仅改变树脂含量得到的高性能相同纤维复合材料杂混体制造技术

由织造和/或非织造纤维面板形成的多面板防弹制品，基于纤维和聚 合物组合物的总重，各面板包含各不相同数量的聚合物组合物。所述混 杂体结构提供优异的耐射弹穿透性同时保持低重量。所述防弹制品可策 略性地进行布置，以对于不同应用而实现不同水平的期望防弹性。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及由织造和/或非织造纤维面板(woven and/or non-woven fibrous panels)形成的多面板防弹制品，每块面板基于纤维和聚合物组合 物的总重包括不同数量的聚合物组合物涂层。相关技术的描述包含具有优异防射弹性质的高强度纤维的防弹制品是公知的。制品 如防子弹背心、头盔、车辆面板和军事设备的结构元件典型地由包含高强度纤维的织物制成。常规使用的高强度纤维包括聚乙烯纤维、芳族聚 酰胺纤维如聚(对苯二甲酰对苯二胺)、石墨纤维、尼龙纤维和玻璃纤维 等。对于很多应用，如背心或背心部件，所述纤维可用于织造或针织织 物中。对于其它应用，所述纤维可封装或包埋在聚合物基质材料中以形 成非织造刚性、半刚性或柔性织物。已知可用于形成硬或软装甲制品如头盔、面板和背心的各种防弹构 造。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的材料制成的高 强度纤维的防弹复合材料，这些均通过引用结合在这里。这些复合材料 表现出不同的抗来自射弹如子弹、炮弹和榴霰弹(shrapnel)等的高速冲击 穿透的程度。例如，美国专利4,623，574和4,748,064公开了包含包埋在弹性基质 中的高强度纤维的简单复合结构。美国专利4,650,710公开了柔性制品， 包括多个由高强度、伸直链聚烯烃(ECP)纤维构成的柔性层。网络的纤 维用低模量弹性材料涂覆。美国专利5,552,208和5,587,230公开了包含 高强度纤维的至少一个网络以及包含乙烯基酯和邻苯二甲酸二烯丙酯 的基质组合物的制品，和生产该制品的方法。美国专利6,642,159公开 了 一种耐冲击刚性复合材料，其具有多个包含置于基质中的长丝网络的 纤维层，在所述纤维层之间具有弹性层。该复合材料被结合在硬板上以提高对穿曱射弹的防护。杂混体(hybnd)防弹结构本身是已知的。例如，美国专利5,179,244 和5,180,880教导了软或硬身体装甲，其利用多个由不同防弹材料制成 的片层(plies)，将芳族聚酰胺和非芳族聚酰胺纤维片层结合到合并结构 中并利用当暴露于液体时会发生劣化的聚合物基质材料。美国专利 5,926,842还描述了利用暴露于液体时会发生劣化的聚合物基质材料的 杂混的防弹结构。此外，美国专利6,119,575教导了包含芳香族纤维第 一部分、织造塑料第二部分和聚烯烃纤维第三部分的杂混结构。本专利技术提供新型杂混结构，其提供优异的防弹穿透性，同时保持低 重量。特别地，本专利技术提供其中能够通过控制装甲结构中涂覆纤维层的 聚合物基质组合物的含量来调节防弹性能和制品重量的制品。本专利技术的 构造使得能够策略性地对防弹制品进行布置，以对于不同应用而实现不 同水平的期望防弹性。专利技术概述本专利技术提供一种防弹材料，其顺序包含a) 包含多个纤维层(fibrouslayer)的第一面板，所述多个纤维层固结 在一起(being consolidated);每个纤维层均包含多条纤维，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；每条所 述纤维均具有表面，和所述纤维的表面涂覆有聚合物组合物；和b) 附着在所述第一面板上的第二面板，该第二面板不同于第一面 板，和该第二面板包括多个纤维层，所述多个纤维层固结在一起；每个 纤维层包括多条纤维，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；每条所述纤维均具有表面，和所述纤维 的表面涂覆有聚合物组合物；和c) 所述第一面板基于第一面板的总重，在第一面板中包含的聚合物 组合物的重量百分数大于基于第二面板总重在所述第二面板中的聚合 物组合物的重量百分数。本专利技术还提供形成包含一 系列的防弹面板的防弹材料的方法，该方 法包括a)提供包含多个纤维层的第一面板，所述多个纤维层固结在一起； 每个纤维层包含多条纤维，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；每条所迷纤维均具有表面，所迷纤 维的表面涂覆有聚合物组合物；和b)在所述第一面板上附着至少一个额外的防弹面板，从而形成一系 列的相互连接的防弹面板，其中至少一个额外的防弹面板不同于第一面 板；所述至少一个额外的面板包括多个纤维层，所述多个纤维层固结在 一起；每个纤维层包含多条纤维，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；每条所述纤维具有表面，和 所述纤维的表面涂覆有聚合物组合物；所述第一面板基于第一面板的总 重，在第一面板中包含的聚合物组合物的重量百分数大于基于所述至少 一个额外的防弹面板总重在至少一个额外的防弹面板中的聚合物组合 物的重量百分数。本专利技术进 一 步提供由防弹材料形成的防弹制品，所述防弹材料包括a) 包含多个纤维层的第一面板，所述多个纤维层固结在一起；每个 纤维层均包含多条纤维，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；每条所述纤维均具有表面，和所述纤维 的表面涂覆有聚合物组合物；和b) 附着在第一面板上的第二面板，该第二面板不同于第一面板，和 该第二面板包括多个纤维层，所迷多个纤维层固结在一起；每个纤维层 包括多条纤维，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；每条所述纤维均具有表面，和所述纤维的表面涂 覆有聚合物组合物；和c) 所述第一面板基于第一面板的总重，在第一面板中包含的聚合物 组合物的重量百分数大于基于第二面板总重在所述第二面板中的聚合 物组合物的重量百分数；和d) 至少一个附着于第一面板上、第二面板上或第一面板与第二面板 两者上的额外面板，所述至少一个额外的面板包括多个纤维层，所述多 个纤维层固结在一起；每个纤维层包含多条纤维，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；每条所述纤 维具有表面，和所述纤维的表面任选地涂覆有聚合物组合物。专利技术详述本专利技术提供对高能弹道威胁，包括子弹和高能碎片如榴霰弹，具有 优异防弹穿透性的防弹材料和制品。所述材料包括两个或更多个独立的 附着的面板，每个面板均包含具有约7g/旦尼尔或更高的韧度和约150g/ 旦尼尔或更高的拉伸模量的高强度纤维。最宽泛地，本专利技术的防弹材料 包括附着在第二面板上的第一面板，每个面板包含多个纤维层，所述多个纤维层固结在一起；每个纤维层均包含多条纤维，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；每条所述纤 维均具有表面，和所述纤维的表面涂覆有聚合物组合物。如这里描述的 那样，第一面板基于第一面板总重，在第一面板中包含的聚合物组合物 的重量百分数大于基于第二面板总重在所述第二面板中的聚合物組合 物的重量百分数。如这里描述的那样，面板的总重为形成面板的纤维的 重量加上聚合物组合物的重量。本专利技术的防弹材料和制品可进一步包括 额外的面板，优选形成一系列的相互连接的防弹面板，其中基于每个面 本文档来自技高网...

【技术保护点】
防弹材料，其按顺序包括：　ａ）包含多个纤维层的第一面板，所述多个纤维层固结在一起；每个所述纤维层均包含多条纤维，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；每条所述纤维均具有表面，并且所述纤维的表面涂覆 有聚合物组合物；和　ｂ）附着在所述第一面板上的第二面板，该第二面板不同于所述第一面板，和该第二面板包括多个纤维层，所述多个纤维层固结在一起；每个纤维层包括多条纤维，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；每条所述纤维均具有表面，并且所述纤维的表面涂覆有聚合物组合物；和　ｃ）所述第一面板基于第一面板的总重，在第一面板中包含的所述聚合物组合物的重量百分数大于基于第二面板的总重在所述第二面板中的所述聚合物组合物的重量百分数。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2006.9.26 US 11/527,9241.防弹材料，其按顺序包括a)包含多个纤维层的第一面板，所述多个纤维层固结在一起；每个所述纤维层均包含多条纤维，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；每条所述纤维均具有表面，并且所述纤维的表面涂覆有聚合物组合物；和b)附着在所述第一面板上的第二面板，该第二面板不同于所述第一面板，和该第二面板包括多个纤维层，所述多个纤维层固结在一起；每个纤维层包括多条纤维，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；每条所述纤维均具有表面，并且所述纤维的表面涂覆有聚合物组合物；和c)所述第一面板基于第一面板的总重，在第一面板中包含的所述聚合物组合物的重量百分数大于基于第二面板的总重在所述第二面板中的所述聚合物组合物的重量百分数。2. 权利要求1的防弹材料，包括至少一个包含多个含有非织造纤 维的纤维层的面板。3. 权利要求1的防弹材料，包括至少一个包含多个含有织造纤维 的纤维层的面板。4. 权利要求1的防弹材料，其包括至少一个额外的面板，所述至 少一个额外的面板包含多个纤维层，所述多个纤维层固结在一起；每个 所述纤维层均包括多条纤维，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；每条所述纤维均具有表面，和所 述纤维的表面涂覆有聚合物组合物。5. 权利要求4的防弹材料，其包括一系列的相互连接的防弹面板， 其中所述系列中每个顺序的面板与该系列中其所连接的前一个面板相 比，包含更低重量百分数的所述聚合物组合物，基于各面板的总重而言。6. 权利要求1的防弹材料，其包含整体结构，所迷整体结构结合 了每一个所述第一面板和所述第二面板。7. 权利要求1的防弹材料，其中各面板的聚合物组合物含量为约1 %重量-约35%重量，基于各面板的总重而言。8. 权利要求1的防弹材料，其中各面板独立地包括一种或多种聚 烯烃纤维、芳族聚酰胺纤维、聚苯并唑纤维、聚乙烯醇纤维、聚酰胺纤维、聚对苯二曱酸乙二醇酯纤维、聚萘二曱酸乙二醇酯纤维、聚丙烯腈 纤维、液晶共聚聚酯纤维、玻璃纤维、碳纤维、刚性棒纤维或它们的组合。9. 权利要求l的防弹材料，其中各面板包括聚乙烯纤维。10. 权利要求l的防弹材料，其中各面板具有外表面，和至少一个 聚合物膜被附着在至少一个面板的至少一个外表面上。11. 权利要求10的防弹材料，其中所述聚合物膜包括含有聚烯烃、 聚酰胺、聚酯、聚氨酯、乙烯基聚合物、含氟聚合物或它们的共聚物或 组合的材料。12. 制品，包含权利要求1的防弹材料。13. 形成包含一系列的防弹面板的防弹材料的方法，所述方法包括a) 提供包含多个纤维层的第一面板，所述多个纤维层固...

【专利技术属性】
技术研发人员：B·D·阿维森，D·A·赫尔斯特，A·巴特纳加，L·L·沃纳，
申请(专利权)人：霍尼韦尔国际公司，
类型：发明
国别省市：US