[发明专利]一种高结合型耐高温型防弹织物材料的制备方法

说明书

本发明涉及一种高结合型耐高温型防弹织物材料的制备方法，属于织物材料技术领域。本发明采用复合三维织造结构对织物材料结构进行改性，高速飞行的弹丸与防弹材料刚接触时，瞬间将防弹材料压缩至最小厚度，同时其对织物进行剪切，这一破坏过程是一种双边剪切过程，当纤维的弹性势能超过其断裂功后，纤维被拉伸破坏，剪切织物时能量迅速降低，由织物刺入区域通过纤维将冲击能向接触点以外的区域进行传播，多层织物重叠来抵御能量，由于材料有一定的紧密度，使其有效防止纱线在高冲击下的相互移动，这样能量主要被纤维的拉伸变形吸收，加强了多层三维织物的层间联系，使其成一整体，从而显著提高了最终制品的机械性能。

技术领域

本发明涉及一种高结合型耐高温型防弹织物材料的制备方法，属于织物材料技术领域。

背景技术

近年来，高强高能纤维得到不断发展创新，特别在防弹领域的应用，尤其是超高分子量聚乙烯纤维、芳香族聚酰胺纤维等高性能纤维材料制成的防弹材料具有质地轻薄、柔韧性好、防护效果佳的特点。由于早期的防弹材料不能很好的对穿着者的胳膊、脖子和腿进行保护，并且比笨重，会影响穿着者的行动，此外此种防弹复合材料在受到子弹击穿时产生的碎片或弹片会对人们产生二次伤害，目前高性能纤维增强树脂基复合材料已经取代早起笨重的防弹材料而成为现代一类重要的防护材料，在现代的个人防护装备和公共防护装甲中的应用越来越广泛，在航空航天、汽车零部件等众多领域中也发挥着日益重要的作用。

高性能纤维增强树脂基复合材料以其优异的机械性能、抗冲击性能和轻便灵活的特点而成为弹道防护装备的主流材料，主要是利用高性能纤维或织物与适量树脂基体进行复合，经一定成型工艺压制成板材。现在常用的弹道吸能高性能纤维有玻璃纤维、高强聚乙烯纤维、碳纤维和芳纶纤维等，而树脂基体常用热固性树脂和热塑性树脂。高性能纤维机织物的结构构件有二维织物和三维织物，其中二维机织物预制件是由两组纱线互相交织而形成的，由它制成的复合材料在单层内凭借经纬双向增强相以及厚向的叠层来提高复合材料的抗冲击性能，但是二维机织物预制件层合后的复合材料板材层与层之间会出现粘合性差，则需改善复合材料的层与层的粘合度和抗剪切强度，使其满足实际生产的要求。

三维增强复合材料的预制件三维织物有一组经纱贯穿于结构的厚度方向，这样有效提高了复合材料的稳定性，避免了分层现象，增加了复合材料的层间结合度和剪切强度，从而提高了复合材料的抗冲击性能以及抗弯曲性能。此外三维机织结构织物预制件有较强的仿形能力，能够一次成型复杂结构的复合材料，如各种正交结构板材、变厚度实心板材、中空箱式梁、工字梁等。而树脂基体作为增强材料与增强材料连接的桥梁，是复合材料的重要组成部分，树脂基体必须具有良好的抗冲击性能和较高的断裂伸长率，同时树脂的性质和含量以及与高性能纤维形成的界面层性质将直接影响到复合材料的最终力学性质，所以高性能纤维增强防弹复合材料要设计成最大限度的吸收子弹的冲击能量，起到有效抵挡子弹冲击、耐震的作用。目前，织物厚向混叠复合材料在航空航天、建筑领域、汽车零部件、海洋舰船等方面的应用极其广泛。

高性能纤维增强树脂基防弹复合材料是采用高性纤维织物或混杂纤维，在一定的成型工艺条件下与树脂基体复合而制得的一种具有一定防弹性能的复合材料。用于制备高性能纤维增强防弹复合材料的增强材料主要有玻璃纤维、芳纶纤维、超高相对分子质量聚乙烯等高性能纤维。这些高性能纤维主要通过自身变形、断裂以及纤维从树脂基体中抽拔出来等一些形式吸收子弹的动能。

织物厚向混叠复合材料的成型工艺主要有层压工艺、树脂传递成型工艺、模压成型、真空灌注成型等。