[发明专利]刚性结构UHMWPE UD和复合材料和制造方法

权利要求书

1.包含多个毗连纤维层的纤维复合材料，各纤维层包含具有至少部分被聚合材料覆盖的表面的纤维，其中所述纤维主要不含纤维表面整理剂以使所述聚合材料主要与纤维表面直接接触；所述纤维复合材料的屈服应力大于具有主要被纤维表面整理剂覆盖的纤维表面的相当纤维复合材料的屈服应力，其中该纤维表面整理剂在所述纤维表面与所述聚合材料之间。

2.权利要求1的纤维复合材料，其中所述复合材料具有根据ASTM D790针对面密度为大约1.5 lb/ft² (7.32 kg/m²)或更小的复合材料测得的至少7.50 ksi (~51.71 MPa)的屈服应力。

3.权利要求1的纤维复合材料，其中所述复合材料具有根据ASTM D790针对面密度为大约1.5 lb/ft² (7.32 kg/m²)或更小的的复合材料测得的至少9.0 ksi (~62.05 MPa)的屈服应力。

4.权利要求2的纤维复合材料，其中所述复合材料包含聚乙烯纤维。

5.权利要求2的纤维复合材料，其中所述复合材料包含固结的多个交叉层叠的单向纤维层片，其中所述聚合材料包含至少一种热塑性聚合物。

6.权利要求2的纤维复合材料，所述复合材料具有至少大约1750英尺/秒（fps）（533.40 m/s）的根据Department of Defense Test Method Standard MIL-STD-662F对9 mm射弹的V₅₀值。

7.权利要求1的纤维复合材料，其中所述纤维表面在该纤维表面和该聚合材料之间基本不含纤维表面整理剂，使得所述聚合材料与所述纤维表面基本直接接触。

8.权利要求1的纤维复合材料，所述复合材料具有至少大约1750英尺/秒（fps）（533.40 m/s）的根据Department of Defense Test Method Standard MIL-STD-662F对9 mm射弹的V₅₀值。

9.权利要求1的纤维复合材料，其中所述复合材料在被以大约427 m/s至大约445 m/s（1430英尺/秒（fps） ± 30 fps）的速度射出的124格令9 mm FMJ RN射弹冲击时具有小于大约8 mm的背衬凹陷深度，其中对具有2.0 psf的面密度的复合材料测量背衬凹陷深度。

10.权利要求9的纤维复合材料，所述复合材料具有至少大约1750英尺/秒（fps）（533.40 m/s）的根据Department of Defense Test Method Standard MIL-STD-662F对9 mm射弹的V₅₀值。

11.权利要求9的纤维复合材料，其中所述纤维表面在纤维表面与聚合材料之间基本不含纤维表面整理剂以使所述聚合材料与所述纤维表面基本直接接触。

12.形成包含至少两个毗连纤维层的纤维复合材料的方法，各纤维层包含具有至少部分被聚合材料覆盖的表面的纤维，其中所述纤维主要不含纤维表面整理剂以使所述聚合材料主要与所述纤维表面直接接触；所述复合材料具有根据ASTM D790针对面密度为大约1.5 lb/ft² (7.32 kg/m²) 或更小的的复合材料测得的至少7.50 ksi (~51.71 MPa)的屈服应力，所述方法包括提供多根具有主要不含纤维表面整理剂的表面的聚合纤维；任选处理该纤维表面以增强随后施加的聚合材料对所述纤维表面的表面吸附性、粘合或粘着；将聚合材料施加到所述纤维的至少一部分上，由此使聚合材料吸附、粘合或粘着所述纤维表面上；在将所述聚合材料施加到所述纤维上之前或之后由所述纤维制造多个纤维层片；和固结所述多个纤维层片以制造纤维复合材料。

13.权利要求12的方法，其中进行处理纤维表面的所述任选步骤以增强随后施加的聚合材料对所述纤维表面的表面吸附性、粘合或粘着。

14.权利要求12的方法，其中所述纤维处理包含等离子体处理或电晕处理。

15.复合材料，其包含固结的多个纤维层，各所述纤维层包含具有大约 7克/旦尼尔或更高的韧性和大约150 克/旦尼尔或更高的拉伸模量的多根纤维，其中各纤维层至少部分用聚合粘合剂材料浸渍，所述聚合粘合剂材料基本涂布所述纤维，且所述聚合粘合剂材料占各纤维层的大约7重量%至大约20重量%，所述板具有如通过 ASTM D790测得的至少7.50 ksi (~51.71 MPa) 屈服应力，大约1.5 lb/ft² (7.32 kg/m²) 或更小的复合材料面密度，根据Department of Defense Test Method Standard MIL-STD-662F针对9mm射弹的为大约1750 英尺/秒 (fps) (533.40 m/s)V₅₀值。