阻燃防护体制造技术

提供阻燃防弹复合织物。更具体地说，结构体由具有优异阻燃防弹性的材料形成。所述织物和结构体结合不含卤素的炭化阻燃剂，该阻燃剂优选是膨胀的，从而当暴露于热量时，所述材料被炭化形成炭泡沫，提供绝缘阻挡层。尽管添加了阻燃性，但所述织物和结构体保持了原始材料的优异防弹性。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】阻燃防护体 专利技术背景专利
本专利技术涉及阻燃防弹复合织物。更具体地说，本专利技术涉及由具有优 异阻燃和防弹性的材料形成的结构体。相关技术的描述包含高强度纤维的对于可变形枪弹具有优异性质的防弹制品是已 知的。例如防弹背心、头盔、车辆面板和军用设备结构部件的制品典型 地由包含高强度纤维的织物制成。通常使用的高强度纤维包括聚乙烯纤 维、对芳族聚酰胺纤维如聚(对苯二甲酰苯二胺)、石墨纤维、尼龙纤维、 玻璃纤维等。对于很多应用，例如背心或背心部件，可将所迷纤维用在 机织或针织织物中。对于很多其它应用，将所述纤维封装或包埋在基质 材料中，形成刚性或或柔性织物。多种用于形成制品如头盔、面板和背心的防弹结构是已知的。例如，美国专利4,403,012、 4,457,985、 4,613,535、 4,623,574、 4,650,710、 4，737,402、 4,748,064、 5,552,208、 5,587,230、 6,642,159、 6,841,492、 6,846,758描述了包括由例如伸直链超高分子量聚乙烯制成的高强度纤 维的防弹复合材料，其全部结合在这里作为参考。这些复合材料对于来 自枪弹如子弹、弹壳、霰弹等的高速冲击，显示出不同程度的抗穿透性。例如，美国专利4,623,574和4,748,064公开了包括包埋于弹性基质 中的高强度纤维的简单复合结构体。美国专利4,650,710公开了包括多 个由高强度伸直链聚烯烃(ECP)纤维形成的柔性层的产品的柔性制品。 所述网络纤维用低模量弹性材料涂覆。美国专利5,552,208和5,587,230 公开了 一种包含至少 一个高强度纤维的网络和基质组合物的制品，和制 备该制品的方法，所述基质组合物包括乙烯基酯和邻苯二甲酸二烯丙 酯。美国专利6,642,159公开了一种具有多个纤维层的耐冲击刚性复合 材料，其包括布置在基质中的长丝网络，其间具有弹性层。所述复合材 料粘结在硬板上，以增强对穿甲弹的防护。目前防弹织物和制品存在的一个问题为它们有限的阻燃性。防弹材料的阻燃性是高度期望的，以使防弹制品提供的保护'最大化。通常，优燃剂i过4-聚合物或其它材料的燃烧过S来起作用。可使用、不同类型的添加剂，其每种通常通过不同作用模式提供阻燃。例如，称作凝结相活性阻燃剂(condensed-phase active flame retardants)的一类通过)咸々、或 限制可燃烧的燃料量促进炭化。称作挥发相活性阻燃剂(volatile-phase active flame retardants)的另 一类阻燃剂通过降低燃烧期间释放的热来抑 制所述燃烧过程。具体类型的添加剂非排除性地包括促进材料炭化的炭化型添加剂； 吸热添加剂，如氲氧化铝和氬氧化镁，其吸收热量并将热量消散入周围 大气中；有毒物抑制剂，当将其加入可燃材料中时，其显著降低或防止 热分解期间产生的一种或多种有毒气体；和利用协同效果的添加剂组 合，即优化组合的具有不同但协作的活性模式的多种添加剂。从而，与 其它阻燃剂相比不同阻燃剂可能在燃烧过程的不同阶段是有效的，和不 同阻燃剂基于其作用方式，对于特定应用，与其它添加剂相比还可具有 特定的优点或不足。例如，美国专利5,480,706提供了一种结合了卣化阻燃剂如卣化石 蜡以增加阻燃性的阻燃防弹制品。然而，卣化阻燃剂基于环境和安全考 虑，是不期望的。例如，卣化阻燃剂在燃烧期间产生高毒性气体如氯和 溴。进一步地，当这些物质与水混合时，形成极强的酸。除带来环境危 险外，这些副产物对于防弹制品使用者也是极其有害的。其它类型添加 剂对于原始聚合物的物理性质可具有显著影响。在部分应用中，需要相 对较大量的阻燃剂，根据所述阻燃剂是否起到增塑剂或填料的作用，性 质平衡可存在较大变化。例如，可将大量填料材料如粘土或沙子用于提 高阻燃性，但其不能用于防弹材料，因为这类材料显著增加防弹制品的 重量，限制了其实用性。因此，在防弹制品领域，在不损害防弹性的条件下提供具有优异阻 燃性，且对使用者和环境均具有较低危险的防弹材料是高度期望和有利 的。本专利技术为该需求提供了一种解决方案。本专利技术提供一种包含结合在 基质组合物中的高强度纤维的阻燃防弹织物，该基质组合物包括炭化阻 燃剂。所述基质组合物通常包括粘合剂材料(基质聚合物)，和在该粘合 剂材料上或可与该粘合剂材料混合的炭化阻燃剂。炭化为 一种不充分燃烧过程，其从燃烧材料中除去氢和氧，使得炭主要由碳组成。形成炭的 优点包括降低的挥发物质量，其中部分碳和氢保持在凝结相中，减少发 出的挥发性可燃降解碎片质量；增加的热容量，其中炭-聚合物混合物的形成与未炭化材料相比，提高所述材料的热容量；和阻挡可燃气体，从而炭化表面可起到物理阻挡层的作用，阻挡由下层未炭化材料降解产 生的可燃气体流动，并阻碍氧气到达所述聚合物表面。进一步地，炭形 成还提供热绝缘，从而当聚合物降解时，在剩余未炭化聚合物上形成炭 层，该层较低的导热性使其起到了绝热的作用，吸收部分热输入并乂人而 降低到达未炭化聚合物的热通量。所述炭化阻燃剂优选不释放卣素，并优选膨胀型(intumescent type)阻燃剂，从而当暴露时所述被炭化的材料 体积膨胀，形成泡沫，和当暴露于热时提供绝缘阻挡层。例如，由大量 小泡组成的非闺化膨胀炭，与典型地由卣化阻燃剂形成的硬脆致密炭相 比，具有更好的绝缘特性。还已经发现所结合的阻燃添加剂的膨胀炭化 行为对本专利技术织物的防弹性具有可忽略不计的影响，保持了原始才才并牛的 最佳防弹性。专利技术概述本专利技术提供一种阻燃防弹织物，包括a)多个布置成阵列的纤维， 所述纤维结合在一起并形成织物，所述纤维具有约7g/旦尼尔或更高的 韧度和约150g/旦尼尔或更高的拉伸模量；和b)在所述纤维上的包含炭 化阻燃剂的基质组合物。本专利技术还提供一种阻燃防弹织物，其包括至少一个固结的 (consolidated)纤维网络，所述固结的纤维网络包括多个交叠(cross-plied) 纤维层，每个纤维层包括多个以基本平行的阵列(array)布置的纤维；所 述纤维具有约7g/旦尼尔或更高的韧度和约150g/旦尼尔或更高的拉伸模 量；所述纤维在其上具有基质组合物，该基质组合物包括炭化阻燃剂； 所述多个交叠纤维层用所述基质组合物固结，以形成所述固结的纤维网 络。本专利技术进一步提供一种阻燃防弹制品，其包括阻燃防弹织物，该阻 燃防弹织物包括a)多个布置成阵列的纤维，所述纤维结合在一起并形成织物，所述 纤维具有约7g/旦尼尔或更高的韧度和约150g/旦尼尔或更高的拉伸模量5和b)在所述纤维上的包含炭化阻燃剂的基质组合物。本专利技术更进 一 步提供 一 种生产阻燃防弹织物的方法，包括a) 形成至少两个纤维层,每个纤维层通过将多个纤维布置成基本平 行的单向阵列形成；所述纤维具有约7g/旦尼尔或更高的韧度和约150g/ 旦尼尔或更高的拉伸模量；所述纤维使用包含炭化阻燃剂的基质组合物 涂覆；b) 布置所述纤维层，其中将每层纤维的单向阵列相对于各相邻层进 行交叠；和c) 在足以形成单层固结网络的条件下粘结所述交叠的层，从而形成织物。优选实施方式的详细描述 本专利技术提出了具有优异耐枪弹穿透性的阻燃织物复合材料。基于本 专利技术的目的，具有本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种阻燃防弹织物，包括：　ａ）多个布置成阵列的纤维，所述纤维被结合在一起并形成织物，所述纤维具有约７ｇ／旦尼尔或更高的韧度和约１５０ｇ／旦尼尔或更高的拉伸模量；和　ｂ）在所述纤维上的含炭化阻燃剂的基质组合物。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：A巴特纳加，LL沃纳，B阿维森，
申请(专利权)人：霍尼韦尔国际公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]