[发明专利]使用局部蜡涂层的低重量和高耐久性柔软防弹衣复合材料

说明书

技术领域

本发明涉及具有局部蜡涂层的防弹制品。

背景技术

包含具有优异抗射弹性能的高强度纤维的防弹制品是公知的。例如防弹背心、头盔、车辆面板和军事装备结构构件等制品通常由包括高强度纤维的织物制造。通常使用的高强度纤维包括聚乙烯纤维，芳族聚酰胺纤维，例如聚(对苯二甲酰苯二胺)，石墨纤维，尼龙纤维，玻璃纤维等。对于例如背心或背心部件的许多应用来说，纤维可以以织造织物或针织物的形式使用。对于其它应用来说，纤维可以包封或嵌入聚合物基质材料中，形成织造或非织造刚性或柔性织物。优选形成本发明织物的每个独立纤维基本由粘合剂(基质)材料涂布或包封。

可用于形成例如头盔、面板和背心的硬质或柔软盔甲制品的各种防弹构造是已知的。例如，US 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描述了防弹复合材料，其包括由例如扩链超高分子量聚乙烯的材料制造的高强度纤维，在此将所有专利引入作为参考。这些复合材料显示不同程度的对来自例如子弹、炮弹、榴霰弹等射弹的高速冲击穿透的抗性。

例如，US 4,623,574和4,748,064公开了包括嵌入弹性基质中的高强度纤维的简单复合材料结构。US 4,650,710公开了一种包括多个柔性层的柔性制品，所述柔性层由高强度扩链聚烯烃(ECP)纤维组成。网状物的纤维涂有低模量弹性体材料。US 5,552,208和5,587,230公开了制造包括至少一个高强度纤维网状物和基质组合物的制品和制造该制品的方法，所述基质组合物包括乙烯基酯和邻苯二甲酸二烯丙酯。US 6,642,159公开了一种具有多个纤维层的抗冲击刚性复合材料，所述纤维层包括设置在基质中的长丝网状物，在纤维层之间具有弹性层。该复合材料被粘合至硬质板，以增加对穿甲射弹的保护。

硬质或刚性防弹衣提供优良的防弹性，但是可能非常僵硬和笨重。因此，例如防弹背心的防弹衣服装优选由柔性或柔软的盔甲材料形成。但是，虽然这种柔性或柔软的材料显示优异的防弹性能，但它们也通常显示不能令人满意的耐磨性，这影响了盔甲的耐久性。本领域中希望提供耐磨性和耐久性改善的柔软、柔性防弹材料。本发明提供对于这种需要的解决方案。更重要地，现已意外地发现蜡涂层的存在显著地改善了本文所述的防弹复合材料对于例如9mm全金属外壳子弹和44Magnum子弹的射弹的抗弹体穿透性。

发明内容

本发明提供一种防弹复合材料，包括至少一个其上具有多层涂层的纤维基材，其中所述纤维基材包括一个或多个具有约7g/旦尼尔或更高的韧度和约150g/旦尼尔或更高的拉伸模量的纤维；所述多层涂层包括在所述一个或多个纤维表面上的聚合物粘合剂材料层和在该聚合物粘合剂材料层上的蜡层。

本发明进一步提供一种形成防弹复合材料的方法，包括：

i)提供至少一个具有表面的涂布纤维基材；其中所述至少一个纤维基材包括一个或多个具有约7g/旦尼尔或更高的韧度和约150g/旦尼尔或更高的拉伸模量的纤维；所述纤维的每一个的表面基本上涂布有聚合物粘合剂材料；和

ii)在所述至少一个涂布纤维基材的至少一部分上施涂蜡。

发明详述

本发明提供具有优良耐久性和增强的抗弹体穿透性的耐磨纤维复合材料和制品。特别地，本发明提供通过在至少一个纤维基材上施涂本发明的多层涂层形成的纤维复合材料。如在此使用的，“纤维基材”可以为单一纤维或已经由多个纤维形成的织物，包括毡片。优选，纤维基材为包括多个合并为整体结构的纤维的织物，包括织造织物和非织造织物。聚合物粘合剂材料或聚合物粘合剂材料和蜡两者的涂层可以施涂在多个以纤维网或其它排列形式排列的纤维上，在涂布时，可以认为或可以不认为所述纤维是织物。本发明还提供由多个涂布纤维形成的织物，和由所述织物形成的制品。

本发明的纤维基材涂有包括至少一个聚合物粘合剂材料层和至少一个蜡层的多层涂层，其中所述各层不同。至少一个聚合物粘合剂材料层直接施涂在一个或多个纤维的表面上，并且至少一个局部的蜡涂层施涂在聚合物粘合剂材料层上。如以下更详细讨论的，虽然蜡涂层在聚合物粘合剂层“上”，但是两者并不必然彼此直接接触。