專利名稱：一種三維正交機織物防刺材料及其制備方法
技術領域：
本發(fā)明屬防刺材料技術領域，特別是涉及一種三維正交機織物防刺材料及其制備方法。
背景技術：
防刺服根據主體防刺材料的剛柔性，可以將防刺服分為硬性、半硬性和柔性3類。 由于防刺個體裝甲要確保穿著者在執(zhí)行公務時的活動不受太大限制。硬性和半硬性防刺服雖然防穿透性能優(yōu)異，但其重量和剛性對于人體活動有較大的影響且舒適性差；而柔性防刺服因其較好的柔韌性，且較為隱蔽，可以日常穿著，成為近幾年的研究重點。由于刀刺是一個低速持續(xù)的過程，材料的抗剪切強度越大，刀尖變形越快速，越能阻止銳器繼續(xù)向前行進，達到防護的目的。盡管柔性防刺服具有柔韌性好，舒適性好等優(yōu)點，但也存在防穿透性能相對較差等缺點。

發(fā)明內容
本發(fā)明所要解決的技術問題是提供一種三維正交機織物防刺材料及其制備方法， 該三維正交機織物防刺材料不僅保留了柔性防刺材料柔韌性好，輕質，舒適性好等優(yōu)點，也大幅度提高了防穿刺能力。本發(fā)明的一種三維正交機織物防刺材料，該材料包括三維正交機織物和分布于機織物表面或內部的剪切增稠液體，其中三維正交機織物與剪切增稠液體的質量比為 95-97 3。所述的納米氧化物顆粒為二氧化硅(SiO2)，其粒徑為10nm。所述的三維正交機織物選用高強度、高模量、低密度和高耐磨性的有機合成纖維芳香族聚酰胺纖維作為原料，但不限于此種纖維；聚酰胺纖維主鏈結構具有高度的規(guī)整性， 大分子以充分舒展的狀態(tài)存在，它具有低密度、耐高溫、防火、耐化學藥品和極高的力學性能和耐疲勞性能，由于其綜合性能優(yōu)異，從而成為理想的防刺材料用纖維。采用三維正交織造技術，由這種技術得到的三維織物中，經緯紗充分伸直，使織物具有優(yōu)異的力學性能。此外，由于三維正交織物中，厚度方向的紗線存在，可顯著提高織物的拉伸、剪切和抗沖擊性。本發(fā)明的一種三維正交機織物防刺材料的制備方法，包括在三維正交機織物上復合剪切增稠液體，待浸潤后，去除過量液體；之后取出置于室溫下晾干，然后去除乙醇，即得三維正交機織物防刺材料。所述的復合方式為浸漬或涂覆。作為優(yōu)選方式采用壓輥擠壓方式去除過量液體。所述的三維正交機織物防刺材料最后用膜塑封。所述的剪切增稠液體為一種處在固液混合狀態(tài)的納米粒子溶劑，由聚乙二醇 (PEG)和懸浮在其中的堅硬粒子組成。其中聚乙二醇是一種應用廣泛的無毒液體，能承受的溫度范圍很廣，是非常理想的作為溶劑的基質。而且由于它是有機物，不溶于水，因此不用擔心在下雨或涉水后會溶解和消失。優(yōu)選的堅硬粒子為非常堅硬的納米氧化硅顆粒。當這種流動性很強的液體和堅硬的顆粒結合后，就能形成一種性能不同尋常的材料。當運動緩慢時，硬質粒子能夠到處運動，因此剪切增稠液體呈現的是液態(tài)；但當運動迅速時，硬質粒子互相碰撞，阻礙了彼此的運動，液體的變成了異常堅固的固體。所述的剪切增稠液體的制備方法，如下(1)將納米顆粒二氧化硅(SiO2)分散于乙醇中，用超聲波震蕩處理30分鐘-1小時，得到懸浮液；(2)在分散介質聚乙二醇中，邊攪拌邊加入上述懸浮液，超聲波震蕩后，再置于真空干燥箱中放置M-36小時，得到穩(wěn)定的分散體系。所述的懸浮液中SiA的質量分數為30%。所述的聚乙二醇為PEG200。所述真空干燥箱的溫度為25°C。本發(fā)明根據現有柔性防刺服的缺點和不足，提出了新型三維正交機織物增強液體防刺材料的新思路，把三維正交機織物和剪切增稠液體相結合，不僅保留了柔性防刺材料柔韌性好，舒適性好等優(yōu)點，也大幅度提高了防穿刺能力，同時也為未來防刺服的研制提供了新的方向。有益效果本發(fā)明的三維正交機織物防刺材料不僅保留了柔性防刺材料柔韌性好，輕質，舒適性好等優(yōu)點，也大幅度提高了防穿刺能力。
具體實施例方式下面結合具體實施例，進一步闡述本發(fā)明。應理解，這些實施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。此外應理解，在閱讀了本發(fā)明講授的內容之后，本領域技術人員可以對本發(fā)明作各種改動或修改，這些等價形式同樣落于本申請所附權利要求書所限定的范圍。實施例1一種三維正交機織物防刺材料，該材料包括三維正交機織物和分布于材料表面或內部的剪切增稠液體，其中三維正交機織物與剪切增稠液體的質量比為97 3。一種三維正交機織物防刺材料的制備方法，包括(1)三維機織工藝選用杜邦公司生產的kevlarU9纖維在三維正交織機上織造。預制件經緯密為10 根/cm，五層經紗，六層緯紗，并將其制成尺寸規(guī)格為IOcmX IOcm的試樣備用；(2)剪切增稠液體的配置(a)將納米顆粒二氧化硅(SiO2)分散于乙醇中，用超聲波震蕩處理30分鐘，得懸浮液；其中懸浮液中SiA的質量分數為30% ；(b)在分散介質PEG200中，邊攪拌邊加入上述懸浮液，超聲波震蕩后，再置于25°C 的真空干燥箱中放置M小時，得到穩(wěn)定的分散體系；
(3)三維正交機織物增強液體防刺材料的制備將三維織物浸漬于上述制備的剪切增稠液體中5min，經壓輥擠壓，往復循環(huán)3次，去除過量液體，取出后置于室溫下晾48小時， 之后在80°C真空烘箱中干燥20min，使乙醇充分揮發(fā)，用聚乙烯膜塑封即可。
權利要求
1.一種三維正交機織物防刺材料，該材料包括三維正交機織物和分布于機織物表面或內部的剪切增稠液體，其中三維正交機織物與剪切增稠液體的質量比為95-97 3。
2.根據權利要求1所述的一種三維正交機織物防刺材料，其特征在于所述的納米氧化物顆粒為二氧化硅，其粒徑為lOnm。
3.根據權利要求1所述的一種三維正交機織物防刺材料，其特征在于所述的三維正交機織物選用聚酰胺纖維作為原料。
4.一種三維正交機織物防刺材料的制備方法，包括在三維正交機織物上復合剪切增稠液體，待浸潤后，去除過量液體；之后取出置于室溫下晾干，然后去除乙醇，即得三維正交機織物防刺材料。
5.根據權利要求4所述的一種三維正交機織物防刺材料的制備方法，其特征在于所述的復合方式為浸漬或涂覆。
6.根據權利要求4所述的一種三維正交機織物防刺材料的制備方法，其特征在于所述的剪切增稠液體為一種處在固液混合狀態(tài)的納米粒子溶劑，由聚乙二醇和懸浮在其中的納米氧化硅顆粒組成。
7.根據權利要求4或6所述的一種三維正交機織物防刺材料的制備方法，其特征在于 所述的剪切增稠液體的制備方法，包括，(1)將納米顆粒二氧化硅分散于乙醇中，用超聲波震蕩處理30分鐘-1小時，得到懸浮液；(2)在分散介質聚乙二醇中，邊攪拌邊加入上述懸浮液，超聲波震蕩后，再置于真空干燥箱中放置M-36小時，得到穩(wěn)定的分散體系。
8.根據權利要求7所述的一種三維正交機織物防刺材料的制備方法，其特征在于所述的聚乙二醇為PEG200 ；所述的懸浮液中SiO2的質量分數為30%。
9.根據權利要求4所述的一種三維正交機織物防刺材料的制備方法，其特征在于采用壓輥擠壓方式去除過量液體。
10.根據權利要求4所述的一種三維正交機織物防刺材料的制備方法，其特征在于所述的三維正交機織物防刺材料最后用膜塑封。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種三維正交機織物防刺材料及其制備方法，該材料包括三維正交機織物和分布于機織物表面或內部的剪切增稠液體；制備包括在三維正交機織物上復合剪切增稠液體，待浸潤后，去除過量液體；之后取出置于室溫下晾干，然后去除乙醇，即得三維正交機織物防刺材料。本發(fā)明的三維正交機織物防刺材料不僅保留了柔性防刺材料柔韌性好，輕質，舒適性好等優(yōu)點，也大幅度提高了防穿刺能力。
文檔編號D06M11/79GK102220688SQ201110122849
公開日2011年10月19日 申請日期2011年5月13日 優(yōu)先權日2011年5月13日
發(fā)明者姚瀾, 孫一丹, 時雨, 李鶯, 柯倩蘭, 程司辰, 趙劍蒙, 辛丹維, 邱夷平, 鐘艷玲 申請人:東華大學