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无机颗粒与热塑性树脂粉末混合铺层热熔压铸复合树脂片及其制备方法与应用

阅读：816发布：2020-05-16

专利汇可以提供无机颗粒与热塑性树脂粉末混合铺层热熔压铸复合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与热塑性树脂粉末混合铺层热熔压铸复合树脂片及其制备方法与应用。该树脂片由微米尺度的无机颗粒与同尺度热塑性树脂粉混合，经加热熔融、压铸、真空去泡同步恒温沉降形成高密堆砌和梯度分布堆砌的复合树脂片。制备方法是将树脂粉末与无机颗粒混合体加热熔融树脂粉末，加压和真空脱泡，并在静置期恒温使无机颗粒松动、错位、堆砌后，降温固化成无机颗粒均匀高密分布或梯度分布的复合树脂片。该成形方法简洁易行、结构可调、成片坚韧、平方米重轻。而且因无机颗粒的坚硬可反向切割刺入锐器，使其迅速粗糙和平钝化而耗能减速，达到高防刺割功效。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。，下面是无机颗粒与热塑性树脂粉末混合铺层热熔压铸复合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

1.一种无机颗粒与热塑性树脂粉末混合铺层热熔压铸复合树脂片，其特征在于，是由同尺度的无机颗粒与热塑性树脂粉末均匀混合后加热熔融并压铸而成的片状体；无机颗粒在复合树脂片中的体积分数为20～60％，且体积分数可控；当无机颗粒的体积分数在50～
60％时，为高密度堆砌结构；当无机颗粒的体积分数在20～50％时，为一般填充密度堆砌结构；所述的高密度堆砌结构是指无可能发生显见沉降的无机颗粒均匀分布结构的堆砌；所述的一般填充密度的堆砌结构，是指无机颗粒无显见沉降时的呈均匀分布结构的堆砌或无机颗粒存在有明显沉降的梯度分布结构的堆砌。
2.如权利要求1所述的无机颗粒与热塑性树脂粉末混合铺层热熔压铸复合树脂片，其特征在于，所述的无机颗粒平均粒径为1～100μm。
3.如权利要求1所述的无机颗粒与热塑性树脂粉末混合铺层热熔压铸复合树脂片，其特征在于，所述的无机颗粒为人造金刚石颗粒、碳化硅颗粒、碳化硼颗粒、氮化硼颗粒中的一种或多种混合；无机颗粒为多角体、立方体或六方体外形。
4.如权利要求1所述的无机颗粒与热塑性树脂粉末混合铺层热熔压铸复合树脂片，其特征在于，所述的热塑性树脂粉末为聚酯树脂、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所述的无机颗粒与热塑性树脂粉末混合铺层热熔压铸复合树脂片，其特征在于，所述的复合树脂片的厚度为0.2～2mm。
6.权利要求1～5任一项所述的无机颗粒与热塑性树脂粉末混合铺层热熔压铸复合树脂片的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将无机颗粒和热塑性树脂粉末按体积分数比混合均匀后，填充入模板槽盒中，在高温加压下熔融，并互为浸润、粘结；所述的高温是指比热塑性树脂的熔融温度要高5～15℃的温度；
(2)继续保持(1)中的高温下，静置并抽真空除去气泡3～30min，使无机颗粒松动、错位得堆砌调整后，形成均匀分布的结构；
(3)在无机颗粒发生显见沉降前，快速降温至热塑性树脂的熔点，随后逐渐降温固化成型，由此无机颗粒仅可在原位做松动和转动，来调整结构与减小内应力，但无法发生明显的沉降，而被固化成高密度堆砌结构或一般填充密度堆砌结构的复合树脂片；所述的一般填充密度的堆砌，在较长的静置时间和/或较高的温度下，可发生显见的无机颗粒的沉降，这使表层无机颗粒因沉降变为低密度的填充，而下层亦因无机颗粒的沉降形成高密度的填充，由此制得梯度分布结构的复合树脂片。
7.如权利要求6所述的无机颗粒与热塑性树脂粉末混合铺层热熔压铸复合树脂片的制备方法，其特征在于，所述(1)中的模板槽盒是用聚四氟乙烯制成的六角形、正方形、矩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与热塑性树脂粉末混合铺层热熔压铸复合树脂片在防恐防暴、消防、防爆炸、地震搜救及国防军事的个体防护着装材料中的应用。

说明书全文

无机颗粒与热塑性树脂粉末混合铺层热熔压铸复合树脂片及

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：目前在防刺研究中，技术层面中的单一化(隔挡机制或摩擦握持机制)而进行超硬微颗粒的反向切割机理的实现，即选择微颗粒的单晶多棱角形态和颗粒尺寸，来完成高概率碰撞，刮擦作用所实现的反向切割钝化的高效阻挡。同时，高密度的堆砌又能保证较高的碰撞概率，而实现碰撞隔挡之功效。复合树脂片的另一个问题，是由于高密度堆砌会造成复合树脂片的脆化，导致其不耐冲击性，即防刺割性迅速下降。故作为大变形的下层，应既减少树脂中无机颗粒的填充量，又保证适当的碰撞概率，由此实现复合树脂片的坚韧性与高效防刺。这是本发明提供下密(正面)、上疏(反面)的梯度分布结构的复合树脂片的最主要目的与方式。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。本发明提供这种以碰撞隔挡与钝化锐器作用机制为主，兼顾反向切割、刮擦的粗糙化机制的复合树脂片及其制备方法，不仅可实现高效防刺性能，而且防护服重量轻、厚度薄且柔软。

[0010] 为达到上述目的，本发明提供了一种无机颗粒与热塑性树脂粉末混合铺层热熔压铸复合树脂片，其特征在于，是由同尺度的无机颗粒与热塑性树脂粉末均匀混合后加热熔融并压铸而成的片状体；无机颗粒在复合树脂片中的体积分数为 20～60％，且体积分数可控；当无机颗粒的体积分数在50～60％时，为高密度堆砌结构；当无机颗粒的体积分数在20～50％时，为一般填充密度堆砌结构；所述的高密度堆砌结构(见图2)，是指无可能发生显见沉降的无机颗粒均匀分布结构的堆砌，因为无机颗粒只能在原位做松动和转动的调整；所述的一般填充密度的堆砌结构，是指无机颗粒无显见沉降时的呈均匀分布结构的堆砌(见图3b)或无机颗粒存在有明显沉降的梯度分布结构的堆砌(见图3a)。

[0011] 优选地，所述的无机颗粒平均粒径为1～100μm，即目数约在50～5000目；所用树脂粉末的平均粒径与无机颗粒的平均粒径在同一尺度，以便于均匀混合，而不发生分层。

[0012] 优选地，所述的无机颗粒为人造金刚石颗粒、碳化硅颗粒、碳化硼颗粒、氮化硼颗粒中的一种或多种混合；无机颗粒为多角体、立方体或六方体外形，此取决于颗粒体单晶体的形态。

[0013] 优选地，所述的树脂粉末为聚酯树脂(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。

[0014] 优选地，所述的复合树脂片的厚度为0.2～2mm。

[0015] 上述无机颗粒与热塑性树脂粉末混合铺层热熔压铸复合树脂片的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

[0016] (1)将无机颗粒和热塑性树脂粉末按体积分数比混合均匀后，填充入模板槽盒中，在高温加压下熔融，并互为浸润、粘结；所述的高温是指比热塑性树脂的熔融温度要高5～15℃的温度；

[0017] (2)继续保持(1)中的高温下，静置并抽真空除去气泡3～30min，使无机颗粒松动、错位得堆砌调整后，形成均匀分布的结构；

[0018] (3)在无机颗粒发生显见沉降前(3～10min内)，快速降温至热塑性树脂的熔点，随后逐渐降温固化成型，由此无机颗粒仅可在原位做松动和转动，来调整结构与减小内应力，但无法发生明显的沉降，而被固化成高密度堆砌结构或一般填充密度堆砌结构的复合树脂片；所述的一般填充密度的堆砌，在较长的静置时间和/或较高的温度下，可发生显见的无机颗粒的沉降，这使表层无机颗粒因沉降变为低密度的填充，而下层亦因无机颗粒的沉降形成高密度的填充，由此制得梯度分布结构的复合树脂片。

[0019] 所述的无机颗粒的高密度堆砌结构和一般密度堆砌结构，均可制得具有反向切割作用机制的复合树脂片，只是后者，因发生沉降所形成的梯度分布结构的防刺割性(即反向切割作用)具有正反性能的差异。

[0020] 优选地，所述(1)中的模板槽盒是用聚四氟乙烯制成的六角形、正方形、矩形或圆形的扁平模板槽盒。

[0021] 上述无机颗粒与树脂粉末混合铺层热熔压铸复合树脂片在防恐防暴、消防、防爆炸、地震搜救及国防军事的个体防护着装材料中的应用。

[0022] 本发明所述的增硬体是用于对刺入体的刚性反向切割和刮削粗糙化，所述的复合树脂片的基体用于树脂片整体坚韧性保持在刺入强韧冲击时，不发生脆裂和破坏，同时保持对刺入体的完整握持，以急速摩擦钝化。权利要求中所述的同尺度的要求，其目的是为了保证两种颗粒体的均匀混合，因为尺度不同，易于产生分层，如小颗粒下移，而大颗粒在上。

[0023] 根据权利要求书中所述的体积分数无机颗粒V无机，树脂粉末 V树脂和二者之和V总。体积可由对应原料的密度γx和称得的重量Gx求得。

[0024] 式中下标x分别代表无机颗粒、树脂粉末和总体积，由此求得混合后的总密度：

[0025]

[0026] 体积分数比对精确确定无机颗粒见的间距以及进而确定刺入刀具与无机颗粒的碰撞概率具有明显的优势和可比性。

[0027] 本发明的有益效果在于：

[0028] (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；

[0029] (2)由于无机颗粒体积分数可达20％～60％，且所述的无机颗粒多为多角形，尖角尺寸为微米尺度，小于或者远小于一般刀具的刃口或尖端，故能切入刀具刃口，形成反向切割，并钝化尖端及刃口，防刺入功效显著增加。

[0030] (3)由于采取无机颗粒与树脂粉末熔融铺层热轧铸方式，可使树脂片无机颗粒可以填充更均匀，以得到高密度层对刀具的高效反切割和快速阻隔减速；

[0031] (4)制备过程工艺简洁快速，可与固态粉末颗粒直接混合，均匀性好，操作简单，无能耗；熔融与固化周期短，加热量低，省能快速；温度可直接调节热塑性树脂的流动性和软化程度，加强热塑性树脂与无机颗粒的浸润粘合，一旦粘合稳定，即降温令树脂流动性迅速减少，并固化稳定，故制备周期短，可直接进行产业化。附图说明

[0032] 图1是本发明无机颗粒与树脂粉末混合热轧铸的复合树脂片的工艺成型流程图；

[0033] 其中(a)无机颗粒与同尺度的树脂粉末；(b)混合、熔融和热压成型示意图； (c)均匀、堆砌成型的复合树脂片；1-无机颗粒；2-热塑性树脂粉末；3-热压板； 4-模板槽盒；5-热塑性树脂；

[0034] 图2是本发明无机颗粒与树脂粉末混合热轧铸的高密度堆砌结构复合树脂片的截面示意图；其中1-无机颗粒；5-热塑性树脂；

[0035] 图3是本发明无机颗粒与树脂粉末混合热轧铸的一般填充密度堆砌结构复合树脂片的截面示意图；其中(a)无机颗粒沉降梯度分布结构示意图；(b)无机颗粒无显见沉降的均布结构示意图；1-无机颗粒；5-热塑性树脂。

具体实施方式

[0036] 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。

[0037] 实施例1-4中的原材料及设备为国家重点研发计划项目(2016YFC0802802) 的资助。

[0038] 如图1所示，本发明提供了一种无机颗粒与树脂粉末混合铺层热熔压铸复合树脂片的制备方法，具体步骤如下：

[0039] (1)将无机颗粒和热塑性树脂粉末按体积分数比混合均匀后，填充入模板槽盒中，在高温加压下熔融，并互为浸润、粘结；所述的高温是指比热塑性树脂的熔融温度要高5～15℃的温度；

[0040] (2)继续保持(1)中的高温下，静置并抽真空除去气泡3～30min，使无机颗粒松动、错位得堆砌调整后，形成均匀分布的结构；

[0041] (3)在无机颗粒发生显见沉降前(3～10min内)，快速降温至热塑性树脂的熔点，随后逐渐降温固化成型，由此无机颗粒仅可在原位做松动和转动，来调整结构与减小内应力，但无法发生明显的沉降，而被固化成高密度堆砌结构(图2 所示)或一般填充密度堆砌结构(图3所示)的复合树脂片；所述的一般填充密度的堆砌，在较长的静置时间和/或较高的温度下，可发生显见的无机颗粒的沉降，这使表层无机颗粒因沉降变为低密度的填充，而下层亦因无机颗粒的沉降形成高密度的填充，由此制得梯度分布结构的复合树脂片(图3a所示)。

[0042] 实施例1

[0043] 本实施例提供了一种碳化硼颗粒与聚酯树脂粉末混合铺层热熔压铸复合树脂片，是由平均粒径30μm的碳化硼颗粒与聚酯树脂粉末均匀混合后加热熔融并压铸而成的片状体；无机颗粒在复合树脂片中的体积分数为54.5％，复合树脂片为高密度堆砌结构(如图2所示)。

[0044] 在多层织物上铺贴复合树脂片而成的复合织物，其整体平方米克重为 2.94kg/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，其耐刺割能量为26.2J，相对于目前常规平方米克重(3.33kg/m2)来说，可以减重约11.7％，可见其属于高密分布，可以保证较高的碰撞概率及实现碰撞隔挡之功效。但较高的密度，相对于低密度来说，减重率相对低一点，但与目前常规的3.33kg/m2的织物相比，使得防刺性能得到改善并可做到轻质化和柔软化。

[0045] 实施例2

[0046] 本实施例提供了一种碳化硼颗粒、碳化硅颗粒与聚碳酸酯树脂粉末混合铺层热熔压铸复合树脂片，是由平均粒径50μm的碳化硼颗粒、碳化硅颗粒与聚碳酸酯树脂粉末均匀混合后加热熔融并压铸而成的片状体；无机颗粒在复合树脂片中的体积分数为53.6％，复合树脂片为高密度堆砌结构(如图2所示)。

[0047] 在多层织物上铺贴复合树脂片而成的复合织物，其整体平方米克重为 2.92kg/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2 2
3.33kg/m的织物，其耐刺割能量为26.9J，相对于目前常规平方米克重(3.33kg/m)来说，可以减重约12.3％，可见其属于高密分布，可以保证较高的碰撞概率及实现碰撞隔挡之功效。在实例2中，采用两种无机颗粒与聚碳酸酯进行熔融铺层轧铸获得复合树脂片，得到的多层复合织物在无机颗粒粒径增加的情况下，耐刺穿能量有些微增加，这与多种无机颗粒的协同效应也是有关系的，因此，多种无机颗粒共混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。

[0048] 实施例3

[0049] 本实施例提供了一种人造金刚石颗粒与聚丙烯树脂粉末混合铺层热熔压铸复合树脂片，是由100μm的人造金刚石颗粒与聚丙烯树脂粉末均匀混合后加热熔融并压铸而成的片状体；无机颗粒在复合树脂片中的体积分数为35％，复合树脂片为一般填充密度堆砌结构；所述的一般填充密度的堆砌结构为无机颗粒无显见沉降时的呈均匀分布结构的堆砌(见图3b)。

[0050] 在多层织物上铺贴复合树脂片而成的复合织物，其整体平方米克重为 2.78kg/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，其耐刺割能量为28.5J，相对于目前常规平方米克重(3.33kg/m2)来说，可以减重约11.7％，可见其属于一般密度梯度分布，这种下密(正面)、上疏(反面)的梯度分布结构可以保证较高的碰撞概率及实现碰撞隔挡之功效。但较高的密度，相对于低密度来说，减重率相对低一点，但与目前常规的3.33kg/m2的织物相比，使得防刺性能得到改善并可做到轻质化和柔软化。

[0051] 实施例4

[0052] 本实施例提供了一种碳化硼颗粒与聚乙烯树脂粉末混合铺层热熔压铸复合树脂片，是由8.3μm的碳化硼颗粒与聚乙烯树脂粉末均匀混合后加热熔融并压铸而成的片状体；无机颗粒在复合树脂片中的体积分数为44.6％，复合树脂片为一般填充密度堆砌结构；所述的一般填充密度的堆砌结构为无机颗粒存在有明显沉降的梯度分布结构的堆砌(见图3a)。

[0053] 在多层织物上铺贴复合树脂片而成的复合织物，其整体平方米克重为 2.85kg/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，其耐刺割能量为25.3J，相对于目前常规平方米克重(3.33kg/m2)来说，可以减重约14.4％，其属于一般密度梯度分布结构，但由于无机颗粒的粒径较小，在一定程度上对这种下密(正面)、上疏(反面)的梯度分布结构具有较高的碰撞概率及实现碰撞隔挡的功效产生影响，使得多层复合织物的耐刺割性有下降的趋势，但相对于常规防刺复合织物，已达到耐刺割功效。

[0054] 表1.复合树脂片的工艺配方与条件和实施结果

[0055]

[0056]

[0057] 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：

[0058] δ＝(GS-G0)/GS*100％ (1)

[0059] 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

[0060] p＝n/10*100％ (2)

[0061] 所述的刺穿能量，是指防刺复合织物最小刺穿的能量E0。

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