[實用新型]一種防彈防刺材料

有效

• 申請號: 201220239207.0
• 申請日: 2012-05-24
• 公開（公告）號: CN202853475U
• 公開（公告）日: 2013-04-03
• 發明（設計）人: 王依民;路遙;富蕾;夏于旻;倪建華;王燕萍
• 申請（專利權）人: 東華大學
• 主分類號: F41H1/02
• 分類號: F41H1/02;B32B5/16;B32B5/26;B32B7/12
• 代理公司: 上海申匯專利代理有限公司 31001
• 代理人: 翁若瑩;王婧

技術領域

本實用新型涉及一種防彈防刺材料，具體涉及一種利用剪切增稠流體在沖擊的作用下，其中的硬質納米顆粒聚集形成粒子簇，使得材料變硬，從而分散和吸收沖擊波的材料，可廣泛作為軍事、日常安保防護裝備等的材料。

背景技術

現代軍用防彈衣通常由高強聚乙烯纖維、芳綸無緯布或/與高性能陶瓷片相結合制成，防彈效果優異，但有質量過重，靈活性低的缺點，不利于實際作戰過程中士兵的快速反應。且由于材料過于厚重，只能保護人體的軀干，而無法對人的四肢起到有效防護。基于此，中國專利CN101140151A“液態性材料的防彈防刺服”、美國專利US7498276B2“ADVANDED?BODY?ARMOR?UTILIZING?SHEAR?THICKENING?FLUIDS”均提出采用剪切增稠流體(STF)浸漬纖維織物的方法來改善防護材料的柔韌性。

剪切增稠流體是由硬質粒子分散于聚乙二醇(PEG)溶液中制成的非牛頓型流體。常用的硬質粒子有二氧化硅及其他氧化物，納米碳酸鈣以及聚甲基丙烯酸甲酯等。所用溶劑聚乙二醇無毒且性能在很寬的溫度范圍內能夠保持穩定。剪切增稠流體受到外力沖擊時，會發生增稠作用從而變為一種十分堅硬的材料。

但以上兩個專利中所提到的纖維織物均為芳綸、超高強度尼龍等高強度織物。這些織物價格昂貴且舒適度較差。特別是所用織物由高強度纖維制成，在受到子彈或利器沖擊時，由于高強纖維的阻擋作用，剪切速率迅速下降，大大減弱甚至使得剪切增稠流體起不到增稠從而阻擋沖擊物的作用。

本實用新型旨在采用低強度織物起到儲存剪切增稠流體，而不影響沖擊物速度的作用。棉纖維制品原料價廉易得，同時具有舒適柔軟、保暖性好等優點。特別是如棉纖維和異形化學纖維具有特殊的形態結構，使其在加工過程中能夠吸收更多的剪切增稠流體，防護效果更佳。與此同時，棉纖維對染料具有良好的親和力，染色容易，色譜齊全，在保證良好防護性能和舒適性的同時，又可達到美觀的效果。

通過浸漬、涂覆或與后面部分織物間夾帶剪切增稠流體的方式處理低強度織物，可以大幅度地提高織物的抗沖擊性能；同時與高強度織物復合，能夠減少高強度織物的使用量，從而降低成本。

發明內容

本實用新型的目的是克服現有防護裝備厚重、靈活性差、價格昂貴的缺點，提供一種新型防彈防刺材料，使得在不降低防護裝備防護性能的條件下，提高其靈活性，并且將成本控制在相對較低的水平。

為了達到上述目的，本實用新型提供了一種防彈防刺材料，其特征在于，包括高強度纖維織物防護內層。

優選地，所述的高強度纖維織物防護內層的外側設有至少一層浸漬有剪切增稠流體的低強度纖維織物防護外層。

更優選地，所述的高強度纖維織物防護內層與至少一層浸漬有剪切增稠流體的低強度纖維織物防護外層粘結在一起。

優選地，所述的高強度纖維織物防護內層的外側設有至少一層低強度纖維織物防護外層，高強度纖維織物防護內層與低強度纖維織物防護外層之間設有剪切增稠流體層。

更優選地，所述的高強度纖維織物防護內層與低強度纖維織物防護外層的邊緣處粘結在一起。

所述的高強度纖維織物為強度為3000Mpa以上的纖維織物，如芳綸纖維或高強高模聚乙烯纖維制成的纖維織物，所述的低強度纖維織物為強度小于700Mpa的纖維織物，如棉、毛、絲、麻等天然纖維或低強度化學纖維，特別是粘膠、聚酯、聚酰胺或聚烯烴低強度異形化學纖維所制成的織物，所述低強度異形化學纖維可以是三葉形、五葉形或中空形。所述剪切增稠流體為粒子尺寸為10-50nm的納米二氧化硅顆粒經超聲作用均勻分散于分子量為200的聚乙二醇中得到的非牛頓型流體，納米級二氧化硅顆粒的質量分數為25-80％。

與現有技術相比，本實用新型的優點是：

本實用新型的防彈防刺材料，將由浸漬、涂覆或與后面部分織物間夾帶有剪切增稠流體的低強度纖維織物作為防護外層，芳綸等高強度纖維織物作為防護內層。同傳統防彈防刺材料相比，本實用新型材料防彈防穿刺效果優異，具有抗沖擊性能優異、質量輕、柔韌性好、成本低等特點。除用于制作軍用防彈裝備，如防彈胸板、防彈頭盔外，還可用于制作保護人體頸部和四肢的防護裝備如公安民警等執法人員以及安保人員防護裝備，同時還具有相對較低的生產成本，擴大了防護材料的應用范圍。

附圖說明

圖1是第一種防彈防刺材料結構示意圖；

圖2是第二種防彈防刺材料結構示意圖；

圖3是第二種防彈防刺材料剖視圖。

具體實施方式