[发明专利]一种复合结构的软质防刺材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种复合结构的软质防刺材料及其制备方法，采用了防切割、防刺穿吸能、抗变形的复合结构，以高性能纤维与金属纤维为原料，制成包覆纱及织物，以提高材料的防切割性能；再次，以高性能纤维为原料，制成三维机织物，并以自制的剪切增稠液浸渍三维机织物，以提高材料的能量吸收、抗刺穿等性能；最后，以高性能纤维为原料，采用平纹、重组织或双层组织制成二维机织物，并与热塑性树脂热压复合制成抗变形层；其使用上述方法制得的复合结构软质防刺材料具有轻质、柔软、穿着舒适、防刺效果佳等一体化特点，在24J撞击能量作用下，防刺材料不被穿透，且背衬材料变形深度≤20mm，可广泛用于警察安全部门和民用领域，具有极好的发展前景。

技术领域

本发明涉及防护装备研究技术领域，具体为一种复合结构的软质防刺材料及其制备方法。

背景技术

近年来，国际恐怖活动猖獗，极端组织和恐怖分子在世界各地制造了多起暴力袭击。在国外，恐怖活动多采用爆炸等恐怖袭击方式，如2015年11月13日，巴黎辖区内发生多起爆炸恐怖袭击，造成至少130人死亡、350多人受伤；2016年3月22日，比利时布鲁塞尔市郊的扎芬特姆机场和市内欧盟总部附近地铁站接连发生爆炸袭击，造成至少30人死亡、300人受伤等。在我国，由于枪械的使用受到了严格限制，而来自匕首、刺刀等锐器的威胁却无处不在，如2014年3月1日昆明火车站发生的恐怖分子持刀伤人恐怖事件，造成平民29人死亡、143人受伤；2014年7月28日新疆莎车县发生的恐怖分子持刀伤人恐怖事件，造成无辜群众37人死亡、13人受伤……这些恐怖袭击事件的发生令人十分痛心。因此，高性能防刺材料的研究与开发相当迫切，而且意义重大。

防刺材料发展至今大概经历了三个阶段，对应的产品分别是硬质防刺材料、半硬质防刺材料和软质防刺材料。早期的硬质和半硬质防刺材料主要采用金属材料或金属与纤维织物复合制成防刺产品，该类防刺材料均具有优良的防刺性能，但是普遍存在笨重、穿着不灵活等缺点，严重限制了其推广和商业化应用价值。进入21世纪，以UHMWPE、Kevlar等高性能纤维及其复合材料制成的软质防刺材料成为了防护领域的主力军，其最大优点是重量相比于硬质和半硬质防刺材料轻了许多，但是依然存在着重量较大、质地坚硬、穿着舒适性差等缺点。

发明内容

本发明的目的在于提供一种复合结构的软质防刺材料及其制备方法，采用“防切割/防刺穿/吸能/抗变形”的复合结构，具有轻质、柔软、穿着舒适、防刺效果佳等一体化优点，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种复合结构的软质防刺材料，包括由防切割层、防刺穿吸能层和抗变形层三种层面组成的复合结构；

所述防切割层选用高性能纤维与金属纤维为原料，制成金属纤维为芯、高性能纤维为皮的包覆纱，并以包覆纱为经纱、高性能纤维为纬纱制成的机织物；

所述防刺穿吸能层选用高性能纤维和自制剪切增稠液为原料制成三维结构机织物；

所述抗变形层选用高性能纤维为原料，并结合热塑性树脂膜复合成二维结构机织物。

优选的，所述高性能纤维为超高分子量聚乙烯(UHMWPE)纤维或芳纶(Kevlar)纤维，金属纤维为不锈钢纤维或镀铜不锈钢纤维，其中，高性能纤维线密度为50D～200D、金属纤维直径为35um～50um。

优选的，所述防切割层面密度为0.6～1.2kg/m²。

优选的，所述防刺穿吸能层面密度为4～8kg/m²。

优选的，所述抗变形层面密度为0.4～0.8kg/m²。

本发明提供另一种技术方案：一种复合结构的软质防刺材料的制备方法，包括以下步骤：