專利名稱：用硅酮基局部處理的低重量和高耐用性柔體裝甲復(fù)合物的制作方法
用硅酮基局部處理的低重量和高耐用性柔體裝甲復(fù)合物發(fā)明背景 發(fā)明領(lǐng)域 本發(fā)明涉及具有改良耐磨性的防彈物品。相關(guān)技術(shù)的說明眾所周知具有優(yōu)良抗射彈性的包含高強(qiáng)度纖維的防彈物品。例如防彈背心、頭盔、 汽車面板和軍事裝備結(jié)構(gòu)成員的物品通常由含高強(qiáng)度纖維的織物制備。常用的高強(qiáng)度纖維 包括聚乙烯纖維、芳族聚酰胺纖維如聚(對(duì)苯二甲酰胺亞苯基二胺)、石墨纖維、尼龍纖維、 玻璃纖維等。在許多應(yīng)用中，例如背心或背心的一部分，纖維可用于紡織或編織織物。在 其它應(yīng)用中，可將纖維包裹或包埋在聚合物基體材料中以形成紡織或無紡堅(jiān)硬或柔軟的織 物。優(yōu)選形成本發(fā)明織物的每條個(gè)體纖維都基本被粘合劑(基體)材料涂布或包裹。已知可用于形成堅(jiān)硬或柔軟的裝甲物品如頭盔、面板和背心的各種防彈結(jié)構(gòu)。 例如，美國專利 4，403，012,4, 457，985,4, 613，535,4, 623，574,4, 650，710,4, 737，402、 4，748，064,5, 552，208,5, 587，230,6, 642，159,6, 841，492,6, 846，758，其全部通過引用結(jié) 合到本文中，描述包含高強(qiáng)度纖維的防彈復(fù)合物，所述纖維由材料如擴(kuò)鏈超高分子量聚乙 烯制備。這些復(fù)合物對(duì)射彈如子彈、炮彈、榴霰彈等的高速?zèng)_擊具有不同程度的抗穿透性。例如，美國專利4，623，574和4，748，064公開含有包埋在彈性體基體中的高強(qiáng)度 纖維的簡單復(fù)合物結(jié)構(gòu)。美國專利4，650，710公開一種柔性制品，該制品包含由高強(qiáng)度、擴(kuò) 鏈聚烯烴(ECP)纖維組成的多個(gè)柔性層。用低模量彈性體材料涂布網(wǎng)絡(luò)纖維。美國專利 5，552，208和5，587，230公開用于制備包含至少一種高強(qiáng)度纖維網(wǎng)絡(luò)的物品和包含乙烯基 酯和鄰苯二甲酸二烯丙酯的基體組合物的物品和方法。美國專利6，642，159公開具有多個(gè) 纖維層的耐沖擊硬質(zhì)復(fù)合物，所述纖維層包含位于基體中的纖絲網(wǎng)絡(luò)，在其之間為彈性體 層。復(fù)合物附著于硬板上以增加抗射彈穿破裝甲的保護(hù)作用。雖然堅(jiān)硬或硬體裝甲提供良好的防彈性，但可能非常僵硬和龐大。因此，體甲服如 防彈背心優(yōu)選由柔性或軟性裝甲材料形成。但是，雖然此類柔性或軟性材料表現(xiàn)良好的防 彈性，它們還通常表現(xiàn)較差的耐磨性，這影響裝甲的耐用性。在本領(lǐng)域需要提供具有改良耐 用性的柔軟、柔韌性防彈材料。本發(fā)明提供了解決這種需求的方案。發(fā)明概述本發(fā)明提供耐磨性復(fù)合物，該復(fù)合物包含至少一種其上有多層涂層的纖維底層， 其中所述纖維底層包含具有約7g/登尼爾或更大韌性和約150g/登尼爾或更大拉伸模量的 一種或多種纖維；所述多層涂層包含在所述一種或多種纖維表面上的一層非含硅材料，和 在非含硅材料層上的含硅材料表面層。本發(fā)明還提供形成耐磨性復(fù)合物的方法，包括i)提供至少一種具有表面的涂層纖維底層；其中所述至少一種纖維底層包含具 有約7g/登尼爾或更大韌性和約150g/登尼爾或更大拉伸模量的一種或多種纖維；所述纖 維各自的表面基本被非含硅材料涂布；和
ii)將含硅材料涂在至少一段所述至少一種涂層纖維底層上。本發(fā)明還提供形成耐磨性復(fù)合物的方法，包括i)提供多個(gè)無紡纖維層片，每個(gè)纖維層片包含多條具有約7g/登尼爾或更大韌性和約150g/登尼爾或更大拉伸模量的纖維；所述纖維各自的表面基本被非含硅材料涂布；ii)將未固化、含硅涂層涂在至少一段所述纖維層片上；和iii)使所述多個(gè)無紡纖維層片和所述未固化、含硅涂層經(jīng)受足以使所述纖維層片 加固成單塊纖維復(fù)合物并任選固化含硅涂層的條件。發(fā)明詳述本發(fā)明提供具有優(yōu)良耐磨性和耐用性的纖維復(fù)合物和物品。具體來講，本發(fā)明提 供通過將多層本發(fā)明涂層涂在至少一種纖維底層上形成的纖維復(fù)合物?！袄w維底層”用于本 文可以是單一纖維或織物，包括用多種纖維形成的毛氈。優(yōu)選纖維底層是包含多種纖維聯(lián) 合成單塊結(jié)構(gòu)的織物，包括紡織和無紡織物?？蓪⒎呛璨牧匣蛘叻呛璨牧虾秃璨牧?兩者的涂層涂在排列為纖維網(wǎng)或其它排列(在涂布時(shí)可以視為或不視為織物)的多種纖維 上。本發(fā)明還提供由多種涂層纖維形成的織物，和由所述織物形成的物品。將本發(fā)明的纖維底層用包含至少一層兩種不同涂層材料的多層涂層涂布，其中將 非含硅材料層直接涂在一種或多種纖維的表面上，將含硅材料表面涂層涂在非含硅材料層 之上。用于本文時(shí)，“含硅”材料描述包含硅原子的非聚合材料和聚合物，包括固化和未 固化硅酮基聚合物兩者，以及低分子量、非聚合材料。用于本文時(shí)，“硅酮”限定為聚合的有 機(jī)硅氧烷，特別是包含與有機(jī)基團(tuán)交替連接的硅和氧原子的有機(jī)化合物，如本領(lǐng)域熟知。硅 酮基材料由硅酮衍生。含硅涂層優(yōu)選包含固化的熱固性聚合物、非反應(yīng)性熱塑性聚合物或 未固化硅酮基流體或液體。更優(yōu)選含硅材料不固化，這允許含硅材料充當(dāng)潤滑劑，用含硅材 料薄層均勻地涂布底層，最大程度地提高耐磨性。為了本發(fā)明的目的，液體聚合物包括與能夠溶解或分散聚合物的溶劑或其它液體 合并的聚合物、不與溶劑或其它液體合并的熔化聚合物，以及未固化流體聚合物。在優(yōu)選實(shí) 施方案中，含硅材料是用作硅酮基流體并作為終產(chǎn)物中的硅酮基流體保留在復(fù)合織物表面 上的未固化硅酮基流體。硅酮基流體將充當(dāng)復(fù)合織物表面的潤滑劑，改良復(fù)合物的耐磨性?；蛘?，可將可固化液體硅酮基流體涂在纖維底層，接著固化。但是，與未固化的硅 酮流體相反，固化或固體硅酮聚合物通常不充當(dāng)潤滑劑，不可提供與未固化硅酮基流體相 同的耐磨性。其它非含硅潤滑劑可提供類似的耐磨性優(yōu)點(diǎn)，但硅酮基材料具有低表面能，唯 一能夠提供潤滑作用同時(shí)基本保留在底層上。雖然固化的硅酮基涂層將為纖維底層增加另 一保護(hù)層，但固化的硅酮基涂層本身可能被刮擦，而流體不可能被刮擦。因此，最優(yōu)選未固 化的硅酮基涂層。在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案中，含硅材料包含未固化的硅酮基流體或液體、未固 化的硅酮基消泡劑、未固化的硅酮基潤滑劑或未固化的硅酮基釋放涂層。優(yōu)選硅酮基流 體包含聚合有機(jī)硅氧烷。優(yōu)選二烷基硅酮流體，特別是聚二甲基硅氧烷，以及更多極性 氨基官能化、硅烷醇官能化和聚醚官能化硅酮。合適的二烷基硅酮流體描述于例如美 國專利4，006, 207，其公開通過引用結(jié)合到本文中。其它有用的硅酮流體包括購自Dow Corning of Midland, MI的DOW CORNING 200 :流體，優(yōu)選其非反應(yīng)性硅酮流體，包括DOWCORNING 200 (DC200) 10 厘沲(est)硅酮流體至 DC2001000cst 流體；Dow Corning 硅酮釋 放齊U，包括D0WCORNING HV-495(HV-495)乳劑和 DOWCORNING 36 乳劑(DC-36)； 和Dow Corning去泡劑/消泡劑，如DOff CORNING 消泡劑1410 (DC-1410)乳劑。有 用的硅酮基流體還包括購自Byk-Chemie of ffesel, Germany的硅酮添加劑和購自Wacker ChemicalCorp. of Adrian, Michigan 的 Wacker- Belsil DM 聚二甲基硅氧烷流體。購自 Wacker Chemical Corp的硅酮釋放劑如Wacker硅酮釋放劑TN和WACKER TNE 50也 有用。描述于美國專利4，780，338和4，929，691的液體硅酮聚合物也有用，其公開通過引 用結(jié)合到本文中。有用的硅酮消泡劑描述于例如美國專利5，153，258,5, 262，088，其公開通 過引用結(jié)合到本文中。優(yōu)選含硅材料包含具有約200g/mol-約250，000g/mol、更優(yōu)選約500g/mol-約 80，000g/mol、更優(yōu)選約 1000g/mol-約 40，000g/mol、最優(yōu)選約 2000g/mol_ 約 20，000g/mol 重均分子量的硅酮基流體。低分子量含硅材料可能不視為聚合物，但含硅材料層優(yōu)選聚合 含硅材料。優(yōu)選含硅材料包含在25°C具有約Icst-約100，OOOcst粘度的硅酮基流體，更優(yōu) 選在25°C粘度約IOcst-約10，OOOcst，最優(yōu)選在25°C粘度約IOcst-約IOOOcst。最優(yōu)選硅 酮基流體在25°C將具有約IOcst-約IOOOcst粘度，相應(yīng)的重均分子量為約lOOOg/mol-約 20，000g/moL·這些優(yōu)選并非限制性，也可使用具有更高/更低分子量和更高/更低粘度的 硅酮基 液體。本發(fā)明的涂層纖維底層特別用于制備具有優(yōu)良抗彈穿透性的織物和物品。為了本 發(fā)明的目的，具有優(yōu)良抗彈穿透性的物品指表現(xiàn)良好的抗可變形射彈和抗碎片如榴霰彈穿 透的特性的物品。為了本發(fā)明的目的，“纖維”是其長度比寬度和厚度的橫向大小大很多的 長形物體。用于本發(fā)明的纖維的橫截面可以變化很大。它們的橫截面可以是圓形、扁平形 或長方形。因此，術(shù)語纖維包括具有規(guī)則或不規(guī)則橫截面的絲、帶、條等。它們還可以是具 有一個(gè)或多個(gè)規(guī)則或不規(guī)則葉瓣的不規(guī)則或規(guī)則多葉橫截面，所述葉瓣從纖維直線或縱軸 突出。優(yōu)選纖維是單葉，具有基本圓形的橫截面。如上所述，可將多層涂層涂在單條聚合纖維或多條聚合纖維上。多條纖維可采用 纖維網(wǎng)、紡織織物、無紡織物或紗線的形式存在，其中紗線在本文限定為由多種纖維組成的 絲條，其中織物包含多條聯(lián)合的纖維。在包括多條纖維的實(shí)施方案中，可在纖維排列成織物 或紗線之前或在纖維排列成織物或紗線之后涂布多層涂層。本發(fā)明的纖維可包含任何聚合纖維類型。最優(yōu)選纖維包含可用于形成防彈材料 和物品的高強(qiáng)度、高拉伸模量纖維。用于本文時(shí)，“高強(qiáng)度、高拉伸模量纖維”是具有至少約 7g/登尼爾或更大優(yōu)選韌度、至少約150g/登尼爾或更大優(yōu)選拉伸模量的纖維，優(yōu)選斷裂能 為至少約8J/g或更大，兩者都用ASTM D2256測量。用于本文時(shí)，術(shù)語“登尼爾”指線密度 單位，等于每9000米纖維或紗線的質(zhì)量克數(shù)。用于本文時(shí)，術(shù)語“韌度”指以每單位線密度 (登尼爾)不受應(yīng)力樣品的壓力(克)表示的拉伸應(yīng)力。纖維的“初始模量”是代表其抗變 形性的材料性質(zhì)。術(shù)語“拉伸模量”指韌度改變的比值，以克-力每登尼爾(g/d)應(yīng)力改變 表示，表示為初始纖維長度分?jǐn)?shù)(in/in)。形成纖維的聚合物優(yōu)選適合制備防彈織物的高強(qiáng)度、高拉伸模量纖維。特別適合 形成防彈材料和物品的特別合適的高強(qiáng)度、高拉伸模量纖維材料包括聚烯烴纖維，包括高 密度和低密度聚乙烯。特別優(yōu)選擴(kuò)鏈聚烯烴纖維，如高度定向、高分子量聚乙烯纖維，特別是超高分子量聚乙烯纖維，和聚丙烯纖維，特別是超高分子量聚丙烯纖維。芳族聚酰胺纖 維特別是對(duì)芳族聚酰胺纖維，聚酰胺纖維，聚對(duì)苯二甲酸乙二酯纖維，聚萘二甲酸乙二酯纖 維，擴(kuò)鏈聚乙烯醇纖維，擴(kuò)鏈聚丙烯腈纖維，聚苯并唑纖維如聚苯并Pi唑(PBO)和聚苯并噻 唑(PBT)纖維，液晶共聚酯纖維和剛性棒狀纖維如M5 纖維也適合。在本領(lǐng)域常規(guī)已知每 種這些纖維。上述材料的共聚物、嵌段聚合物和共混物也適合制備聚合纖維。最優(yōu)選用于防彈織物的纖維類型包括聚乙烯，特別是擴(kuò)鏈聚乙烯纖維、芳族聚酰 胺纖維、聚苯并唑纖維、液晶共聚酯纖維、聚丙烯纖維，特別是高度定向擴(kuò)鏈聚丙烯纖維、聚 乙烯醇纖維、聚丙烯腈纖維和剛性棒狀纖維，特別是M5 纖維。 在聚乙烯的情況下，優(yōu)選纖維是分子量為至少500，000、優(yōu)選至少1百萬且更優(yōu)選 2百萬_5百萬的擴(kuò)鏈聚乙烯。此類擴(kuò)鏈聚乙烯(ECPE)纖維可在溶液紡絲法中生長，如描述 于美國專利4，137，394或4，356，138，其通過引用結(jié)合到本文中，或者可由溶液紡絲以形成 凝膠結(jié)構(gòu)，如描述于美國專利4，551，296和5，006, 390，其也通過引用結(jié)合到本文中。特別 優(yōu)選用于本發(fā)明的纖維類型是購自HoneywelIInternational Inc的商標(biāo)為SPECTRA 的聚乙烯纖維。SPECTRA 纖維在本領(lǐng)域眾所周知，描述于例如美國專利4，623，547和 4，748，064。還特別優(yōu)選芳族聚酰胺(芳族聚酰胺)或?qū)Ψ甲寰埘０防w維。此類纖維可市售 獲得，描述于例如美國專利3，671，542。例如，有用的聚(對(duì)苯二甲酰對(duì)苯二胺)細(xì)絲由 Dupont公司制造以KEVLAR 商標(biāo)銷售。還可用于實(shí)施本發(fā)明的是由Dupont制造以 NOMEX 商標(biāo)銷售的聚(間苯二甲酰間苯二胺)纖維和由Teijin制造以TWARON 商標(biāo)銷售的纖維；由Kolon Industries, Inc. of Korea制造以HERACRON 商標(biāo)銷售的 芳族聚酰胺纖維；由Kamensk Volokno JSC of Russia制造銷售的對(duì)芳族聚酰胺纖維SVM 和RUSAR 和由JSC Chim Volokno ofRussia制造銷售的ARM0S 對(duì)芳族聚酰胺纖維。適合用于實(shí)施本發(fā)明的聚苯并唑纖維可市售獲得，公開于例如美國專利 5，286，833,5, 296，185,5, 356，584,5, 534，205 和 6，040，050，其各自通過引用結(jié)合到本文 中。適合用于實(shí)施本發(fā)明的液晶共聚酯纖維可市售獲得，公開于例如美國專利3，975，487、 4，118，372和4，161，470，其各自通過引用結(jié)合到本文中。合適的聚丙烯纖維包括高度定向擴(kuò)鏈聚丙烯(ECPP)纖維，如描述于美國專利 4，413，110，其通過引用結(jié)合到本文中。合適的聚乙烯醇(PV-OH)纖維描述于例如美國專利 4，440，711和4，599，267，其通過引用結(jié)合到本文中。合適的聚丙烯腈(PAN)纖維公開于例 如美國專利4，535，027，其通過引用結(jié)合到本文中。常規(guī)已知每種這些纖維類型，廣泛市售獲得。用于本發(fā)明的其它合適纖維類型包括剛性棒狀纖維如M5 纖維，和所有上述 材料的組合，全都可市售獲得。例如，纖維層可用SPECTRA 纖維和Kevlar 纖維的 組合形成。M5 纖維用吡啶并雙咪唑-2，6-二基(2，5-二羥基-對(duì)亞苯基)形成，由 Magellan SystemsInternational of Richmond，Virginia 制造，描述于例如美國專禾Ij 5，674，969,5, 939，553,5, 945，537和6，040，478，其各自通過引用結(jié)合到本文中。特別優(yōu) 選的纖維包括M5 纖維、聚乙烯SPECTRA 纖維、芳族聚酰胺Kevlar 纖維和芳族聚 酰胺TWARON 纖維。纖維可具有任何合適的登尼爾，如50-約3000登尼爾，更優(yōu)選約 200-3000登尼爾，還更優(yōu)選約650-約2000登尼爾，最優(yōu)選約800-約1500登尼爾。根據(jù)防彈功效和成本進(jìn)行選擇。纖維越精細(xì)，制造和編織越昂貴，但每單位重量可產(chǎn)生越大的防彈 功效 最優(yōu)選用于本發(fā)明目的的纖維是高強(qiáng)度、高拉伸模量擴(kuò)鏈聚乙烯纖維或高強(qiáng)度、 高拉伸模量對(duì)芳族聚酰胺纖維。如上所述，高強(qiáng)度、高拉伸模量纖維具有約7g/登尼爾或更 大的優(yōu)選韌度、約150g/登尼爾或更大的優(yōu)選拉伸模量和約8J/g或更大的優(yōu)選斷裂能，各 自通過ASTM D2256測量。在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案中，纖維的韌度應(yīng)為約15g/登尼爾或 更大，優(yōu)選約20g/登尼爾或更大，更優(yōu)選約25g/登尼爾或更大，最優(yōu)選約30g/登尼爾或更 大。本發(fā)明的纖維還具有約300g/登尼爾或更大、更優(yōu)選約400g/登尼爾或更大、更優(yōu)選約 500g/登尼爾或更大、更優(yōu)選約1，OOOg/登尼爾或更大且最優(yōu)選約1，500g/登尼爾或更大 的優(yōu)選拉伸模量。本發(fā)明的纖維還具有約15J/g或更大、更優(yōu)選約25J/g或更大、更優(yōu)選約 30J/g或更大的優(yōu)選斷裂能，最優(yōu)選具有約40J/g或更大的斷裂能。通過應(yīng)用眾所周知的方法獲得這些合并的高強(qiáng)度性質(zhì)。美國專利4，413，110、 4，440，711,4, 535，027,4, 457，985,4, 623，547,4, 650，710 和 4，748，064 廣泛討論用于本發(fā) 明的優(yōu)選高強(qiáng)度、擴(kuò)鏈聚乙烯纖維的形成。此類方法，包括溶液生長或凝膠纖維法，在本領(lǐng) 域眾所周知。形成各種其它優(yōu)選纖維類型包括對(duì)芳族聚酰胺纖維的方法在本領(lǐng)域也眾所周 知，纖維可市售獲得。將含硅材料涂在已用非含硅材料涂布的纖維底層上，在本領(lǐng)域也稱為聚合基體或 聚合粘合劑材料。因此，本發(fā)明的纖維底層被多層涂層涂布，所述涂層包含在所述一種或多 種纖維表面上的非含硅材料層，和在非含硅材料層上的含硅材料表面層。非含硅材料層優(yōu)選包含至少一種在本領(lǐng)域常用作聚合粘合劑或基體材料的材料， 通過其固有粘附特性或經(jīng)受眾所周知的熱和/或壓力條件后與多條纖維結(jié)合一起。此類材 料包括低模量、彈性體材料和高模量、剛性材料。優(yōu)選通過ASTM D638測量在37°C初始拉 伸模量小于約6，OOOpsi (41. 3MPa)的低模量、彈性體材料。優(yōu)選的高模量、剛性材料通常具 有較高初始拉伸模量。用于本文時(shí)，術(shù)語拉伸模量指通過ASTM 2256測量纖維和通過ASTM D638測量聚合粘合劑材料的彈性模量。通常，聚合粘合劑涂層必須與多個(gè)無紡纖維層片有 效合并即加固?？蓪⒎呛璨牧贤吭诟骼w維的整個(gè)表面積上，或者只涂在纖維的部份表面 積上。最優(yōu)選將非含硅材料涂層涂在形成本發(fā)明紡織或無紡織物的各條纖維的基本全部表 面積上。當(dāng)織物包含多條紗線時(shí)，優(yōu)選用非含硅材料涂布各單股紗線的每條纖維。彈性體聚合粘合劑(非含硅材料)可包含多種材料。優(yōu)選彈性體粘合劑 材料包含低模量彈性體材料。為了本發(fā)明的目的，低模量彈性體材料具有根據(jù)ASTM D638測試程序測量為約6，OOOpsi (41. 4MPa)或更小的拉伸模量。優(yōu)選彈性體的拉伸 模量為約4，OOOpsi (27. 6MPa)或更小，更優(yōu)選約2400psi (16. 5MPa)或更小，更優(yōu)選 1200psi (8. 23MPa)或更小，最優(yōu)選約500psi (3. 45MPa)或更小。彈性體的玻璃轉(zhuǎn)化溫度 (Tg)優(yōu)選約0°C或更低，更優(yōu)選約-40°C或更低，最優(yōu)選約-50°C或更低。彈性體還具有至少 約50%、更優(yōu)選至少約100%的優(yōu)選斷裂伸長率，最優(yōu)選具有至少約300%的斷裂伸長率。多種具有低模量的材料和制劑可用于非含硅涂層。代表性實(shí)例包括聚丁二烯、聚 異戊二烯、天然橡膠、乙烯_丙烯共聚物、乙烯_丙烯_ 二烯三元共聚物、聚硫聚合物、聚氨 酯彈性體、氯磺化聚乙烯、聚氯丁二烯、增塑聚氯乙烯、丁二烯丙烯腈彈性體、聚異丁烯-異 戊二烯共聚物、聚丙烯酸酯、聚酯、聚醚、乙烯共聚物及其組合，及其它低模量聚合物和共聚物。還優(yōu)選不同彈性體材料的共混物，或者彈性體材料與一種或多種熱塑塑料的共混物。特別有用的是共軛二烯與乙烯基芳族單體的嵌段共聚物。丁二烯和異戊二烯是 優(yōu)選的共軛二烯彈性體。苯乙烯、乙烯基甲苯和叔丁基苯乙烯是優(yōu)選的共軛芳族單體?？?使摻入聚異戊二烯的嵌段共聚物氫化以制備具有飽和烴彈性體片段的熱塑性彈性體。聚 合物可以是簡單的A-B-A型三嵌段共聚物、(AB)nOi = 2-10)型多嵌段共聚物或者R-(BA) X(x = 3-150)型放射狀構(gòu)型的共聚物； 其中A是聚乙烯基芳族單體嵌段，B是共軛二烯彈 性體嵌段。許多這些聚合物購自KratonPolymer of Houston，TX，描述于公告〃 Kraton Thermoplastic Rubber"，SC-68-81。最優(yōu)選低模量聚合粘合劑材料包含苯乙烯嵌段共 聚物，特別是聚苯乙烯_聚異戊二烯_聚苯乙烯_嵌段共聚物，以商標(biāo)KRAT0N 購自 Kraton Polymer和以商標(biāo)HYCARfg)丙烯酸聚合物購自 Noveon，Inc. of Cleveland，Ohio。用于非含硅材料的優(yōu)選高模量、剛性聚合物包括聚合物例如乙烯基酯聚合物或苯 乙烯_ 丁二烯嵌段共聚物，還有聚合物如乙烯基酯和鄰苯二甲酸二烯丙酯或酚醛樹脂和聚 乙烯醇縮丁醛的混合物。特別優(yōu)選的高模量材料是熱固性聚合物，優(yōu)選可溶于碳_碳飽和 溶劑如甲基乙基酮中，當(dāng)固化時(shí)用ASTM D638測量具有至少約lX105psi(689. 5MPa)的高 拉伸模量。特別優(yōu)選描述于美國專利6，642，159的剛性材料，其通過引用結(jié)合到本文中。在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案中，任一非含硅材料層包含聚氨酯聚合物、聚醚聚合物、 聚酯聚合物、聚碳酸酯聚合物、聚縮醛聚合物、聚酰胺聚合物、聚丁烯聚合物、乙烯_乙酸乙 烯酯共聚物、乙烯_乙烯醇共聚物、離子聚合物、苯乙烯-異戊二烯共聚物、苯乙烯-丁二烯 共聚物、苯乙烯_乙烯/ 丁烯共聚物、苯乙烯_乙烯/丙烯共聚物、聚甲基戊烯聚合物、氫化 苯乙烯_乙烯/ 丁烯共聚物、馬來酸酐官能化苯乙烯_乙烯/ 丁烯共聚物、羧酸官能化苯乙 烯-乙烯/ 丁烯共聚物、丙烯腈聚合物、丙烯腈丁二烯苯乙烯共聚物、聚丙烯聚合物、聚丙烯 共聚物、環(huán)氧聚合物、酚醛清漆聚合物、酚型聚合物、乙烯基酯聚合物、腈橡膠聚合物、天然 橡膠聚合物、乙酸丁酸纖維素聚合物、聚乙烯醇縮丁醛聚合物、丙烯酸聚合物、丙烯酸共聚 物或摻入非丙烯酸單體的丙烯酸共聚物。由本發(fā)明纖維復(fù)合物形成的物品的剛性、防沖擊和防彈特性受涂布纖維的 粘合劑聚合物的拉伸模量影響。例如，美國專利4，623，574公開用拉伸模量小于約 6000psi (41，300kPa)的彈性體基體構(gòu)成的纖維強(qiáng)化復(fù)合物，無論與用更高模量聚合物構(gòu)成 的復(fù)合物相比，還是與不含一種或多種聚合粘合劑材料涂層的相同纖維結(jié)構(gòu)相比，都具有 優(yōu)良的防彈性。但是，低拉伸模量聚合粘合劑聚合物也得到較低剛性的復(fù)合物。而且，在某 些應(yīng)用中，特別是在復(fù)合物必須發(fā)揮防彈和結(jié)構(gòu)模式的情況下，需要防彈性和剛性的優(yōu)良 組合。因此，將使用的最合適非含硅材料類型將根據(jù)將用本發(fā)明織物形成的物品類型而改 變。為了兼顧兩種特性，合適的非含硅材料還可包含低模量和高模量材料的組合。每個(gè)聚 合物層還可包括填充劑如炭黑或硅石，可用油增量，或者可用硫、過氧化物、金屬氧化物或 放射性固化系統(tǒng)(如果適合)硫化，如本領(lǐng)域眾所周知。為制備具有足夠防彈性的織物物品，形成織物的纖維比例優(yōu)選占纖維重量加合并 涂層重量約50 % -約98 %，更優(yōu)選約70 % -約95 %，最優(yōu)選占纖維加涂層重量約78 % -約 90%。因此，基于纖維重量加合并涂層重量計(jì)，合并涂層的總重量優(yōu)選占約1%-約50%重 量，更優(yōu)選約2%-約30%，更優(yōu)選約10%-約22%，最優(yōu)選約14%-約17%，其中無紡織 物最優(yōu)選16%。較低粘合劑/基體含量適合紡織織物，其中基于纖維重量加合并涂層重量計(jì)，最優(yōu)選粘合劑含量大于O但小于10 %?；诶w維重量加合并涂層重量計(jì)，表面含硅涂層 的重量優(yōu)選占約0. 01 % -約5. 0%重量，更優(yōu)選約0. 1 % -約3. 0%，最優(yōu)選約0. 2% -約 1. 5%。當(dāng)形成無紡織物時(shí)，優(yōu)選首先將非含硅涂層涂在多條纖維上，從而用涂層涂布、浸 漬、包埋或另外應(yīng)用在纖維上。纖維排列成一個(gè)或多個(gè)纖維層片，然后用常規(guī)技術(shù)加固層 片。在另一種方法中，將纖維涂布、無規(guī)排列和加固以形成毛氈。當(dāng)形成紡織織物時(shí)，可在 編織之前或之后，優(yōu)選之后用非含硅涂層涂布纖維。此類技術(shù)在本領(lǐng)域眾所周知。本發(fā)明 的物品還可包含紡織織物、用單向纖維層片形成的無紡織物和無紡毛氈織物的組合。隨后，將含硅材料的表面涂層涂在加固織物至少一個(gè)表面上的非含硅材料層上。 優(yōu)選織物的兩個(gè)外表面都涂布含硅材料以改良整個(gè)織物的耐用性，但用含硅材料只涂布織 物的一側(cè)將提供改良的耐磨性且增加較少重量。優(yōu)選將多層涂層涂在任何預(yù)制纖維油劑如 紡織油劑之上，或者可在應(yīng)用涂層之前至少部份除去預(yù)制纖維油劑。含硅材料只需要在復(fù) 合織物的一個(gè)或兩個(gè)外表面上，不需要涂布每條纖維。為了本發(fā)明的目的，術(shù)語“涂布”并非用于限制將聚合物層涂在纖維底層表面上的 方法。任何合適的應(yīng)用方法都可使用，其中首先將非含硅材料層直接涂在纖維表面上，接著 將含硅材料層涂在非含硅材料層上。例如，可將非含硅層以溶液形式噴涂或輥涂聚合材料溶液至纖維表面上，其中一 部分溶液包含所需一種或多種聚合物，一部分溶液包含能夠溶解一種或多種聚合物的溶 齊U，然后干燥。另一種方法是將非含硅材料的凈聚合物作為液體、在混懸液中的粘性固體或 顆?；蛘咦鳛榱骰餐吭诶w維上?；蛘撸坎嫉姆呛璨牧峡梢允窃诤线m溶劑中的溶液、乳 液或分散液，所述溶劑在應(yīng)用溫度下對(duì)纖維特性無不良影響。例如，可將纖維用聚合粘合劑 材料溶液轉(zhuǎn)運(yùn)，基本用非含硅材料涂布，然后干燥以形成涂層纖維底層。然后所得涂層纖維 排列成所需構(gòu)型，接著用含硅材料涂布。在另一種涂布方法中，首先排列單向纖維層片或紡 織織物，接著將層片或織物浸入包含溶于合適溶劑中的非含硅材料的溶液浴內(nèi)，以便每條 纖維至少被聚合物部份涂布，然后通過蒸發(fā)或揮發(fā)溶劑干燥，接著可用相同方法涂布含硅 材料層?？筛鶕?jù)需要重復(fù)幾次浸漬過程以將所需量的每種聚合涂層置于纖維上，優(yōu)選用非 含硅材料基本涂布或包裹每條纖維并覆蓋全部或基本全部纖維表面積。還可涂布含硅材料 以便它覆蓋纖維上的全部或基本全部非含硅材料層。在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案中，只將含 硅材料表面涂層部份涂在涂層纖維或涂層織物上，即只需要涂布織物的外表面。可使用將非含硅涂層涂在纖維上的其它方法，包括在纖維經(jīng)受高溫拉伸操作之 前、除去纖維的溶劑之前或之后(如果使用凝膠紡絲纖維形成技術(shù))涂布高模量前體(凝 膠纖維)。然后可在提高溫度下拉伸纖維以制備涂層纖維?？蓪⒛z纖維在一定條件下通 過合適涂層聚合物的溶液以獲得所需涂層。在纖維進(jìn)入溶液之前可能已發(fā)生或未發(fā)生高分 子量聚合物在凝膠纖維中結(jié)晶?；蛘?，可將纖維擠入合適的聚合粉狀物流化床內(nèi)。而且，如 果進(jìn)行拉伸操作或其它手工處理的過程，如溶劑交換、干燥等，可將非含硅材料涂在終纖維 的前體材料上。將含硅材料涂在纖維底層上的液態(tài)非含硅材料之上。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案 中，涂布的含硅材料是未固化液體，此時(shí)非含硅材料也為液態(tài)或者為固態(tài)。最優(yōu)選將含硅材 料作為未固化液體涂在固化或另外固化的非含硅材料上。然后，可通過常規(guī)技術(shù)將未固化液體任選固化，但對(duì)最佳耐磨性而言固化非優(yōu)選。
涂層纖維可形成無紡織物，無紡織物包含多個(gè)重疊、無紡纖維層片，將其加固為單 層、單塊組件。最優(yōu)選各層片包含以單向、基本平行排列對(duì)齊的無重疊纖維的排列。這種纖 維排列類型在本領(lǐng)域稱為“單向帶”(單向條帶)，在本文稱為“簡單層片”。用于本文時(shí)，“陣 列”描述纖維或紗線的規(guī)則排列，“平行陣列”描述纖維或紗線的規(guī)則平行排列。纖維“層” 描述包括一個(gè)或多個(gè)層片在內(nèi)的紡織或無紡纖維或紗線的平面排列。用于本文時(shí)，“簡單層 片”結(jié)構(gòu)指由一個(gè)或多個(gè)已被加固成單個(gè)完整結(jié)構(gòu)的個(gè)體纖維層片組成的單塊結(jié)構(gòu)。用“加 固”指聚合粘合劑涂層與各纖維層片一起合并為單個(gè)完整的層。加固可通過干燥、冷卻、力口 熱、加壓或其組合進(jìn)行。不一定需要加熱和/或加壓，因?yàn)槔w維或織物層可以只粘在一起， 如在濕層壓加工的情況下。術(shù)語“復(fù)合物”指纖維與一種或兩種涂層的組合，耐磨復(fù)合物將 包括含硅涂層。這在本領(lǐng)域是已知的常規(guī)。本發(fā)明的優(yōu)選無紡織物包括多個(gè)堆積、重疊的纖維層片(多個(gè)單向帶)，其中每個(gè) 簡單層片(單向帶)的平行纖維相對(duì)于每個(gè)簡單層片的縱向纖維方向而言，與每個(gè)相鄰簡 單層片的平行纖維正交(0° /90° )放置。堆積的重疊無紡纖維層片在加熱和加壓下加 固，或者通過粘附個(gè)體纖維層片的涂層加固，以形成單層、單塊組件，在本領(lǐng)域也稱為單層、 加固網(wǎng)，其中“加固網(wǎng)”描述纖維層片與聚合粘合劑/基體的加固(合并)組合。術(shù)語“聚 合粘合劑”和“聚合基體”在本文互換使用，描述使纖維粘合一起的材料。這些術(shù)語在本領(lǐng) 域是已知的常規(guī)。為用于本發(fā)明的目的，當(dāng)纖維底層是形成為單層、加固網(wǎng)的無紡、加固織 物時(shí)，用非含硅聚合物涂層涂布纖維，但只有單塊織物結(jié)構(gòu)的外表面涂布含硅涂層以提供 所需耐磨性，并非每個(gè)組分纖維層片。如本領(lǐng)域眾所周知，當(dāng)個(gè)體纖維層片都正交以致一個(gè)層片的纖維排列定向與另一 層片的纖維排列定向成一定角度旋轉(zhuǎn)時(shí)獲得優(yōu)良的防彈性。最優(yōu)選纖維層片以0°和90° 角正交，但相鄰層片相對(duì)于另一層片的縱向纖維定向而言實(shí)際上可以約0°至約90°的角 度對(duì)齊。例如，五層片無紡結(jié)構(gòu)可具有以0° /45° /90° /45° /0°或其它角度定向的層 片。此類旋轉(zhuǎn)單向?qū)R描述于例如美國專利4，457，985,4, 748，064,4, 916，000,4, 403，012、 4，623，573 和 4，737，402。最常見的是，無紡織物包含1-約6個(gè)層片，但根據(jù)各種應(yīng)用需要，可包含多至約 10-約20個(gè)層片。層片數(shù)越大，防彈性越大，但重量也越大。因此，形成本發(fā)明織物或物品 的纖維層片數(shù)根據(jù)織物或物品的最終用途而不同。例如，在軍事用途的體甲背心中，為了 形成具有每平方英尺1.0磅的所需面密度(4.9kg/m2)的復(fù)合物品，可能需要總計(jì)約20個(gè) 層片(層)_約60個(gè)層片(或?qū)?，其中層片/層可以是用本文所述高強(qiáng)度纖維形成的紡 織、編織、氈制或無紡織物(具有平行單向的纖維或其它排列)。在另一個(gè)實(shí)施方案中，根 據(jù)National Institute of Justice(NIJ)Threat Level用于執(zhí)法用途的體甲背心可具有 多個(gè)層片/層。例如，對(duì)于NIJ Threat Level IIIA背心，可以有總計(jì)22個(gè)層片/層。對(duì) 于較低的NIJ Threat Level，可使用較少層片/層。可用眾所周知的方法構(gòu)成加固的無紡織物，例如通過描述于美國專利6，642，159 的方法，其公開通過引用結(jié)合到本文中。如本領(lǐng)域眾所周知，通過在足夠使層片合并為單一 織物的加熱和加壓條件下將個(gè)體纖維層片一層一層地放置進(jìn)行加固。加固可在約50°C -約 175°C、優(yōu)選約 105°C -約 175°C的溫度和約 5psig(0. 034MPa)_ 約 2500psig(17MPa)的壓力下進(jìn)行約0. 01秒-約24小時(shí)，優(yōu)選約.02秒-約2小時(shí)。當(dāng)加熱時(shí)，可能導(dǎo)致非含硅聚合 粘合劑涂層在沒有完全熔化的情況下變粘稠或流動(dòng)。但是，一般來講，如果導(dǎo)致聚合粘合劑 材料熔化，則需要相對(duì)小的壓力形成復(fù)合物，而如果只將粘合劑材料加熱至卡點(diǎn)(sticking point)，通常需要更大壓力。如本領(lǐng)域常規(guī)已知，可在砑光機(jī)、平板層壓機(jī)、壓制機(jī)或高壓滅 菌器中進(jìn)行加固。 或者，可在合適的模塑裝置中通過加熱和加壓模塑進(jìn)行加固。通常，進(jìn)行模塑 的壓力為約 50psi (344. 7kPa)-約 5000psi (34470kPa)，更優(yōu)選約 IOOpsi (689. 5kPa)-約 1500psi (10340kPa)，最優(yōu)選約 150psi (1034kPa)-約 IOOOpsi (6895kPa)?；蛘吣Ｋ芸?在約 500psi(3447kPa)-約 5000psi，更優(yōu)選約 750psi (5171kPa)-約 5000psi，更優(yōu)選約 IOOOpsi-約5000psi的更高壓力下進(jìn)行。模塑步驟可進(jìn)行約4秒-約45分鐘。優(yōu)選模壓溫 度為約200° F( 93°C )_約350° F( 177°C )，更優(yōu)選溫度為約200° F-約300° F( 149°C)，最優(yōu)選溫度為約200° F-約280° F( 121°C )。本發(fā)明織物模塑的壓力對(duì)所得 模塑產(chǎn)物的勁度或柔軟度有直接作用。具體來講，織物模塑的壓力越高，勁度越高，反之亦 然。除了模塑壓力之外，織物層片的量、厚度和組成和聚合粘合劑涂層類型也直接影響用本 發(fā)明織物形成的物品的勁度。最常見多個(gè)正交纖維網(wǎng)通過平板層壓機(jī)與基體聚合物“粘”在 一起，以改良粘合的均勻度和強(qiáng)度。雖然本文描述的每種模塑和加固技術(shù)相似，但每種過程不同。具體來講，模塑是分 批過程，加固是連續(xù)過程。而且，模塑通常包括使用模具，如成形?；蚱ヅ淠?當(dāng)形成平板 時(shí))，不一定得到平面產(chǎn)物。加固通常在平板層壓機(jī)、calendar nip set中進(jìn)行或作為濕法 層壓以產(chǎn)生柔軟(柔性)體甲織物。模塑通常用于制造硬甲，如硬質(zhì)板。在本發(fā)明的背景 下，優(yōu)選加固技術(shù)和形成軟性體甲。在任何一種過程中，合適的溫度、壓力和時(shí)間通常取決于非含硅聚合粘合劑涂層 材料類型、(合并涂層的)聚合粘合劑含量、所用過程和纖維類型?？蓪⒈景l(fā)明織物任選加 熱和加壓壓光以弄平或磨光其表面。本領(lǐng)域眾所周知壓光方法?？捎萌魏尉幙椃ㄈ缙娇棥⒌跛骺?crowfoot weave)、籃織、緞織、斜紋織等用本領(lǐng) 域熟知的技術(shù)形成紡織織物。平織最常見，其中將纖維以正交0° /90°定向編織一起。在 另一個(gè)實(shí)施方案中，可組合混雜結(jié)構(gòu)，其中例如通過加固將兩種紡織和無紡織物合并和互 相連接。在編織之前，可用或不用非含硅材料層涂布各種紡織織物材料的個(gè)體纖維。最優(yōu) 選將含硅材料層涂在紡織織物上。各織物的厚度將對(duì)應(yīng)于個(gè)體纖維的厚度。優(yōu)選紡織織物將具有每層約25 μ m-約 500 μ m、更優(yōu)選約50 μ m-約385 μ m、最優(yōu)選每層約75 μ m-約255 μ m的優(yōu)選厚度。優(yōu)選無 紡織物即無紡、單層、加固網(wǎng)將具有約12 μ m-約500 μ m、更優(yōu)選約50 μ m-約385 μ m、最優(yōu) 選約75 μ m-約255 μ m的優(yōu)選厚度，其中單層、加固網(wǎng)通常包含兩個(gè)加固層片(即兩個(gè)單向 帶)。雖然優(yōu)選此類厚度，應(yīng)理解可生產(chǎn)其它厚度以滿足具體要求，也落在本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明的織物將具有約50g/m2 (gsm) (0. 01 lb/ft2 (psf))-約 IOOOgsm(0. 2psf)的 優(yōu)選面密度。本發(fā)明織物更優(yōu)選的面密度將是約70gsm(0. 014psf)_約500gsm(0. lpsf)。 本發(fā)明織物最優(yōu)選的面密度將是約IOOgsm (0. 02psf)-約250gsm (0. 05psf)。本發(fā) 明的物品，包含層層堆積的多個(gè)個(gè)體織物層，將進(jìn)一步具有約1000gsm(0. 2psf)_約 40，OOOgsm (8. Opsf)、更優(yōu)選約 2000gsm(0. 40psf)-約 30，OOOgsm (6. Opsf)、更優(yōu)選約 3000gsm(0. 60psf)-約 20，OOOgsm (4. Opsf)、最優(yōu)選約 3750gsm(0. 75psf)-約 10，OOOgsm (2. Opsf)的優(yōu)選面密度。本發(fā)明的復(fù)合物可用于各種應(yīng)用，以用眾所周知的技術(shù)形成各種不同的防彈 物品。例如，適合形成防彈物品的技術(shù)描述于例如美國專利4，623，574、4，650，710、 4，748，064,5, 552，208,5, 587，230,6, 642，159,6, 841，492 和 6，846，758。復(fù)合物特別適用 于形成柔韌的、柔軟的裝甲物品，包括服裝如背心、褲子、帽子或其它衣物，和覆蓋物或毛 毯，由軍事人員用于擊退多種發(fā)射彈威脅，如9mm全金屬外殼(FMJ)子彈和因各種手榴彈、 炮彈、簡易爆炸裝置(IED)及其它在軍事和維和任務(wù)中遇到的此類裝置爆炸產(chǎn)生的碎片。用于本文時(shí)，“柔軟的”或“柔性”裝甲是在經(jīng)受明顯量的應(yīng)力時(shí)不保持其形狀的裝 甲。結(jié)構(gòu)還可用于形成剛性、堅(jiān)硬的裝甲物品。用“堅(jiān)硬的”裝甲指物品如頭盔、軍車面板 或防護(hù)罩，具有足夠的機(jī)械強(qiáng)度以便經(jīng)受明顯量的應(yīng)力時(shí)保持其結(jié)構(gòu)剛性，能夠獨(dú)立而不 斷裂?？蓪⒔Y(jié)構(gòu)切成多個(gè)分離的小片并堆積以形成物品，或者可使它們形成接著用于形成 物品的前體。此類技術(shù)在本領(lǐng)域是已知的?？捎帽绢I(lǐng)域熟知的方法形成本發(fā)明的服裝。優(yōu)選可通過將本發(fā)明的防彈物品與衣 服連接形成服裝。例如，背心可包含一般的織物背心，該背心與本發(fā)明的防彈結(jié)構(gòu)連接，從 而將本發(fā)明結(jié)構(gòu)插入策略上放置的口袋內(nèi)。這讓防彈作用最大化，而背心重量最小化。用 于本文時(shí)，術(shù)語“連接”或“連接”用于包括附著，例如通過縫紉或粘附等，以及與另一種織 物非附著結(jié)合或斜接，以便防彈物品可以任選很容易地從背心或其它衣物上除下。優(yōu)選用 低拉伸模量粘合劑材料形成用于形成柔性結(jié)構(gòu)如柔性小片、背心及其它服裝的物品。(非專 有地)優(yōu)選用高拉伸模量粘合劑材料形成堅(jiān)硬的物品如頭盔和裝甲。用本領(lǐng)域熟知的標(biāo)準(zhǔn)測試規(guī)程測定防彈性能。具體來講，防彈復(fù)合物的防護(hù)能力 或防穿透性通常用沖擊速度表示，在該速度時(shí)50%發(fā)射彈穿透復(fù)合物而50%被復(fù)合物阻 擋，也稱為V5tl值。用于本文時(shí)，物品的“抗穿透性”是抵抗指定威脅如物理目標(biāo)包括子彈、 碎片、榴霰彈等的穿透。對(duì)于相等面密度(復(fù)合物重量除以其面積)的復(fù)合物，V5tl越高，復(fù) 合物的防彈性越好。本發(fā)明物品的防彈性能將根據(jù)許多因素改變，特別是用于制造織物的 纖維類型、纖維在復(fù)合物中的重量百分?jǐn)?shù)、涂層材料物理性質(zhì)的適合性、組成復(fù)合物的織物 層數(shù)和復(fù)合物的總面密度。以下實(shí)施例用于解釋本發(fā)明。
實(shí)施例按照下文舉例說明測試各種織物樣品。各樣品包含1000-登尼爾TWARON 2000型芳族聚酰胺纖維和非含硅聚合粘合劑材料，包括45個(gè)纖維層。對(duì)于樣品A1-A4，非 含硅涂層是未改性的水基聚氨酯聚合物。對(duì)于樣品B1-B4，非含硅涂層是氟碳改性的水基丙 烯酸聚合物(以HYCAR 26-1199 購自 Noveon，Inc. of Cleveland, Ohio 的 84. 5wt. % 丙烯酸共聚物；15wt. % NUVA NT X490 氟碳樹脂，購自 ClariantInternational， Ltd. of Switzerland ；禾口購自 Dow Chemical Company ofMidland, Michigan 的 0· 5 % Dow TERGITOL TMN-3非離子型表面活性劑)。對(duì)于樣品C1-C4，非含硅涂層是氟聚 合物 / 腈橡膠共混物(以TYLAC 68073 購自 Dow Reichhold of North Carolina 的 84. 5wt. %腈橡膠聚合物；15wt. %NUVA TTH U 氟碳樹脂；和 0. 5% DowTERGITOL TMN-3非離子型表面活性劑)。對(duì)于樣品D1-D7，非含硅涂層是氟聚合物/丙烯酸共混 物(以 HYCAR 26477 購自 Noveon Inc. of Cleveland, Ohio 的 84. 5wt. % 丙烯酸聚合物； 15wt. % NUVA NTX490氟碳樹脂；和0. 5% Dow TERGITOL TMN-3非離子型表面活性劑)。對(duì) 于樣品E1-E8，非含硅粘合劑材料是氟碳改性聚氨酯聚合物(以SANCURE 20025購自 Noveon, Inc.的 84. 5wt. %聚氨酯聚合物；15wt. %NUVA NT X490 氟碳樹脂；和 0. 5% Dow TERGITOL TMN-3非離子型表面活性劑)。每種織物樣品是具有兩個(gè)層片(兩個(gè)單向帶)、0° /90構(gòu)造的無紡、加固織物?？?物具有如表2顯示的面重量和總面密度(TAD)(包括纖維和聚合粘合劑材料的織物的面密 度)。每種織物的纖維含量大約為85%，其余15%是明確的非含硅聚合粘合劑材料。在平板層壓機(jī)中用R300B硅酮帶釋放流體(估計(jì)250cst)涂布樣品A2、B2、C2、D3、 D6、E3 和 E6，所述流體購自 Reliant Machinery,Ltd. ,of Bedfordshire,UK,占樣品重量的 0. 7%。在平板層壓機(jī)中用lOOOcstDOW CORNING 200 .娃酮流體涂布樣品D2、D5、E2、E5、 A4、B4和C4，所述流體占樣品重量2. 5%。使不含硅酮涂層的樣品A3、B3、C3、D4和E4通 過平板層壓機(jī)干燥以確定加工(如果有)的作用。不含表面硅酮涂層和未經(jīng)過層壓機(jī)加工 的樣品Al、Bi、Cl、Dl、D7、El、E7和E8是對(duì)照樣品。樣品A4等同于樣品A2，但用IOOOcst DOffCORNING 200 ,硅酮流體(2. 5%重量)代替R300B流體涂布。樣品B4等同于樣品B2， 但用IOOOcst DOff CORNING 200 .硅酮流體(2. 5%重量)代替R300B流體涂布。樣品C4 等同于樣品C2，但用lOOOcstDOW CORNING200 鞋酮流體(2. 5%重量)代替R300B流體涂 布。實(shí)施例1-15對(duì)上文描述的五種織物類型各自用ASTM D3886膨脹隔膜測試測試耐磨性。測試每 種樣品類型的織物是未涂布硅基涂層的對(duì)照樣品，以及用 2500cst R300B流體和IOOOcst DC200流體涂布的樣品。在2000個(gè)周期后(總負(fù)荷重量為51bs和4psi隔膜壓力)根據(jù) “不斷裂表面特性(no broken surface characteristics) ”的OTV要求將結(jié)果量化為合格 或不合格。對(duì)每種樣品而言樣品和摩擦劑兩者都相同。表1概括結(jié)果。表權(quán)利要求
一種耐磨復(fù)合物，所述復(fù)合物包含至少一層其上具有多層涂層的纖維底層，其中所述纖維底層包含具有約7g/登尼爾或更大韌度和約150g/登尼爾或更大拉伸模量的一種或多種纖維；所述多層涂層包含在所述一種或多種纖維表面上的非含硅材料層，和在非含硅材料層上的含硅材料表面層。
2.權(quán)利要求1的復(fù)合物，其中所述含硅涂層包含硅酮基聚合物。
3.權(quán)利要求1的復(fù)合物，其中所述含硅涂層包含聚合的有機(jī)硅氧烷。
4.權(quán)利要求1的復(fù)合物，其中所述含硅材料占所述復(fù)合物重量約0.01% -約5. 0%。
5.包含權(quán)利要求1的復(fù)合物的物品。
6.一種形成耐磨復(fù)合物的方法，包括i)提供至少一種具有表面的涂層纖維底層；其中所述至少一種纖維底層包含具有約 7g/登尼爾或更大韌性和約150g/登尼爾或更大拉伸模量的一種或多種纖維；所述纖維各 自的表面基本被非含硅材料涂布；和 )將含硅材料涂在至少一段所述至少一種涂層纖維底層上。
7.權(quán)利要求6的方法，其中所述含硅材料作為未固化的液體硅酮應(yīng)用。
8.權(quán)利要求7的方法，還包括固化所述未固化的液體硅酮。
9.一種形成耐磨復(fù)合物的方法，包括i)提供多個(gè)無紡纖維層片，每個(gè)纖維層片包含多條具有約7g/登尼爾或更大韌性和約 150g/登尼爾或更大拉伸模量的纖維；所述纖維各自的表面基本被非含硅材料涂布； )將未固化、含硅涂層涂在至少一段所述纖維層片上；和iii)使所述多個(gè)無紡纖維層片和所述未固化、含硅涂層經(jīng)受足以使所述纖維層片加固 成單塊纖維復(fù)合物并任選固化含硅涂層的條件。
10.權(quán)利要求9的方法，其中將所述未固化、含硅涂層基本涂在所述纖維各自的表面上。
全文摘要
具有耐磨性的防彈物品。具體來講，具有硅酮基表面處理的耐磨、防彈物品和復(fù)合物。
文檔編號(hào)B32B27/12GK101945757SQ200880127402
公開日2011年1月12日 申請日期2008年12月13日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月21日
發(fā)明者B·D·阿維森, H·G·阿迪夫 申請人:霍尼韋爾國際公司