[发明专利]一种防刺、防割且舒适透气的复合材料及其制备方法

说明书

本发明涉及一种防刺、防割且舒适透气的复合材料及其制备方法，该复合材料包含高吸能基布和圆形或多边形硬质防护阵列，所述高吸能基布经过防水防油处理，该复合材料在制备方法上，采用丝网印刷固化技术将微粒增强树脂规则的排列在能够高变形吸能的基布上，树脂阵列按规律排列并彼此留有一定间距的空隙，基布表面经过防水处理可以避免后续树脂预制体的扩散和渗透，通过添加无机粉体，两次固化成型工艺，可以制备得到柔软、透气、轻质且具有防刺、防割效果的复合材料。

技术领域

本发明涉及一种防刺、防割且舒适透气的复合材料及其制备方法，属于功能复合材料领域。

背景技术

近年来，普通警用服已远不能满足警务安保人员的安全防护要求，多次发生执勤人员因缺少有效锐器伤害防护装备而错失行动良机，甚至导致执勤人员失去生命。

刺割防护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、半硬质和软质刺割防护材料。早期的硬质和半硬质防护材料主要采用金属材料或金属与纤维织物复合而成，该类材料均具有优良的防护性能，但是普遍存在笨重、穿着不灵活、不透气等缺点，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护材料成为了该领域的主力军；相比于传统硬质、半硬质防护材料，软质防护材料最大的优点就是质量轻、穿着舒适。

目前研究人员选择三维立体织物一体成型的方式增加刺割防护性能，可很大程度改善各防护层层间力学传递和透气性，但纤维材料本身耐受刺割能力有限，其所需层数以及组织密度仍然很大，一方面，层数增多，难以织造，另一方面，密度增大，运动灵活性难以提高。研究者还采用后整理方式对织物进行增强处理，在保证防护性能的同时，尽可能地保留织物的柔软轻质。美国Criminology公司将树脂在针织物上涂层，提升刺割防护性能；Jessie B等通过热压方式将热塑性薄膜浸渍到芳纶织物获得复合材料，较大提升了耐刺割性能；专利 CN105696357A将混合树脂均匀涂覆在芳纶机织布两面，并上下重叠数层，通过模压干燥固化处理制备防刺防割材料；黎国标将液体树脂和陶瓷颗粒按照一定的质量比混合均匀得到混合液，将混合液均匀涂覆在非金属防弹基材上制备非金属防刺防割材料；马飞飞等人提出通过在高性能织物表面固定一层粘结剂，再利用喷砂机在其上均匀喷涂刚性粒子，将这种复合织物多层叠加后，具备良好的防刺防弹性能。通过表面涂覆增强，虽然可以提高防护材料的硬度及耐刺割性，但是涂覆层的均匀性难以控制，容易导致防护材料的耐刺割性能不稳定，而且表面涂层在多次水洗或摩擦作用后易剥离，致使防护性能衰减，大大缩短了防护材料的使用寿命。

发明内容

基于现有技术的上述缺陷，本发明的目的在于提供一种防刺、防割且舒适透气的复合材料及其制备方法。为了解决现有技术中树脂涂覆层均匀性难以控制，防刺防割性能不稳定，且无法兼顾防水透气性、柔软舒适性能的问题。本发明顺应软质锐器伤害防护材料的发展趋势，从突破软质防护材料的共性关键技术角度出发，独辟蹊径地提出“刚柔并济”的设计思路，采用丝网印刷固化技术将微粒增强树脂规则的排列在能够高变形吸能的基布上，树脂阵列按规律排列并彼此留有一定间距的空隙，构成柔软、透气、轻质且具有防刺、防割效果的复合材料；本发明对于减少暴力冲突中锐器伤亡人数、保障人身安全、减少经济损失等方面具有重大意义。

为实现上述目的，本发明一方面提供如下技术方案：

一种防刺、防割且舒适透气的复合材料，其特征在于，所述复合材料包括高吸能基布和圆形或多边形树脂预制体形成的硬质防护阵列，所述高吸能基布经过防水防油处理。

优选地，所述高吸能基布由高性能纤维制备而成，所述高性能纤维为长丝或者短纤纱，所述高性能纤维优选芳纶、高强高模聚乙烯、高强涤纶中的一种或多种，所述高性能纤维的细度为5.5tex-80tex，更优选地，所述高吸能基布的织物组织为平纹或斜纹，优选2/1斜纹；所述高吸能基布的经密为50-1000根/10cm，纬密为50-1000根/10cm。