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无机颗粒表层密排碰撞隔挡式防刺割热塑性树脂片及其制备方法与应用

阅读：199发布：2020-05-13

专利汇可以提供无机颗粒表层密排碰撞隔挡式防刺割热塑性树脂片及其制备方法与应用专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明涉及一种无机颗粒表层密排碰撞隔挡式防刺割热塑性树脂片及其制备方法与应用。该树脂片是由高温高压作用将微米尺度的无机颗粒压入热塑性树脂液堆砌再将温固化形成的均匀高密度堆砌均匀结构的硬质复合片状体。其制备方法是在高温下，将无机颗粒铺层于已熔融树脂的表面，然后在定压平板的加压下浸入树脂液中并在重力作用下松弛均匀和缓慢的沉降与调整；再保持加压静置，并去除气泡，最后降温固化成型为复合树脂片。该树脂片硬度和韧度大、防刺割效能高，因为其中的硬质无机颗粒可对刺入锐器实施碰撞隔挡钝化和反向切割粗糙化。可用于防恐防暴、消防、防爆炸、地震搜救及国防军事的个体防护着装材料。，下面是无机颗粒表层密排碰撞隔挡式防刺割热塑性树脂片及其制备方法与应用专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种无机颗粒表层密排碰撞隔挡式防刺割热塑性树脂片，其特征在于，是将高热的平均粒径为10～1000μm的无机颗粒压入熔融的热塑性树脂液中形成二分层结构或三分层结构，再经降温固化后形成的复合片状体；所述二分层结构的表层为最高堆砌密度且无机颗粒多为平面向上的结构层，内层为高密度均匀堆砌结构层；所述的三分层结构，表层为最高堆砌密度且无机颗粒多为平面向上结构层，中间层为高密度均匀堆砌结构层，内层为纯树脂层；所述的表层，即最高堆砌密度且无机颗粒多为平面向上的结构层，形成高概率碰撞和隔挡机制并使刺入尖端迅速钝化而减速耗能的排列结构；所述的内层或中层是对刺入尖锐物起反向切割钝化及支撑表层无机颗粒作用的高密均布结构层。
2.如权利要求1所述的无机颗粒表层密排碰撞隔挡式防刺割热塑性树脂片，其特征在于，所述的无机颗粒平均粒径为30～300μm；无机颗粒在防刺热塑性树脂片中的填充质量分数为40～55wt％。
3.如权利要求1所述的无机颗粒表层密排碰撞隔挡式防刺割热塑性树脂片，其特征在于，所述的无机颗粒为碳化硅颗粒、碳化硼颗粒、氮化硼颗粒或人造金刚石颗粒中的一种或多种混合。
4.如权利要求1所述的无机颗粒表层密排碰撞隔挡式防刺割热塑性树脂片，其特征在于，所述的热塑性树脂为聚酯树脂、聚碳酸酯树脂、聚丙烯树脂、聚乙烯树脂或聚酰胺树脂中的一种。
5.如权利要求1所述的无机颗粒表层密排碰撞隔挡式防刺割热塑性树脂片，其特征在于，所述的无机颗粒表层密排碰撞隔挡式防刺割热塑性树脂片的厚度为0.2～2mm。
6.权利要求1～5任一项所述的无机颗粒表层密排碰撞隔挡式防刺割热塑性树脂片的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将所述的热塑性树脂粉末或膜片置于聚四氟乙烯模板槽盒中，并在高温下使其软化熔融；同时加热所述的无机颗粒至所述高温温度以上5～10℃；所述的高温，是指比所用热塑性树脂的熔融温度要高5～20℃的温度；
(2)将更热的无机颗粒均匀铺撒于(1)中所述的加热软化熔融的热塑性树脂表面，直至所需的质量分数；或直至所述无机颗粒占有的体积小于或等于熔融树脂的体积，停止所述无机颗粒的铺撒；所述的更热的无机颗粒是指其温度比(1)中的高温高3～8℃的无机颗粒；
(3)在定压作用下，将外露的无机颗粒缓慢地压浸入所述的软化熔融的热塑性树脂中；
(4)继续保持定压静置5～30min，同时抽真空除去气泡后，逐渐降温固化，制得无机颗粒表层密排碰撞隔挡式防刺割热塑性树脂片。
7.如权利要求6所述的无机颗粒表层密排碰撞隔挡式防刺割热塑性树脂片的制备方法，其特征在于，所述(1)中模板槽盒是用聚四氟乙烯制成的六角形、正方形或圆形的扁平模板槽盒。
8.权利要求1～5任一项所述的无机颗粒表层密排碰撞隔挡式防刺割热塑性树脂片在防暴、消防、爆炸、地震搜救及国防军事的个体防护着装材料中的应用。

说明书全文

无机颗粒表层密排碰撞隔挡式防刺割热塑性树脂片及其制备

方法与应用

技术领域

[0001] 本发明涉及个体防刺割、防弹着装材料，属功能技术纺织品领域，特别是柔性、轻质、高功效防刺、割、砍着装用树脂复合片材及其制备技术。

背景技术

[0002] 和平时期的防恐、防暴、消防、突变事故等救援与逃生以及战争或武装行动中，均需专门化的防护装备。这些装备的基本要求是：高功效的防护功能和轻质柔软、无行动障碍的要求；而后者变得日益重要，并变得越来越轻质柔软化。我国对枪支的管控相比而言极为严格，虽然也存在刀具的管控，但较易获取和随身携带。故在防恐制暴中的着装，尤其是具有防刺、割、砍等功能的服装是保障救护人员人身安全和行动无障碍的基本装备。由于防刺在防刺、割、砍三个作用中是最难达到，且要求最高的防护功能，故人们主要关注防刺。现有的防刺材料，主要依靠硬质的金属破坏刀刃和隔挡利器，或用硬质非金属材料阻挡和损伤刀具，或用硬质高聚物来挤压、摩擦耗散冲击能量。显然，“以硬对硬”的金属材料在重量上存在缺陷；而“以软对硬”的高聚物在刀具隔挡上亦存在不足；无机硬质材料在硬度上虽然具有优势，但易脆易裂。如何将以上两者结合起来，是人们目前很少涉及的领域。而所做的研究大多集中在织物涂层和树脂片与织物粘合的技术上。在目前的工艺技术和原材料性能下，只能通过增厚的叠层材料和加大物质的质量和选择材料硬度的方式来实现防刺的效果，这属于低级的、初始阶段。其目前所能达到的最好效果是，在24焦耳冲击力下无显见穿透(国家标准)的织物平方米重最小为6.67kg/m2，即0.3平方米背心为2kg。若允许穿透最大露出长度7mm(欧洲标准)，最轻为3.33kg/m2，即0.3平方米背心为1kg。

[0003] 目前对上述防刺割材料已进行了诸多研究，主要是集中在以下几种。

[0004] 第一类是使用热固性树脂或热塑性材料形成防刺层以达到防刺效果。如一种非金属防弹防刺服(专利公开号：CN201577566U)使用热塑性树脂涂层的方法，并采用纤维精密排列技术使芳纶无纬布成0°/90°排列来达到防刺防弹效果；一种防弹、防刺背心(专利公开号：CN203657618U)中防护片采用树脂浸渍过的芳纶布层叠热压固化而成，具有很强的韧性和弹性；一种芳纶纤维增强树脂基防刺复合材料(专利公开号：CN102632665B)利用改性乙烯基树脂浸渍芳纶织物形成片材叠合形成，片材之间彼此独立，硬度和质量方面均有所减少；防弹且防刺的复合材料(专利公开号：CN107580550A)提供的一种柔性防刺材料主要包括三个区域构成复合防刺材料，其中包含织物和弹性体树脂或热塑性树脂的第二区作为主要防刺层；高性能非金属防刺片(专利公开号：CN105696357A)将环氧树脂和丙酮按照一定比例混合后再与聚酰胺按照一定质量比混合涂覆在芳纶机织物两面进行模压和干燥固化制成，使得防刺性能变得更加稳定，防刺性能相对较强的防刺材料；防刺复合材料及其制备方法(专利公开号：CN101936684A)采用高性能纤维形成增强体，复合在增强体上的树脂基体制成单层复合材料，开始独立的使用树脂作为复合防刺材料的一部分；多层非织造布制得防弹防刺多用复合材料及制备方法(专利公开号：US2013/0219600A1)采用树脂浸渍或者填料的非织造布通过多角度铺层制得防刺材料，非织造布的锁结达到防刺的性能；具有伸缩功能的防刺护体(专利公开号：CN107478095A)提供了一种由基布和增强复合热塑性树脂片组成的防刺结构层，数组相互成阶梯状搭接构成，且这种防刺层具有收缩功能可提高其防护性能柔软度和透气性更好；防弹防刺结构及防护服(专利公开号：CN206832131U)提供的一种防刺防弹材料包括纤维层、纤维层和树脂基体复合层，纤维层与纤维层之间成90°布置，该结构重量较轻且并不会影响到穿戴者的舒适度和灵活性；一种Z形树脂成型柔性防刺面料及其制备方法(专利公开号：CN105544228B)通过3D打印技术或者注塑技术得到Z形树脂固化物并通过热熔胶粉将其固化在成衣面料上，然后进行烘燥后制成，具有重量轻舒适、灵活等特点；一种复合热塑性防弹防刺片材(专利公开号：CN207180483U)将增强热塑性材料热熔注塑于防弹纤维集合体上，在防弹纤维集合体上打有通孔，部分增强热塑性材料热熔渗入至所述通孔中形成反面增强体，构成一体式结构，此种方案显著增强了防刺的效果，但加工比较困难并且耐用性较差。上述通过树脂浸渍或者涂覆的防刺材料要想达到标准《GA68-2008警用防刺服》的防刺要求，需要更大的质量、更厚的层数，以及材料柔性变差而导致穿着笨重且不灵活，其原因在于只存在稍硬的树脂膜，防刺效率低。若直接镀金属层，一是无法做厚，不仅增重、还易破裂；二是加工成片材，防刺主要作用仍是树脂，树脂的硬度有限，只有增加片材厚度即增材而无法减重。

[0005] 第二类是在现有的芳纶机织物等基布上涂覆含有无机颗粒的高聚物，形成防刺层以达到防刺效果。一种防刺材料，用于此的涂层载体，以及由所述材料制成的服装(专利公开号：EP0972169B1)通过聚氨酯作为粘合剂将直径为0.1～3mm的无机颗粒磨粒粘附在织物表面从而达到防刺效果，防刺颗粒(专利公开号：US2004/0048536A1)通过在高性能纤维织物表面粘附一定量的固体硬质颗粒物质，涂层厚度在0.1～2mm，可以钝化刀具侵彻深度；防刺复合材料(专利公开号：US2007/0105471A1)中通过将无机颗粒涂覆于芳纶织物表面以改善材料的防刺性能；复合防刺面料及其制备方法(专利公开号：CN101125040A)采用金刚砂、碳化硅等作为增强粒子，聚氨酯、环氧树脂等作为粘结剂在基布上间隔2～20mm，排布厚度为0.1～1mm的涂层点制成复合防刺面料，质地非常柔软适用于加工各类防刺服装；柔性防刺材料、防刺体的粘结成型方法(专利公开号：CN103791778B)将注塑工艺生产的热塑性粒子或复合增强材料粒子填充在厚度为3～30mm、模孔深度在0.3～2mm、距离相距1～20mm，模孔空隙在0.2～2mm的模具中，再均匀的涂覆粘结剂或者热熔胶粉末固化粘接在基布上，制得柔性防刺材料；一种无机粉末涂层防刺布/一种复合防弹防刺材料(专利公开号：CN206430639U/CN206648524U)使用PU胶等将碳化硅等无机粉末涂层在芳纶机织布上形成一种无机粉尘涂层防刺布，单层面密度可达150～500g/m2，层数不超过10层，重量基本为现有防刺材料中的最低水平，并将此无机涂层防刺布或超薄防刺钢片作为防刺层，高性能纤维编织布作为防弹层制成防弹防刺复合材料。一种防刺防割柔性材料的制备方法(专利公开号：CN108058469A)更进一步的在织物、膜材料、橡胶材料或皮革表面涂覆胶黏剂，然后粘贴环氧树脂等有机高分子或金刚石、碳化硅等无机颗粒得到复合材料，然后经过热压得到防刺割柔性材料，该发明工艺简单成本低、重量轻等特点；一种柔性防砍防刺护体(专利公开号：CN207180485U)将设置在基布上的增强热塑性防刺片材用柔性间隙分成数个间开的任一形状组合成粒子图案，并带有凸起制得，这种方案中粒子和凸起可以较好的提高的防刺效果，但是极易磨损失效。上述将无机颗粒涂层的或者纯树脂片粘贴在基布表面的防刺材料，虽然改善了柔软性，但防刺割功效并未增加、甚至会有所下降。而且，前者会在使用过程中，因不断摩擦而使表面粒子脱落，造成防刺割性能的下降，而带来很大的安全隐患；同时，因织物太薄，无机颗粒层易解体和破洞而失效，以及刀具刺入后无机颗粒对的挤压作用基本丧失，摩擦切割作用几乎消失。

[0006] 第三类防刺材料是采用传统的机织布、针织布或者非织造布通过包裹、夹带、叠加硬质或柔性剪切增稠体或者增加加筋结构使其具有防刺性能。如一种硬质防刺服(专利公开号：CN207084185U)公布的一种硬质防护服，其中内层由高抗冲聚苯乙烯板、高抗冲聚丙烯板和泡沫塑料层搭配，可拆卸式金属片，外层加铜、铝条作为加强筋的缓冲层作为主要防刺层；一种柔性防刺面料及其制备方法(专利公开号：CN107650458A)中引入缓冲凸起重复相连呈波浪形和碳纤维增强材料防刺块精心铺层后，裁剪、包边、稀疏绗缝，即得柔性防刺面料；一种柔性防刺针织物面料及其制备工艺(专利公开号：CN107587247A)公开了一种特殊针织工艺制得的防刺材料，由六个横列的线圈构成包括浮线和成圈组织，并重复循环制得防刺面料；一种柔软耐久型防刺材料的制备方法(专利公开号：CN107815870A)引入剪切增稠体与织物充分混合复合，提高了防刺材料的耐久性和柔韧性；一种柔性防刺材料及其制备方法(专利公开号：CN107385676A)公布的一种防刺材料由舒适层1、核心防刺层和舒适层；2、按照顺序层叠后经过水刺后固结形成防刺复合材料。上述几种类型的防刺材料的突出不足是加工工艺过于复杂，且人工成本较大，不易批量生产，而且加筋材料为纤维时，它的柔软性有所改善，但防刺功能有限和易于破坏且重量增加；加筋材料为金属网格时，柔性急剧下降，且防刺效率与格栅粗网及其网格空有关，是一种质量、硬度与柔性呈反比的结构。

[0007] 第四类防刺材料是采用硬质或软质材料制得的防刺材料。一种柔性防刺织物(专利公开号：CN107212485A)采用树脂片、纤维增强树脂片或金属合金片作为防护模块，并通过无间隙配合，从而达到防刺效果，很大的改善了防刺材料的柔软性，但主要靠金属片防刺，故重量偏重。如依据各种仿生学原理制得防刺材料，一种基于空心微蛋壳的鳞甲拼接式防刺服(专利公开号：CN108095222A)借鉴动物鳞甲分层重叠的排列方式，按照上下分层的排列布局，将所有由塑性材料制得的防刺基板水平排列而成，且防刺体上有多个中空半椭球壳体呈并列交错设置，可以减轻防刺材料重量，但防刺效果受到重叠不均的影响；鳞甲式防刺芯片及用其制成的防刺装备(专利公开号：CN105403106A)基于仿生学原理借鉴鳄鱼的鳞甲设计防刺芯片结构，包含“金字塔”和截面为扇形的柱状构件，能很好的分散刀具等锐器的穿刺，切割作用但易造成集聚刺穿；纳米管集料在碳纳米管抗冲击材料中应用及制备方法(专利公开号：WO2017128944(A1))利用碳纳米管的中空结构来吸收大量的冲击能量，碳纳米管宏观有序，微观无序状态，力求达到最优的防刺防爆效果，但尺度太小，材料刚度不足，防刺性能增加微小而成本增加；一种基于碳纤维板拼接块的防刺服(专利公开号：CN106858769A)采用多个碳纤维板并CNC加工而成的防刺片，并夹有金属薄片，经机器缝合封口制得防刺材料，防刺性能优良但太重太硬，适于马赛克式或非连续片体。上述方案制得的防刺材料的主要不足，也是质量过大的问题，且伴随着制备工艺复杂，这与早期人工制作甲胄的问题相同。

[0008] 综上，现有的一些硬质或者软质防刺材料，仍普遍存在笨重、刚硬和单一阻尼的低功效的缺陷。

发明内容

[0009] 本发明所要解决的问题是：如何强化复合树脂片的碰撞隔挡与钝化锐器的作用机制，尤其是采用同样的无机颗粒体，在复合树脂片的表层形成高概率碰撞和隔挡机制并使刺入尖端迅速钝化而减速耗能的排列结构。因此，实现此作用机制的思路是选择较大表平面的单晶体无机颗粒和采用能使无机颗粒在树脂表面平整化或被压平整的表面高排列密度的结构。由此，实现高概率碰撞与隔挡钝化的防刺机理，同时又能保证较高效率的反向切割机制，而达到高概率碰撞、钝化和刮擦作用。另外在此基础上，针对前述市场上存在的防刺材料重量大、柔软性差等问题，本发明提供了一种不仅防刺性能优异并且质量轻、厚度薄的无机颗粒表层密排碰撞隔挡式防刺割热塑性树脂片及其制备方法与应用。

[0010] 为达到上述目的，本发明提供了一种无机颗粒表层密排碰撞隔挡式防刺割热塑性树脂片，其特征在于，是将高热的平均粒径为10～1000μm的无机颗粒压入熔融的热塑性树脂液中形成二分层结构或三分层结构，再经降温固化后形成的复合片状体；所述二分层结构的表层为最高堆砌密度且无机颗粒多为平面向上的结构层，内层为高密度均匀堆砌结构层；所述的三分层结构，表层为最高堆砌密度且无机颗粒多为平面向上结构层，中间层为高密度均匀堆砌结构层，内层为纯树脂层；所述的表层，即最高堆砌密度且无机颗粒多为平面向上的结构层，形成高概率碰撞和隔挡机制并使刺入尖端迅速钝化而减速耗能的排列结构；所述的内层或中层是对刺入尖锐物起反向切割钝化及支撑表层无机颗粒作用的高密均布结构层。

[0011] 使用时表面为正面，即最高堆砌密度且无机颗粒多为平面向上的结构层面向刀具的刺入，是由高密到低密的路径，对以碰撞隔挡式的防刺主机制作用来说，是最为合理和高效的，因为这样可以迅速地使刀尖端钝化，而增大刺入阻力；同时，无机颗粒若发生偏转，具有更大的转动阻力。而对这种方式，片状材料结构的柔韧性配置亦正好相配伍，因为反面变形大，对应于树脂为主的部分，正好能变形而不会脆裂；正面变形小，冲击大，对应于无机颗粒刚性体为主的部分，正好实施碰撞、变钝而隔挡，而且可扩大接触面积，而加大能耗的损耗。所以形成的致密的颗粒平面向上并与入刺方向正交的表层，是碰撞隔挡机制的最重要的条件。

[0012] 优选地，所述的无机颗粒平均粒径为30～300μm，即目数大约在150～15000目；无机颗粒在防刺热塑性树脂片中的填充质量分数为40～55wt％。虽然10～30μm仍属微米的上段尺寸；300～500μm仍属亚毫米的下段尺寸，但不建议取30微米以下的和300微米以上的无机颗粒，其原因是，因为30微米以下的无机颗粒，碰撞隔档效果急剧下降；而大于300微米以上的无机颗粒，易造成整体树脂片的偏厚或容易碎裂。

[0013] 优选地，所述的无机颗粒包括但不仅限于碳化硅颗粒、碳化硼颗粒、氮化硼颗粒或人造金刚石颗粒中的一种或多种混合。

[0014] 优选地，所述的热塑性树脂包括但不仅限于聚酯树脂(PET)、聚碳酸酯树脂(PC)、聚丙烯树脂(PP)、聚乙烯树脂(PE)或聚酰胺树脂(PA)中的一种。

[0015] 优选地，所述的无机颗粒表层密排碰撞隔挡式防刺割热塑性树脂片的厚度为0.2～2mm。

[0016] 上述无机颗粒表层密排碰撞隔挡式防刺割热塑性树脂片的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

[0017] (1)将所述的热塑性树脂粉末或膜片置于聚四氟乙烯模板槽盒中，并在高温下使其软化熔融；同时加热所述的无机颗粒至所述高温温度以上5～10℃；所述的高温，是指比所用热塑性树脂的熔融温度要高5～20℃的温度；所述的软化和熔融是指热塑性树脂液的流动性大小，软化流动低于熔融，但其可以提供更高的无机颗粒堆砌密度和更多的所述无机颗粒表面与成型树脂片表面平行而获得更高碰撞概率的表面；而熔融则提供更好的浸润和堆砌结构的均匀。

[0018] (2)将更热的无机颗粒均匀铺撒于(1)中所述的加热软化熔融的热塑性树脂表面，直至所需的质量分数；或直至所述无机颗粒占有的体积小于或等于熔融树脂的体积，停止所述无机颗粒的铺撒；所述的更热的无机颗粒是指其温度比(1)中的高温高3～8℃的无机颗粒；所述的无机颗粒占有的体积小于熔融树脂的体积是指所形成的软化熔融的热塑性树脂在底部存在纯树脂层；所述的无机颗粒占有的体积等于熔融树脂的体积是指所形成的软化熔融的热塑性树脂全部被无机颗粒填充；

[0019] (3)在定压作用下，将外露的无机颗粒缓慢地压浸入所述的软化熔融的热塑性树脂中；

[0020] (4)继续保持定压静置5～30min，同时抽真空除去气泡后，逐渐降温固化，制得无机颗粒表层密排碰撞隔挡式防刺割热塑性树脂片。

[0021] 优选地，所述(1)中模板槽盒是用聚四氟乙烯制成的六角形、正方形或圆形的扁平模板槽盒。

[0022] 本发明是将无机颗粒的温度大于树脂软化熔融时采用的温度，其目的是使无机颗粒与热塑性树脂间有更好的浸润性、粘连和浸入，以减少压力和加快压入速度，而提高产量和节省能耗。同时与熔融温度配合，使其即入即停，而形成稳定的堆砌结构和提高堆砌密度。由此，增大对刺入物的碰撞和反向切割的概率与作用力，达到高效防刺割之目的。

[0023] 本发明还提供了上述无机颗粒表层密排碰撞隔挡式防刺割热塑性树脂片在防暴、消防、爆炸、地震搜救及国防军事的个体防护着装材料中的应用。

[0024] 与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

[0025] (1)由于树脂和无机颗粒的密度远低于金属，尤其是硬金属，但一般无机颗粒的硬度一般高于硬金属很多，为6～20倍。同样防刺功效的树脂片的质量可成倍减少，而制得轻质的防刺、割、砍及其复合材料；

[0026] (2)由于无机颗粒表层密排可达55～65wt％的填充率，且所述的无机颗粒多为较大平面的六方或立方单晶体，可形成较大的隔挡平面；且单晶体的棱角尖锐，尺寸为亚微米尺度，远小于一般刀具的刃口或尖端。同时，无机颗粒的硬度远硬于金属刀具，包括高硬度金属，故能碰撞钝化和反向切入刀具刃口，形成高效碰撞隔挡和钝化与粗糙化刺入尖端及刃口。

[0027] (3)由于采取热塑性方式，可使树脂片的韧性更大、强度更强，无机颗粒可以填充更均匀，甚至可以自由操控以分层，以得到高密度层对刀具的高效反切割和层间快速阻隔减速；

[0028] (4)制备过程简洁，温度可直接调节热塑性树脂的流动性和固化点，故制备周期更短，可直接进行产业化。附图说明

[0029] 图1是二分层结构的无机颗粒表层密排碰撞隔挡式防刺割热塑性树脂片；其中，1-无机颗粒；2-热塑性树脂；3-最高堆砌密度且无机颗粒多为平面向上的结构层；4-高密度均匀堆砌结构层；

[0030] 图2是三分层结构的无机颗粒表层密排碰撞隔挡式防刺割热塑性树脂片；其中其中：1-无机颗粒；2-热塑性树脂；3-最高堆砌密度且无机颗粒多为平面向上的结构层；4-高密度均匀堆砌结构层；5-纯树脂层。

具体实施方式

[0031] 下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

[0032] 如图1～2所示，本发明无机颗粒表层密排碰撞隔挡式防刺割热塑性树脂片具体制备步骤如下：

[0033] (1)将所述的热塑性树脂粉末或膜片置于聚四氟乙烯模板槽盒中，并在高温下使其软化熔融；同时加热所述的无机颗粒至所述高温温度以上5～10℃；

[0034] (2)将更热的无机颗粒均匀铺撒于(1)中所述的加热软化熔融的热塑性树脂表面，直至所需的质量分数；或直至所述无机颗粒占有的体积小于或等于所述熔融树脂的体积，停止所述无机颗粒的铺撒；

[0035] (3)在定压作用下，将外露的无机颗粒缓慢地压浸入所述的软化熔融的热塑性树脂中；

[0036] (4)继续保持定压静置5～30分钟，同时抽真空除去气泡后，逐渐降温固化，制成二分层结构或三分层结构的无机颗粒表层密排碰撞隔挡式防刺割热塑性树脂片。其结构详见图1或图2。

[0037] 所制得的防刺树脂片的总面密度、厚度详细表中所列，依据我国公安部GA68-2008《警用防刺服》标准检测，达到防护要求，目前现有的非金属防刺材料达到该标准所要求的总面密度均成倍高于3.33kg/m2，故实验允许不大于6mm的穿透长度，并刺穿概率记为0。由此，记录其有效防刺的总能量和不被刺穿的织物减重率δ。

[0038] 实施例1

[0039] 本发明提供了一种碳化硼颗粒表层密排碰撞隔挡式防刺割热塑性树脂片，是将高热的平均粒径为200μm的碳化硼颗粒压入熔融的聚酰胺树脂液中形成三分层结构，再经降温固化后形成的复合片状体；所述的三分层结构，表层为最高堆砌密度且无机颗粒多为平面向上结构层，中间层为高密度均匀堆砌结构层，内层为纯树脂层。碳化硼颗粒在防刺热塑性树脂片中的填充质量分数为45.1wt％。

[0040] 在多层织物上铺贴碳化硼颗粒表层密排碰撞隔挡式防刺割热塑性树脂片而成的2
复合织物，其整体平方米克重为2.71kg/m ，具体工艺参数详见表1中所列。该多层复合织物的刺穿概率为零。若折算成目前3.33kg/m2的织物，其正面耐刺割能量为27.9J，反面耐刺割能量为22.9J，刺割能量的差异率约17.9％，相对于目前常规平方米克重(3.33kg/m2)来说，可以减重约18.6％，可见其正反面的刺割能量差异率较大，这与无机颗粒的粒径和排列方式有关，这种由高密到低密的路径，可以迅速地使刀尖端钝化，而增大刺入阻力，同时复合织物的减重效果明显，这使得防刺性能得到改善并可做到轻质化和柔软化。

[0041] 实施例2

[0042] 本发明提供了一种碳化硅颗粒表层密排碰撞隔挡式防刺割热塑性树脂片，是将高热的平均粒径为50μm的碳化硅颗粒压入熔融的聚酯树脂液中形成二分层结构，再经降温固化后形成的复合片状体；所述二分层结构的表层为最高堆砌密度且无机颗粒多为平面向上的结构层，内层为高密度均匀堆砌结构层。碳化硅颗粒在防刺热塑性树脂片中的填充质量分数为50.2wt％。

[0043] 在多层织物上铺贴碳化硅颗粒表层密排碰撞隔挡式防刺割热塑性树脂片而成的复合织物，其整体平方米克重为3.04kg/m2，具体工艺参数详见表1中所列。该多层复合织物2
的刺穿概率为零。若折算成目前3.33kg/m的织物，其正面耐刺割能量为27.1J，反面耐刺割能量为24.2J，刺割能量的差异率约10.7％，相对于目前常规平方米克重(3.33kg/m2)来说，可以减重约8.7％，可见其正反面的刺割能量差异率较小，这与无机颗粒的平均粒径和排列方式有关，当粒径太小的时候，这种由高密到低密的路径的优势就不太明显，但增加了反向切割的能量，使刀尖端钝化，增大刺入阻力，同时复合织物的减重效果不明显，但可以使得防刺性能得到改善。

[0044] 实施例3

[0045] 本发明提供了一种立方氮化硼颗粒表层密排碰撞隔挡式防刺割热塑性树脂片，是将高热的平均粒径为300μm的立方氮化硼颗粒压入熔融的聚丙烯树脂液中形成三分层结构，再经降温固化后形成的复合片状体；所述的三分层结构，表层为最高堆砌密度且无机颗粒多为平面向上结构层，中间层为高密度均匀堆砌结构层，内层为纯树脂层。立方氮化硼颗粒在防刺热塑性树脂片中的填充质量分数为45.6wt％。

[0046] 在多层织物上铺贴立方氮化硼颗粒表层密排碰撞隔挡式防刺割热塑性树脂片而成的复合织物，其整体平方米克重为2.83kg/m2，具体工艺参数详见表1中所列。该多层复合织物的刺穿概率为零。若折算成目前3.33kg/m2的织物，其正面耐刺割能量为28.4J，反面耐刺割能量为21.1J，刺割能量的差异率约25.7％，相对于目前常规平方米克重(3.33kg/m2)来说，可以减重约15.0％，可见其正反面的刺割能量差异率较大，这与复合片的排列方式和无机颗粒的粒径有关，而且这种由高密到低密的路径，再加上大的颗粒，两者的作用可以迅速地使刀尖端钝化，而增大刺入阻力，同时复合织物的减重效果明显，这使得防刺性能得到改善并可做到轻质化和柔软化。

[0047] 实施例4

[0048] 本发明提供了一种人造金刚石颗粒表层密排碰撞隔挡式防刺割热塑性树脂片，是将高热的平均粒径为100μm的人造金刚石颗粒压入熔融的热塑性树脂液中形成二分层结构，再经降温固化后形成的复合片状体；所述二分层结构的表层为最高堆砌密度且无机颗粒多为平面向上的结构层，内层为高密度均匀堆砌结构层；人造金刚石颗粒在防刺热塑性树脂片中的填充质量分数为54.4wt％。

[0049] 在多层织物上铺贴人造金刚石颗粒表层密排碰撞隔挡式防刺割热塑性树脂片而成的复合织物，其整体平方米克重为2.69kg/m2，具体工艺参数详见表1中所列。该多层复合织物的刺穿概率为零。若折算成目前3.33kg/m2的织物，其正面耐刺割能量为25.4J，反面耐刺割能量为22.9J，刺割能量的差异率约6.7％，相对于目前常规平方米克重(3.33kg/m2)来说，可以减重约19.2％，可见其正反面的刺割能量差异率较大，这与无机颗粒的平均粒径和排列方式有关，当粒径相对比较小的时候，在受到正或反向切割的时候，较小的粒径在受到刀尖的刺入作用时，被顶开，对刺入方影响较大，所以防刺效果不好。但这两种物质的组合，可以使材料的减重效果变得非常明显，在一定程度上可以使得防刺性能得到改善并可做到轻质化和柔软化。

[0050] 表1碰撞隔挡式热塑性树脂片的工艺配方与条件和实施结果

[0051]

[0052] 注：其中所述的减重率δ为现有水平平方米克重Gs与实测织物平方米克重G0的差值与现有水平平方米克重Gs的比值：

[0053] δ＝(GS-G0)/GS*100％

[0054] 所述的刺穿能量的差异率v为正面的刺穿能量Ez与反面的刺穿能量Ef的差值与正面的刺穿能量Ez的比值：

[0055] v＝(Ez-Ef)/Ez*100％

[0056] 其中所述的刺穿概率p为10次试验中的刺穿的次数n的百分率：

[0057] p＝n/10*100％

[0058] 所述的刺穿能量，是指防刺复合织物最小刺穿的能量。

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