一种防弹防刺材料制造技术

本实用新型专利技术提供了一种防弹防刺材料，其特征在于，包括高强度纤维织物防护内层。所述的高强度纤维织物防护内层的外侧设有至少一层低强度纤维织物防护外层，高强度纤维织物防护内层与低强度纤维织物防护外层之间设有剪切增稠流体层。与现有技术相比，本实用新型专利技术的防弹防刺材料具有抗冲击性能优异、质量轻、柔韧性好、成本低，除用于制作军用防弹装备，如防弹胸板、防弹头盔外，还可用于制作保护人体颈部和四肢的防护装备如公安民警等执法人员以及安保人员防护装备。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种防弹防刺材料，具体涉及一种利用剪切增稠流体在冲击的作用下，其中的硬质纳米颗粒聚集形成粒子簇，使得材料变硬，从而分散和吸收冲击波的材料，可广泛作为军事、日常安保防护装备等的材料。
技术介绍
现代军用防弹衣通常由高强聚乙烯纤维、芳纶无纬布或/与高性能陶瓷片相结合制成，防弹效果优异，但有质量过重，灵活性低的缺点，不利于实际作战过程中士兵的快速反应。且由于材料过于厚重，只能保护人体的躯干，而无法对人的四肢起到有效防护。基于此，中国专利CN101140151A“液态性材料的防弹防刺服”、美国专利US7498276B2“ADVANDEDBODY ARMOR UTILIZING SHEAR THICKENING FLUIDS”均提出采用剪切增稠流体(STF)浸溃纤维织物的方法来改善防护材料的柔韧性。剪切增稠流体是由硬质粒子分散于聚乙二醇(PEG)溶液中制成的非牛顿型流体。常用的硬质粒子有二氧化硅及其他氧化物，纳米碳酸钙以及聚甲基丙烯酸甲酯等。所用溶剂聚乙二醇无毒且性能在很宽的温度范围内能够保持稳定。剪切增稠流体受到外力冲击时，会发生增稠作用从而变为一种十分坚硬的材料。但以上两个专利中所提到的纤维织物均为芳纶、超高强度尼龙等高强度织物。这些织物价格昂贵且舒适度较差。特别是所用织物由高强度纤维制成，在受到子弹或利器冲击时，由于高强纤维的阻挡作用，剪切速率迅速下降，大大减弱甚至使得剪切增稠流体起不到增稠从而阻挡冲击物的作用。本技术旨在采用低强度织物起到储存剪切增稠流体，而不影响冲击物速度的作用。棉纤维制品原料价廉易得，同时具有舒适柔软、保暖性好等优点。特别是如棉纤维和异形化学纤维具有特殊的形态结构，使其在加工过程中能够吸收更多的剪切增稠流体，防护效果更佳。与此同时，棉纤维对染料具有良好的亲和力，染色容易，色谱齐全，在保证良好防护性能和舒适性的同时，又可达到美观的效果。通过浸溃、涂覆或与后面部分织物间夹带剪切增稠流体的方式处理低强度织物，可以大幅度地提高织物的抗冲击性能；同时与高强度织物复合，能够减少高强度织物的使用量，从而降低成本。
技术实现思路
本技术的目的是克服现有防护装备厚重、灵活性差、价格昂贵的缺点，提供一种新型防弹防刺材料，使得在不降低防护装备防护性能的条件下，提高其灵活性，并且将成本控制在相对较低的水平。为了达到上述目的，本技术提供了一种防弹防刺材料，其特征在于，包括高强度纤维织物防护内层。优选地，所述的高强度纤维织物防护内层的外侧设有至少一层浸溃有剪切增稠流体的低强度纤维织物防护外层。更优选地，所述的高强度纤维织物防护内层与至少一层浸溃有剪切增稠流体的低强度纤维织物防护外层粘结在一起。优选地，所述的高强度纤维织物防护内层的外侧设有至少一层低强度纤维织物防护外层，高强度纤维织物防护内层与低强度纤维织物防护外层之间设有剪切增稠流体层。更优选地，所述的高强度纤维织物防护内层与低强度纤维织物防护外层的边缘处粘结在一起。所述的高强度纤维织物为强度为3000Mpa以上的纤维织物，如芳纶纤维或高强高模聚乙烯纤维制成的纤维织物，所述的低强度纤维织物为强度小于700Mpa的纤维织物，如棉、毛、丝、麻等天然纤维或低强度化学纤维，特别是粘胶、聚酯、聚酰胺或聚烯烃低强度异形化学纤维所制成的织物，所述低强度异形化学纤维可以是三叶形、五叶形或中空形。所述剪切增稠流体为粒子尺寸为10_50nm的纳米二氧化硅颗粒经超声作用均匀分散于分子量为200的聚乙二醇中得到的非牛顿型流体，纳米级二氧化硅颗粒的质量分数为25-80%。与现有技术相比，本技术的优点是本技术的防弹防刺材料，将由浸溃、涂覆或与后面部分织物间夹带有剪切增稠流体的低强度纤维织物作为防护外层，芳纶等高强度纤维织物作为防护内层。同传统防弹防刺材料相比，本技术材料防弹防穿刺效果优异，具有抗冲击性能优异、质量轻、柔韧性好、成本低等特点。除用于制作军用防弹装备，如防弹胸板、防弹头盔外，还可用于制作保护人体颈部和四肢的防护装备如公安民警等执法人员以及安保人员防护装备，同时还具有相对较低的生产成本，扩大了防护材料的应用范围。附图说明图1是第一种防弹防刺材料结构示意图；图2是第二种防弹防刺材料结构示意图；图3是第二种防弹防刺材料剖视图。具体实施方式下面结合实施例来具体说明本技术。实施例1如图1所示，为第一种防弹防刺材料结构示意图，所述的防弹防刺材料由高强度纤维织物防护内层2和设置在其外侧的5层浸溃有剪切增稠流体的低强度纤维织物防护外层I组成。所述的高强度纤维织物防护内层2与浸溃有剪切增稠流体的低强度纤维织物防护外层I粘结在一起。所述的高强度纤维织物为芳纶纤维制成的织物，所述的低强度纤维织物为棉纤维所制成的织物。所述剪切增稠流体为粒子尺寸为10-50nm的纳米二氧化硅颗粒3经超声作用均匀分散于分子量为200的聚乙二醇中得到的非牛顿型流体，纳米级二氧化硅颗粒3的质量分数为25%。制作时，采用常规的浸溃方法，先用乙二醇溶液稀释剪切增稠流体，而后将低强度纤维织物浸溃在稀释过的剪切增稠流体中，随后可采取烘干或悬挂晾干的方式，得到浸溃有剪切增稠流体的低强度纤维织物防护外层I。浸溃有剪切增稠流体的低强度纤维织物防护外层与高强度纤维织物防护内层2边缘处使用胶黏剂4 (聚乙烯胶)粘结，并通过平板压制固化胶黏剂4。浸溃有剪切增稠流体的低强度纤维织物防护外层I与高强度纤维织物防护内层2中各织物单层也通过渗透到其间的胶黏剂4粘结。实施例2如图2所示，为第二种防弹防刺材料结构示意图，所述的防弹防刺材料包括高强度纤维织物防护内层2，高强度纤维织物防护内层2的外侧设有5层低强度纤维织物防护外层1，通过胶黏剂4粘结的高强度纤维织物防护内层2与低强度纤维织物防护外层I之间设有剪切增稠流体层5。如图3所示，所述的高强度纤维织物防护内层2与低强度纤维织物防护外层I的边缘处粘结在一起。所述的高强度纤维织物为高强高模聚乙烯纤维制成的高强度纤维织物，所述的低强度纤维织物为棉纤维。所述剪切增稠流体为粒子尺寸为10-50nm的纳米二氧化硅颗粒3经超声作用均匀分散于分子量为200的聚乙二醇中得到的非牛顿型流体，纳米级二氧化硅颗粒3的质量分数为60%。制作时，可采用常规的涂覆方法，先用乙二醇溶液稀释剪切增稠流体，而后将稀释过的剪切增稠流体涂覆在低强度纤维织物防护外层I内侧，随后烘干或悬挂晾干。涂覆有STF的高强度纤维织物防护内层2边缘处使用胶黏剂4 (聚氯乙烯胶)粘结，并通过平板压制固化胶黏剂4，使STF密封在两层织物间，不会发生渗漏。低强度纤维织物防护外层I与高强度纤维织物防护内层2中各织物单层也通过渗透到其间的胶黏剂4粘结。实施例3如图2所示，为第二种防弹防刺材料结构示意图，所述的防弹防刺材料包括高强度纤维织物防护内层2，高强度纤维织物防护内层2的外侧设有5层低强度纤维织物防护外层1，通过胶黏剂4粘结的高强度纤维织物防护内层2与低强度纤维织物防护外层I之间设有剪切增稠流体层5。如图3所示，所述的高强度纤维织物防护内层2与低强度纤维织物防护外层I的边缘处粘结在一起。所述的高强度纤维织物为高强高模聚乙烯纤维制成的高强度纤维织物，所述的低强度纤维织物为棉纤维。所述剪切增稠流体为粒子尺寸为10本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种防弹防刺材料，其特征在于，包括高强度纤维织物防护内层(2)。

【技术特征摘要】
1.一种防弹防刺材料，其特征在于，包括高强度纤维织物防护内层(2)。2.如权利要求1所述的防弹防刺材料，其特征在于，所述的高强度纤维织物防护内层 (2)的外侧设有至少一层浸溃有剪切增稠流体的低强度纤维织物防护外层(I)。3.如权利要求2所述的防弹防刺材料，其特征在于，所述的高强度纤维织物防护内层 (2)与至少一层浸溃有剪切增稠流体的低强度纤维织物防护外层(I)...

【专利技术属性】
技术研发人员：王依民，路遥，富蕾，夏于旻，倪建华，王燕萍，
申请(专利权)人：东华大学，
类型：实用新型
国别省市：