[发明专利]仅改变树脂含量得到的高性能相同纤维复合材料杂混体

说明书

发明背景

发明领域

本发明涉及由织造和/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 提高对穿甲射弹的防护。

杂混体(hybrid)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。

本发明提供新型杂混结构，其提供优异的防弹穿透性，同时保持低 重量。特别地，本发明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。本发明的 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。

发明概述

本发明提供一种防弹材料，其顺序包含：

a)包含多个纤维层(fibrous layer)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。

本发明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：