体受到最小程度的伤害，之后，将外力撤销后，织物又恢复其柔软的状态，再次方便人体的活动。可见，这类软体盔甲既能在危机时刻保护人体的安全，又能在降低织物重量的同时提高防刺材料的灵活程度和舒适程度，综上所述，由剪切增稠液体制造的复合材料能够解决防护性能与织物灵活度相矛盾的历史难题。目前国内外生产出的防刺材料比较多，但普遍存在着质量重、穿着不舒适、灵活性差以及保护不全面等问题，这些问题都与穿着防护服的个体安全息息相关，因此，随着人们对防护要求的升级，新型的防护材料应当尽量弥补上述的缺陷，满足人们的需求。传统防刺服其质量重、灵活性低与其防护性能是相对矛盾的关系，因此如何平衡二者的关系是目前研究的重点和方向。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题：针对目前生产的材料普遍存在穿着不舒适、灵活性差的问题，提供了一种柔性防刺复合材料的制备方法。为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：（1）将金属铝纤维和蜘蛛丝直接加捻，得混合纤维，将混合纤维置于龙星横机上进行编织，得混合织物；（2）将超高分子量聚乙烯纤维采用二道开松进行开松，得开松纤维，对开松纤维进行梳理，得梳理后纤维，对梳理后纤维采取交叉铺网的方式，铺两层网，得基布，将混合织物放在两层基布之间，得混合基布，进行针刺处理，得混合针刺基布，将混合针刺基布进行水刺加固，得混合水刺加固基布，将混合水刺加固基布进行轧压脱水，并在温度为120～140℃下干燥至恒重，即得柔性防刺复合材料。步骤（1）所述的金属铝纤维和蜘蛛丝的比例为50%∶50%，捻度为50捻/m。步骤（1）所述的编织的工艺条件为纵密为68圈/5cm，横密为30圈/5cm，幅宽为50cm，长度为100cm。步骤（2）所述的开松辊线速度分别为650～800m/min、850～950m/min。步骤（2）所述的梳理工艺参数为控制锡林速度为400～550m/min，工作辊速度为40～50m/min，剥取辊速度为110～135m/min，道夫速度为7～15m/min。步骤（2）所述的针刺工艺参数为针刺密度为70～100针/cm2，针刺深度为16～18mm，针刺毡/混合基布比重为10∶3。步骤（2）所述的水刺加固为采用4道水刺加工，预湿水压为1.5～3bar，第二道至第四道主水刺压力分别为，15～35bar，70～80bar，40～50bar。步骤（2）所述的轧压脱水为两轧辊间的压力为1.8～3.2MPa/cm2，轧余率为70～90%。本专利技术与其他方法相比，有益技术效果是：本专利技术将金属纤维和蜘蛛丝混合，直接加捻后进行编织所得的混合织物作为加筋材料，将超高分子量聚乙烯纤维经过开松、梳理、成网处理后得到的基布，结合加筋材料通过针刺和水刺加固复合，制备出的柔性防刺复合材料具有较好的抗撕裂性能和防刺性能，且质量轻，穿着舒适；超高分子量聚乙烯纤维具有密度低、强力高、模量高等优良性能，所以纤维具有较高的比强度和比模量，作为高性能纤维，超高分子量聚乙烯纤维的断裂伸长率较低，具有较好的耐疲劳性和耐摩擦性，由于聚乙烯的分子结构中不含有氨基、羟基等具有较好活性的基团，分子的结晶度高，所以纤维不论在水中或者其他腐蚀性介质中性能都较稳定，密度小质量轻且能量吸收性能好；蜘蛛丝主要由蛋白质构成，含量较高的为大侧链氨基酸，例如谷氨酸和脯氨酸；并包含其他三个小侧链氨基酸，分别为丙氨酸、甘氨酸、丝氨酸，蜘蛛丝是天然蛋白纤维中力学性能最好的，拥有比一些人造纤维更好的强度、弹性和断裂能等性能，并且由于是蛋白纤维，对环境不仅无污染，且生物相容性非常好。具体实施方式将金属纤维和蜘蛛丝按照50%∶50%的比例直接加捻，捻度为50捻/m，得混合纤维，将混合纤维置于龙星横机上进行编织，纵密为68圈/5cm，横密为30圈/5cm，幅宽为50cm，长度为100cm，得混合织物；将超高分子量聚乙烯纤维采用二道开松进行开松，开松辊线速度分别为650～800m/min、850～950m/min，得开松纤维，对开松纤维进行梳理，控制锡林速度为400～550m/min，工作辊速度为40～50m/min，剥取辊速度为110～135m/min，道夫速度为7～15m/min，得梳理后纤维，对梳理后纤维采取交叉铺网的方式，铺两层网，得基布，将混合织物放在两层基布之间，得混合基布，进行针刺处理，针刺密度为70～100针/cm2，针刺深度为16～18mm，针刺毡/混合基布比重为10∶3，得混合针刺基布，将混合针刺基布进行水刺加固，采用4道水刺加工，预湿水压为1.5～3bar，第二道至第四道主水刺压力分别为，15～35bar，70～80bar，40～50bar，得混合水刺加固基布，将混合水刺加固基布进行轧压脱水，两轧辊间的压力为1.8～3.2MPa/cm2，轧余率为70～90%，并在温度为120～140℃下干燥至恒重，即得柔性防刺复合材料。将金属纤维和蜘蛛丝按照50%∶50%的比例直接加捻，捻度为50捻/m，得混合纤维，将混合纤维置于龙星横机上进行编织，纵密为68圈/5cm，横密为30圈/5cm，幅宽为50cm，长度为100cm，得混合织物；将超高分子量聚乙烯纤维采用二道开松进行开松，开松辊线速度分别为650m/min、850m/min，得开松纤维，对开松纤维进行梳理，控制锡林速度为400m/min，工作辊速度为40m/min，剥取辊速度为110m/min，道夫速度为7m/min，得梳理后纤维，对梳理后纤维采取交叉铺网的方式，铺两层网，得基布，将混合织物放在两层基布之间，得混合基布，进行针刺处理，针刺密度为70针/cm2，针刺深本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种柔性防刺复合材料的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：（1）将金属铝纤维和蜘蛛丝直接加捻，得混合纤维，将混合纤维置于龙星横机上进行编织，得混合织物；（2）将超高分子量聚乙烯纤维采用二道开松进行开松，得开松纤维，对开松纤维进行梳理，得梳理后纤维，对梳理后纤维采取交叉铺网的方式，铺两层网，得基布，将混合织物放在两层基布之间，得混合基布，进行针刺处理，得混合针刺基布，将混合针刺基布进行水刺加固，得混合水刺加固基布，将混合水刺加固基布进行轧压脱水，并在温度为120～140℃下干燥至恒重，即得柔性防刺复合材料。

【技术特征摘要】
1.一种柔性防刺复合材料的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：（1）将金属铝纤维和蜘蛛丝直接加捻，得混合纤维，将混合纤维置于龙星横机上进行编织，得混合织物；（2）将超高分子量聚乙烯纤维采用二道开松进行开松，得开松纤维，对开松纤维进行梳理，得梳理后纤维，对梳理后纤维采取交叉铺网的方式，铺两层网，得基布，将混合织物放在两层基布之间，得混合基布，进行针刺处理，得混合针刺基布，将混合针刺基布进行水刺加固，得混合水刺加固基布，将混合水刺加固基布进行轧压脱水，并在温度为120～140℃下干燥至恒重，即得柔性防刺复合材料。2.根据权利要求1所述的一种柔性防刺复合材料的制备方法，其特征在于：步骤（1）所述的金属铝纤维和蜘蛛丝的比例为50%∶50%，捻度为50捻/m。3.根据权利要求1所述的一种柔性防刺复合材料的制备方法，其特征在于：步骤（1）所述的编织的工艺条件为纵密为68圈/5cm，横密为30圈/5cm，幅宽为50cm，长度为100cm。4.根据权利要求1所述的一种柔性防刺复合材料的制备方法，其特征在于：...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡次兵，张鑫，骆兵建，
申请(专利权)人：佛山市禅城区诺高环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44