[发明专利]包含苯乙烯丁二烯树脂的耐冲击制品和生产所述制品的方法

说明书

本发明涉及耐冲击(ballistic resistant)制品和生产所述制品的方法。

WO2008/077605描述了包含至少4层单层的堆叠的耐冲击片，各层单层含有拉伸强度为3.5-4.6GPa的单向取向增强纤维，各单层中的纤维方向相对于相邻单层中的纤维方向旋转，至少25g/m²的单层面密度，和至多20质量%的基体材料，所述基体材料优选选自聚氨酯类、聚乙烯类、聚丙烯酸类、聚烯烃类、聚异戊二烯-聚乙烯-丁烯-聚苯乙烯嵌段共聚物或聚苯乙烯-聚异戊二烯-聚苯乙烯嵌段共聚物。后面的嵌段共聚物用于WO2008/077605的实施例中，因此是尤其优选的。

然而，需要不仅在耐冲击片的未老化状态下，而且在使片在升高的温度和相对湿度值的气候中和/或在化学降解气氛中(例如在氧气气氛中)老化以后，具有单层之间较高附着力的耐冲击片。

此外，需要在水浸泡以后具有较低水吸收的耐冲击片。

最后，如果将冲击片连接在金属板或陶瓷板上，则需要在从板侧冲击侵袭以后板后面的单层有更高的结构完整性。所以，需要在冲击侵袭以后，板后面的单层之间较低程度的分层。

所述问题通过包含多层纤维层的耐冲击制品解决，所述层各自包含纤维网络和基体材料，其中纤维具有根据ASTM D7269-07至少800mN/特(1100MPa)的强度，其中基体材料包含如下组分，优选由包含如下组分的混合物组成：

-至少一种苯乙烯丁二烯无规共聚物树脂，和

-至少一种增粘剂。

令人惊讶的是，本发明耐冲击制品不仅在制品的未老化状态下，而且在升高的温度和相对湿度值的气候中和/或在化学降解气氛(如氧气气氛)中长期老化以后显示出与具有相同结构但具有没有增粘剂的基体材料的冲击制品相比单层之间显著更高的附着力。

此外，令人惊讶的是，本发明耐冲击制品在水浸泡以后显示出与具有相同结构但具有没有增粘剂的基体材料的冲击制品相比显著更低的水吸收。

最后，如果根据本发明耐冲击制品的优选实施方案，使多层纤维层形成板，并将板连接在金属板或陶瓷板上，产生硬冲击制品，在冲击侵袭以后观察到最少纤维层分层或甚至无纤维层分层，而具有相同结构但具有没有增粘剂的基体材料的制品显示出更高程度的纤维层分层。所以，本发明耐冲击制品显示出与具有相同结构但具有没有增粘剂的基体的冲击制品相比纤维层之间更高的结构完整性。令人惊讶的是，在本发明制品的优选实施方案中，本发明耐冲击制品中的纤维层的高结构完整性可与本发明制品的耐冲击能力一起实现，其作为未老化和老化状态下，即在本发明制品在升高的温度和相对湿度值下长期老化以后，与具有相同结构但具有没有增粘剂的基体材料的制品的相应v₅₀值相比非常类似或甚至相同的所测v₅₀值。如上所述，包含金属板或陶瓷板的本发明耐冲击制品在冲击侵袭以后显示出最少纤维层分层或甚至无纤维层分层。相反，具有相同结构但具有没有苯乙烯丁二烯无规共聚物树脂的基体材料的制品显示出(非常强)纤维层内部分层，具有相同结构且具有苯乙烯丁二烯无规共聚物树脂但没有增粘剂作为基体材料的制品显示出轻微分层。

在本发明范围内，术语“纤维层”意指包含纤维作为其一种组分的层。

在本发明范围内，术语“纤维”意指伸长体，其长度尺寸比宽度和厚度的横向尺寸大得多。因此，“纤维”包括单丝纤维、复丝纤维、丝带、条、切断纤维和由前述中一种或多种构成的纱线。尤其优选的“纤维”意指复丝纱线。用于本发明中的“纤维”的截面可宽泛地变化。它们的截面可以为圆形、扁平或椭圆形的。它们还可具有具有由(例如长丝的)纵轴伸出的一个或多个规则或不规则凸起的不规则或规则形状。优选“纤维”显示基本圆形截面。

在本发明范围内，术语“多层纤维层”意指至少两层纤维层。然而，取决于冲击侵袭的强度，本发明耐冲击制品必须经得住，构成多层纤维层的纤维层的数目可由了解本发明的本领域技术人员选择。对于大量冲击侵袭情况，优选2-250，更优选10-100的纤维层的数目是足够的。

在本发明范围内，术语“纤维网络”意指排列成预定构型的多个纤维，或集中在一起以形成加捻纱线或未加捻纱线的多个纤维，所述纱线排列成预定的构型。纤维网络可具有各种构型。例如，纤维或纱线可形成为毛毡或其它非织造织物，编织或机织成网络，或通过任何常规技术形成网络。

根据特别优选的网络构型，纤维网络为纤维的单向排列，即纤维单向排列使得它们沿着共同纤维方向彼此基本平行。