软体防刺材料及软体防刺复合结构
专利汇可以提供软体防刺材料及软体防刺复合结构专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种软体防刺材料，包括 纤维 织物和具有剪切增稠特性的液体，具有剪切增稠特性的液体复合于纤维织物内部或表面；一种软体防刺复合结构，包括二层或二层以上的 叠加 的纤维织物、具有剪切增稠特性的液体，具有剪切增稠特性的液体复合于纤维织物的其中之一层的内部或复合于纤维织物的其中之二层之间，或同时复合于所述纤维织物层间、层内；采用本发明的软质防刺材料，针对复合结构中不同材料的特性，设计不同的防刺复合结构，实现各种材料的优势互补，可达到一加一大于二的效果，实现优异的防刺性能，同时具有重量轻、柔软舒适的特性。，下面是软体防刺材料及软体防刺复合结构专利的具体信息内容。
1.一种软体防刺材料，其特征在于：包括纤维织物和具有剪切增稠特性的 液体，所述具有剪切增稠特性的液体复合于所述纤维织物内部或表面。
2.如权利要求1所述的软体防刺材料，其特征在于：所述纤维织物为芳纶 纤维织物、PBO纤维织物、超高分子量聚乙烯纤维织物中的一种或一种以 上。
3.如权利要求1所述的软体防刺材料，其特征在于：所述具有剪切增稠特 性的液体，其悬浮粒子主要为氧化物粒子。
4.如权利要求3所述的软体防刺材料，其特征在于：所述氧化物包括二氧 化硅、氧化钛、氧化镁、氧化铁、氧化钙、氧化锆中的一种或一种以上。
5.如权利要求3所述的软体防刺材料，其特征在于：所述氧化物粒子的粒 径为0.01-10微米。
6.如权利要求1-5中任一项所述的软体防刺材料，其特征在于：所述复合 包括浸渍复合、涂敷复合其中之一或之二；其中浸渍复合过程包括：首先 将剪切增稠液体用溶剂稀释，然后将纤维织物浸渍其中，采用超声处理或 高频振动的方式进行强迫浸渍，采用真空脱溶剂的方式除去溶剂；涂敷复 合过程包括：首先将纤维织物均匀铺平，然后将剪切增稠液体均匀涂敷在 织物表面，采用平板硫化机进行压实复合。
7.一种软体防刺复合结构，其特征在于：包括二层或二层以上的叠加的纤 维织物、具有剪切增稠特性的液体，所述具有剪切增稠特性的液体复合于 所述纤维织物的其中之至少一层的内部，或复合于纤维织物的其中之二层 之间，或同时复合于所述纤维织物层间、层内。
8.如权利要求7所述的软体防刺复合结构，其特征在于：所述纤维织物为 芳纶纤维织物、PBO纤维织物、超高分子量聚乙烯纤维织物中的一种或一 种以上。
9.如权利要求7或8所述的软体防刺复合结构，其特征在于：所述具有剪 切增稠特性的液体，其悬浮粒子主要为氧化物粒子。
10.如权利要求9所述的软体防刺复合结构，其特征在于：所述氧化物包括 二氧化硅、氧化钛、氧化镁、氧化铁、氧化钙、氧化锆中的一种或一种以 上。
【技术领域】
【背景技术】
随着科学技术的进步，人类在现实生活中面临伤害的可能性在不断增 加，对防护装备的种类和性能要求也在日益提高。在当前的和平时代，公 安干警、武警部队官兵遭遇危险的机率远远大于军人，而他们遭遇的危险 多来自刀械和尖锐物的劈砍与刺穿，因此防刺装备尤为重要。
目前，常用的防刺装备主要是防刺衣、护颈和护臂等。最初防刺衣主 要使用硬质钢板，超强铝合金等金属材料或氧化铝、碳化硅等硬质非金属 材料制备。这种防护制品具有造价低的优点，但是存在重量大，柔软性差， 影响防护人员的行动灵活性，限制作战能力等缺点。随着科技的发展，高 性能纤维的出现为防刺制品提供了新的材料。高性能纤维通常是指强度在 18cN/dtex以上、模量大于440cN/dtex的高强高膜纤维，或具有阻燃、耐 高温、抗腐蚀等功能，可满足极端条件下使用要求的特种纤维。由高性能 纤维如kevlar纤维、UHMPE纤维等制成的防刺衣与传统的钢板结构防护 产品相比称为软质防刺衣，它具有重量轻、柔软的特点，但是由于防护效 果需要多层纤维叠合实现，防护层一般需要40-50层之多，这种结构难于 实现灵活折叠，因此也不利于防护人员的行动。同时，这两种防刺材料都 存在难于实现对人体全面的防护尤其是关节、腿部等需要灵活运动部位的 防护、以及由于吸能效果差易于造成对人体产生钝伤的不足。
【发明内容】
本发明的目的在于：克服上述现有技术的不足之处，提供防刺性能优 异、重量轻，穿着柔软舒适的软体防刺材料和软体防刺复合结构。
为此，本发明提出了一种软体防刺材料，包括纤维织物和具有剪切增 稠特性的液体，所述具有剪切增稠特性的液体复合于所述纤维织物内部或 表面。
上述的软体防刺材料，所述纤维织物为芳纶纤维织物、PBO纤维织物、 超高分子量聚乙烯纤维织物中的一种或一种以上。所述具有剪切增稠特性 的液体，其悬浮粒子主要为氧化物粒子。所述氧化物包括二氧化硅、氧化 钛、氧化镁、氧化铁、氧化钙、氧化锆中的一种或一种以上。所述氧化物 粒子的粒径为0.01-10微米。
上述的软体防刺材料，所述复合包括浸渍复合、涂敷复合的其中之一 或之二；其中浸渍复合过程包括：首先将剪切增稠液体用溶剂稀释，然后 将纤维织物浸渍其中，采用超声处理或高频振动的方式进行强迫浸渍，采 用真空脱溶剂的方式除去溶剂；涂敷复合过程包括：首先将纤维织物均匀 铺平，然后将剪切增稠液体均匀涂敷在织物表面，采用平板硫化机进行压 实复合。
同时，本发明提出了一种软体防刺复合结构，包括二层或二层以上的 叠加的纤维织物、具有剪切增稠特性的液体，所述具有剪切增稠特性的液 体复合于所述纤维织物的其中之至少一层的内部，或复合于纤维织物的其 中之二层之间，或同时复合于所述纤维织物层间、层内。
上述的软体防刺复合结构，所述纤维织物为芳纶纤维织物、PBO纤维 织物、超高分子量聚乙烯纤维织物中的一种或一种以上。所述具有剪切增 稠特性的液体，其悬浮粒子主要为氧化物粒子。所述氧化物包括二氧化硅、 氧化钛、氧化镁、氧化铁、氧化钙、氧化锆中的一种或一种以上。
本发明的软体防刺材料是由具有独特性能的液体与高性能纤维织物按 照不同的方式复合而成，采用这种液体复合软质防刺材料，针对复合结构 中不同材料的特性，设计不同的防刺复合结构，实现各种材料的优势互补， 可达到一加一大于二的效果，实现优异的防刺性能，同时具有重量轻、柔 软舒适的特性。完全可以满足军用及警察安全部门的使用要求，同时还可 在民用领域，如运动防护(击剑运动等)、工业人员防护(装修、建筑等) 以及摩托车赛车手的防护和出租车司机的安全防护等方面应用。
本发明的软体防刺材料和防刺复合结构，经按照公安部标准 GA68-2003进行的穿刺实验验证，防刺性能优异，完全满足该标准的要求。
【附图说明】
下面通过具体的实施例并结合附图对本发明作进一步详细的描述。
图1是本发明实施例一的防刺复合结构示意图。
图2是本发明实施例二的防刺复合结构示意图。
图3是本发明实施例三的防刺复合结构示意图。
图4是本发明实施例四的防刺复合结构示意图。
图5是本发明实施例五的防刺复合结构示意图。
图6是本发明实施例五的防刺复合结构示意图。
【具体实施方式】
本发明所采用的具有剪切增稠特性的液体，即剪切增稠液体，是以粒 径为0.01-10微米的氧化物粒子为分散相，以醇类溶剂或水为分散介质， 采用高能球磨、超声分散、机械搅拌的方式配制成5-80wt％的溶液体系。 具体的操作过程为：首先对氧化物粒子进行高能球磨，时间为60-600min， 球磨速度为100-600rpm，然后加入一定比例的分散介质，采用机械搅拌的 方式进行初步混合，搅拌时间为30-60min，搅拌速度为300-3000rpm，最 后对混合体系采用高能球磨和超声分散交替作用的方式进行充分分散混 合，其中每次高能球磨的时间为30-90mim，速度为300-600rpm，超声分散 的功率为50-400w，时间为5-30mim，交替次数为4-20次，最终制备出分 散均匀的具有剪切增稠特性的溶液体系。
上述氧化物粒子可以是二氧化硅、氧化钛、氧化镁、氧化铁、氧化钙、 氧化锆中的一种或一种以上；溶剂可以为低级醇如聚乙二醇、乙二醇、丙 三醇、异丙醇等。
实施例一：
采用聚苯撑苯并二噁唑(PBO)纤维织造的缎纹布与60wt％(重量比) 超细二氧化硅剪切增稠溶液为原料，制备复合软体防刺材料。首先以乙醇 为稀释剂对纳米二氧化硅溶液进行稀释，乙醇∶剪切增稠液体稀释的大致 比例为5∶1至0.1∶1。然后将PBO纤维布浸渍在稀释液中，同时对浸渍 体系进行超声强化处理，超声波功率50-300w，处理时间2-10min，处理温 度为室温至50度，最后在40-50度采用抽真空的方法对复合后的材料进行 乙醇脱除。利用这种液体复合材料采用多层叠加的方式，如图1所示，制 备出高效防刺复合结构，应用于不同的防刺产品中。根据公安部标准 GA68-2003对该材料和结构进行穿刺实验，发现与相同重量的PBO纤维布 相比，这种液体复合材料和该防刺复合结构防刺能力更强。
实施例二：
采用芳纶纤维(Kevlar纤维)平纹布与浓度为10wt％纳米氧化钛剪切 增稠液体为原料，制备软体防刺材料。采用乙醇为稀释剂对纳米剪切增稠 液体进行稀释，再将芳纶纤维布浸渍其中，同时对浸渍体系进行高频振动 处理，振动频率为1000-3000赫兹，然后采用真空脱溶剂的方式将乙醇排 除，制得芳纶布液体复合软体防刺材料。利用芳纶布液体复合防刺材料21 与芳纶布22两种材料，采用多层叠加的方式，按照自外向内分别为多层芳 纶布、多层液体复合材料的结构，如图2所示，进行复合，制备高性能软 体防刺制品。按公安部标准GA68-2003对该材料和结构进行穿刺实验，发 现与相同重量的芳纶纤维布相比，这种液体复合软体防刺材料和该防刺复 合结构厚度小，柔顺性好，防刺能力强。
实施例三：
采用超高分子量聚乙烯纤维无纺布与40wt％纳米二氧化硅剪切增稠液 体为原料，制备软体防刺材料。首先将超高分子量聚乙烯无纺布铺平，然 后将剪切增稠液体涂敷在无纺布上，压实制成层间复合软质防刺材料。利 用这种软体防刺材料，采用多层叠加的方式组成防刺复合结构，如图3所 示，超高分子量聚乙烯无纺布31、剪切增稠液体层间复合防刺材料32，制 备防刺复合结构。按照公安部标准GA68-2003对该材料和结构进行穿刺实 验，发现这种液体复合软质防刺材料和防刺复合结构具有重量轻，柔软， 防刺性能优异的特点。
实施例四：
采用芳纶纤维斜纹布、超高分子量纤维无纺布与20wt％纳米氧化镁剪 切增稠液体为原料，制备软体防刺材料。采用丙酮为稀释剂对纳米剪切增 稠液体进行稀释，再将芳纶纤维布、超高分子量聚乙烯布浸泡其中，同时 对体系进行超声处理，然后采用真空脱溶剂的方式将丙酮排除，制得液体 复合软体防刺材料。利用芳纶布液体复合防刺材料41与超高分子量聚乙烯 布液体复合防刺材料42采用多层叠加的方式，按照自外向内分别为多层芳 纶布液体复合材料、多层超高分子量聚乙烯纤维布液体复合材料相互交替 的结构如图4所示，进行复合，制备高性能软体防刺复合结构。按公安部 标准GA68-2003对该材料和结构进行穿刺实验，发现这种液体复合材料 和该防刺复合结构重量轻，防刺能力强，抗非贯穿性损伤性能优异。
实施例五：
采用PBO纤维斜纹布、超高分子量聚乙烯纤维无纺布与63wt％超细氧 化铁剪切增稠液体为原料，制备复合软体防刺材料。采用丙酮为稀释剂对 纳米剪切增稠液体进行稀释，再将PBO纤维布浸泡其中，同时对体系进行 超声处理，然后采用真空脱溶剂的方式将丙酮排除，制得PBO纤维布液体 复合软体防刺材料。将超高分子量聚乙烯无纺布铺平，然后将剪切增稠液 体涂敷在无纺布上，压实制成超高分子量聚乙烯纤维布/剪切增稠液体层间 复合软质防刺材料。将多层PBO纤维布液体复合软体材料叠加成一定的厚 度，同时将超高分子量聚乙烯纤维布/剪切增稠液体层间复合材料多层叠加 具有一定的厚度，按照从外向内分别为多层PBO纤维布液体复合软体防刺 材料52、多层高分子量聚乙烯纤维布51/剪切增稠液体53、多层PBO纤维 布液体复合软体防刺材料52的结构进行复合，如图5或图6所示，制备高 性能软体防护制品。按公安部标准GA68-2003对该材料和结构进行穿刺实 验，发现这种液体复合材料和该防刺复合结构重量轻，防刺能力强，抗非 贯穿性损伤性能优异。
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