[发明专利]一种防弹成型件及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及个人防护装备，具体涉及一种防弹成型件及其制备方法。

背景技术

防弹衣、防弹头盔是在特定环境下为了保证人的生存而穿戴的个体防护装备，它能吸收和耗散弹头、弹片的动能，阻止穿透，有效保护人体的受防护部位。

传统钢制材料的防护水平虽然能够满足防弹要求，但是由于钢制材料具有重量太大、刚性太强及舒适性差等缺点，不但会令穿戴者的活动能力受到限制，而且还存在跳弹伤人的危险。随着材料科学的不断进步，芳纶纤维(Kelar)和超高分子量聚乙烯(UHMWPE)纤维等高科技合成纤维的问世为防弹材料的发展带来了革命性的变化。这类合成纤维与钢铁材料相比都具有较高的比强度和比模量，因此能量吸收能力远胜于钢铁材料，用于防弹头盔或防弹衣等个体防护装备时，质量较轻，舒适性强，穿戴者的活动能力不会受到限制。芳纶纤维的主要特点是密度低、重量轻、强度高、韧性好、耐高温、耐化学腐蚀，绝缘性和纺织性能好，易于加工和成型。

合成纤维用于个体防护装备时，根据不同情况制成各种防弹织物，然后再将防弹织物与合适的树脂复合制成复合材料。防弹织物的防弹机理是通过织物中由纤维构成的纱线的变形和破坏来消释弹头的动能。防弹织物主要分为针织物、机织物、无纬布和针刺非织造毡等。

无纬布又称单向布或者经向布，是美国联合信号(Allied Signal)公司针对超高分子量聚乙烯纤维发明的技术，又称单向排列技术，是指将超高分子量聚乙烯纤维经过均匀、平行、挺直排成连续带之后对此进行浸胶、干燥、获得单取向纤维的连续预浸带。制备纤维增强复合材料时，将多张无纬布叠加在一定的温度和压力下初步成型，相邻无纬布中的纤维随性能要求可呈(0/90°)_n、(0°)_n、(0/+45°/-45°/90°)_n(n表示无纬布的张数)等多种分布，初步成型后，进行加压固化制成纤维增强复合材料。其中，纤维排列方式对于复合材料的最终性能有着重要的影响，例如当相邻无纬布中的纤维成(0/90°)_n排列时，由于纤维只在两个方向上保持一致的取向，因此无纬布具有很好的强度，但是延伸性较差；当相邻无纬布中纤维成(0/+45°/-45°/90°)_n排列时，复合材料表现出很好的各向同性作用，具有很好的延伸率，但是强度会下降。

同经纬纺织布相比，单取向预浸带制成的纤维增强复合材料避免了经纬纱线的交织，纤维不会发生多次的折压弯曲，因此不会降低纤维的原始力学性能；另外，经纬交织处容易空隙，影响复合材料性能，而单取向预浸带则是纤维平行排列，因此复合材料会在最大程度上继承着纤维的力学性能，作为防弹成型件具有良好的性能，参见美国专利US5354605，US5173138和US4623574。

中国专利CN1469803A公开了一种耐冲击复合材料及制造方法，该专利提供的耐冲击复合材料由多个单取向纤维层组成(即无纬布)，相邻纤维层中单丝的方向彼此旋转成90℃(即纤维成(0/90°)_n排列)。作为防弹件，当纤维成(0/90°)_n时，虽然可以使防弹件最大程度的限度继承纤维的强度性能，但是由于这种纤维排列方式的复合材料延伸率较低，因此缓冲子弹动能的性能较差，由于各向异性的作用，子弹的应力波只在两个方向上传递，不利于能量的吸收和扩散，从而降低了防弹衣的防弹性能。

因此，需要一种即具有较高强度又有利于吸收和扩散子弹动能的防弹成型件。

发明内容

本发明解决的技术问题在于，提供一种即具有较高强度又有利于吸收和扩散子弹动能的防弹成型件。

为解决以上技术问题，本发明提供一种防弹成型件，包括至少两个阻挡层和阻挡层之间的缓冲层，所述阻挡层和缓冲层包括多张叠加的无纬布，所述无纬布包括强度至少为15cN/dtex、模量至少为390cN/dtex的纤维，所述缓冲层中相邻无纬布中的纤维所成角度为40度～60度，所述阻挡层中相邻无纬布中的纤维所成角度为85度～95度。