CN104329990B - 一种双面成型网格防刺材料及其制造工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种双面成型网格防刺材料的制备方法，包括以下步骤：将网格布平铺在工作台上，并用夹具固定四边；利用自动点胶机对每一个高分子颗粒表面进行涂胶；当每个高分子颗粒表面涂好粘结剂之后，利用机械手把颗粒按照设计的图案分布与网格布进行离散的粘合；将网格布翻面固定在工作台上，重复上述步骤，利用机械手把高分子颗粒一颗一颗的固化在网格布表面，最终制备出双面成型网格防刺材料。本发明采用超高性能网格布与高分子颗粒进行复合，网格布起到加强筋的作用，大大提高了防刺层的机械强度。高分子颗粒与网格布复合紧密，并呈离散状态分布，整个防刺材料存在一定的间隙，保证制备的防刺材料具有良好的柔软性能和透气性能。

Description

一种双面成型网格防刺材料及其制造工艺

[技术领域]

本发明涉及一种功能性防护材料及其制造工艺，特别是涉及一种新型双面成型网格防刺材料及其制造工艺。

[背景技术]

随着社会经济的发展，公共安全问题变得越来越突出，人们越来越意识到自身安全防护的重要性，国家也加大了对安全防护领域的支持力度。近些年来，防刺服逐步与防弹服分离，被各国研究人员重视和深入研发，防刺服成了当前的热门研究对象。2009年9月，我国公安部下达“公装财【2009】705号关于下达防弹防刺服战术技术指标的通知”，希望尽快完成国产防弹防刺服的研制工作。包括公安、民警、城管、保安、司机等行业人员对一系列安全防护产品有巨大的需求。

目前市场上主要存在硬质防刺服、柔性防刺服和液体防刺服这几类。硬质防刺服的防刺层基本由特种钢、钛合金等金属板或金属片加工生产而成，这种防刺服防刺性能优异，但是坚硬笨重，灵活性差。柔性防刺服一般采用芳纶、高强聚乙烯与高性能陶瓷相结合制成，防刺性能良好，但是质量过重，灵活性差，成本高昂，不适合大范围推广。液体防刺服还正处于研究阶段，没有广泛推向市场。虽然它本身柔软舒适，重量较轻，抗冲击性能优异，但是液体防刺服长期存放，防刺性能大打折扣，还需要进一步研究与开发。

[发明内容]

本发明的目的是提供一种防刺性能优良，柔软舒适，成本较低的新型双面成型网格防刺材料及其制造工艺。本发明将为国内防刺材料的研究领域开拓新的方向，并满足军用领域及民用领域的需要。

为了实现上述目的，设计一种双面成型网格防刺材料的制备方法，包括以下步骤：

将网格布平铺在工作台上，并用夹具固定四边；

利用自动点胶机对每一个高分子颗粒表面进行涂胶；

当每个高分子颗粒表面涂好粘结剂之后，利用机械手把颗粒按照设计的图案分布与网格布进行粘合；

将网格布翻面固定在工作台上，重复上述步骤，利用机械手把高分子颗粒一颗一颗的固化在网格布表面，最终制备出双面成型网格防刺材料。

每次机械手移动的方向和距离按照预先设定好的程序进行移位。当所有颗粒与网格布粘合之后，高分子颗粒可以形成不同的花纹图案。机械手每次移动的距离为5-20mm。高分子颗粒的水平面尺寸为3-20mm，厚度为0.3-2mm。

所述的网格布原料可以是玻璃纤维、玄武岩纤维、超高分子量聚乙烯纤维、芳纶纤维的一种或一种以上纤维、纱线制成的织物。

所述的高分子颗粒可以是聚甲醛树脂、聚碳酸酯、聚酰胺树脂、ABS树脂、丙烯酸树脂等热塑性树脂中的一种或几种加工制备，也可以把这些树脂基体与玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维、玄武岩纤维等复合制备成复合增强材料粒子；高分子颗粒还可以是环氧树脂、丙烯酸树脂等热固性树脂加工制备成规整颗粒。

所述的高分子颗粒可以添加增强剂、增韧剂、阻燃剂、色粒、硬质颗粒、纳米颗粒中的一种或几种，增强高分子颗粒固化后的机械强度、硬度、韧性等性能指标。

在本发明中，将3-10层柔性防刺复合材料按照一定角度交错叠层，遮盖相邻块状颗粒间的缝隙，层与层之间通过常规缝纫技术进行稀疏缝合。柔性防刺复合材料表面的颗粒图案可以相同，也可以不同。采用这种双面成型网格防刺材料可以加工生产出防刺背心、外套、护臂、护膝、手套等安全防护用品。

本发明双面成型网格防刺材料的优点在于：

1.采用超高性能网格布与高分子颗粒进行复合，网格布起到加强筋的作用，大大提高了防刺层的机械强度。

2.高分子颗粒与网格布复合紧密，并呈离散状态分布，整个防刺材料存在一定的间隙，保证制备的防刺材料具有良好的柔软性能和透气性能。

3.成型工艺流程短，生产效率高。

4.高分子颗粒价格低廉，原料来源广泛。

5.既可以用来加工生产防刺服等特种防护服装，供公安、民警、保安、城管、玻璃加工行业等领域人员穿着，也可以制作防刺手套、护膝、护臂、耐切割皮包等防护产品，应用范围广。

[附图说明]

图1为双面成型网格复合材料正面示意图；

图2为双面成型网格复合材料反面示意图；

图3为双面成型网格复合材料截面示意图。

[具体实施方式]

下面将结合具体实施例对本发明做进一步的详细说明。

实施例1

采用芳纶1414网格布，面密度为160g/m²，厚度为0.3mm，经纬密度为40×40(根/10cm)。聚碳酸树脂加工成圆形颗粒，直径为10mm，颗粒高度为1.5mm，颗粒间隙为0.8mm，添加增强剂、阻燃剂、色粒等助剂。采用3层这种双面成型网格复合材料交错叠层，然后各层边缘之间相互稀疏缝合，经过裁剪，制成防护体(防刺内胆)。用这种防护体加工制备的规格175cm、90A的防刺服总重为2.3kg，厚度为10.2mm。本防刺服采用中华人民共和国公共安全行业最新标准GA68-2008按照24J能量进行穿刺测试，结果表明防刺服完全符合标准中所规定的各项技术要求。

所述的双面成型网格复合材料的制备过程如下:

1、将芳纶网格布正面平铺在工作台上，并用夹具固定四边。

2、利用自动点胶机对每一个高分子颗粒表面进行涂胶：把聚碳酸树脂颗粒放在模具中的若干个通孔里，通孔的轴间距为横向21.6mm，纵向17.4mm。模具放在工作台上，利用自动点胶机从左下角第一个颗粒进行点胶，从左至右，从下至上，点胶机移动距离与通孔的轴间距保持一致。粘结剂选用聚氨酯胶水，点胶机流量为5ml/s，每次停留2s。

3、利用机械手把颗粒按照设计的图案分布与网格布进行粘合：去掉模具，利用自动化机械手把每一个涂胶颗粒与芳纶网格布进行粘合，从芳纶网格布左端开始粘结，从左至右，从上至下，机械手横向每次移动距离为10.8mm，纵向每次移动9.36mm。常温下，经过2h，颗粒固结在芳纶网格布上。

4、等芳纶网格布正面的粒子初步固化后，将网格布反面固定在工作台上，按照同样的步骤，在芳纶网格布反面粘结聚碳酸树脂颗粒。经过24h，芳纶网格布正、反两面的粒子达到最佳的粘结强度。

5、所有颗粒按照设定位置固结在芳纶网格布表面后，制备出透气性能良好、舒适柔软、防刺性能优异的网格复合材料。

实施例2

采用芳纶1414网格布，面密度为180g/m2，厚度为0.4mm，经纬密度为36×36(根/10cm)。聚酰胺树脂加工成正方形颗粒，边长为5mm，颗粒高度为1.3mm，颗粒间隙为0.8mm，添加增强剂、阻燃剂、色粒等助剂。采用3层这种双面成型网格复合材料交错叠层，然后各层边缘之间相互稀疏缝合，经过裁剪，制成防护体(防刺内胆)。用这种防护体加工制备的规格175cm、90A的防刺服总重为2.4kg，厚度为9.6mm。本防刺服采用中华人民共和国公共安全行业最新标准GA68-2008按照24J能量进行穿刺测试，结果表明防刺服完全符合标准中所规定的各项技术要求。

所述的双面成型网格复合材料的制备过程如下:

1、将芳纶网格布正面平铺在工作台上，并用夹具固定四边。

2、利用自动点胶机对每一个高分子颗粒表面进行涂胶：把聚酰胺树脂颗粒放在模具中的若干个通孔里，通孔的轴间距为横向21.6mm，纵向17.4mm。模具放在工作台上，利用自动点胶机从左下角第一个颗粒进行点胶，从左至右，从下至上，点胶机移动距离与通孔的轴间距保持一致。粘结剂选用尼龙胶水，点胶机流量为5ml/s，每次停留2s。

3、利用机械手把颗粒按照设计的图案分布与网格布进行粘合：去掉模具，利用自动化机械手把每一个涂胶颗粒与芳纶网格布进行粘合，从芳纶网格布左端开始粘结，从左至右，从上至下，机械手横向每次移动距离为10.8mm，纵向每次移动9.36mm。常温下，经过1h，颗粒固结在芳纶网格布上。

4、等芳纶网格布正面的粒子初步固化后，将网格布反面固定在工作台上，按照同样的步骤，在芳纶网格布反面粘结聚酰胺树脂颗粒。经过24h，芳纶网格布正、反两面的粒子达到最佳的粘结强度。

5、所有颗粒按照设定位置固结在芳纶网格布表面后，制备出透气性能良好、舒适柔软、防刺性能优异的网格复合材料。

实施例3

采用玻纤网格布，面密度为160g/m2，厚度为0.4mm，经纬密度为34×34(根/10cm)。环氧树脂加工成圆形颗粒，直径为10mm，颗粒高度为1.2mm，颗粒间隙为0.8mm，在环氧树脂里面添加增韧剂、稀释剂与色粒等助剂。采用4层这种双面成型网格复合材料交错叠层，然后各层边缘之间相互稀疏缝合，经过裁剪，制成防护体(防刺内胆)。用这种防护体加工制备的规格175cm、90A的防刺服总重为2.8kg，厚度为11.4mm。本防刺服采用中华人民共和国公共安全行业最新标准GA68-2008按照24J能量进行穿刺测试，结果表明防刺服完全符合标准中所规定的各项技术要求。

所述的双面成型网格复合材料的制备过程如下:

1、将玻纤网格布正面平铺在工作台上，并用夹具固定四边。

2、利用自动点胶机对每一个高分子颗粒表面进行涂胶：把环氧树脂颗粒放在模具中的若干个通孔里，通孔的轴间距为横向21.6mm，纵向17.4mm。模具放在工作台上，利用自动点胶机从左下角第一个颗粒进行点胶，从左至右，从下至上，点胶机移动距离与通孔的轴间距保持一致。粘结剂选用环氧树脂胶水，点胶机流量为5ml/s，每次停留2s。

3、利用机械手把颗粒按照设计的图案分布与网格布进行粘合：去掉模具，利用自动化机械手把每一个涂胶颗粒与玻纤网格布进行粘合，从玻纤网格布左端开始粘结，从左至右，从上至下，机械手横向每次移动距离为10.8mm，纵向每次移动9.36mm。常温下，经过1h，颗粒固结在玻纤网格布上。

4、等玻纤网格布正面的粒子初步固化后，将网格布反面固定在工作台上，按照同样的步骤，在玻纤网格布反面粘结环氧树脂颗粒。经过24h，玻纤网格布正、反两面的粒子达到最佳的粘结强度。

5、所有颗粒按照设定位置固结在玻纤网格布表面后，制备出透气性能良好、舒适柔软、防刺性能优异的网格复合材料。

Claims (9)

1.一种双面成型网格防刺材料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

将网格布平铺在工作台上，并用夹具固定四边；

利用自动点胶机对每一个高分子颗粒表面进行涂胶；

当每个高分子颗粒表面涂好粘结剂之后，利用机械手把颗粒按照设计的图案分布与网格布进行离散的粘合；

将网格布翻面固定在工作台上，重复上述步骤，利用机械手把高分子颗粒一颗一颗的固化在网格布表面，最终制备出双面成型网格防刺材料。

2.如权利要求1所述的双面成型网格防刺材料的制备方法，其特征在于所述的机械手每次移动的距离为5-20mm。

3.如权利要求1所述的双面成型网格防刺材料的制备方法，其特征在于所述的高分子颗粒的水平面尺寸为3-20mm，厚度为0.3-2mm。

4.如权利要求1所述的双面成型网格防刺材料的制备方法，其特征在于所述的网格布原料由玻璃纤维、玄武岩纤维、超高分子量聚乙烯纤维、芳纶纤维中的一种或几种织成。

5.如权利要求1所述的双面成型网格防刺材料的制备方法，其特征在于所述的高分子颗粒的主要成分为聚甲醛树脂、聚碳酸酯、聚酰胺树脂、环氧树脂、ABS树脂、丙烯酸树脂中的一种或几种树脂基体。

6.如权利要求5所述的双面成型网格防刺材料的制备方法，其特征在于所述的高分子颗粒为所述树脂基体与玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维或玄武岩纤维复合制备成复合增强材料粒子。

7.如权利要求1所述的双面成型网格防刺材料的制备方法，其特征在于所述的高分子颗粒是环氧树脂或丙烯酸树脂加工制备成的规整颗粒。

8.如权利要求5或6或7所述的双面成型网格防刺材料的制备方法，其特征在于所述的高分子颗粒中还含有增强剂、增韧剂、阻燃剂、色粒、硬质颗粒、纳米颗粒中的一种或几种。

9.一种柔性防刺层，其特征在于采用权利要求1制备方法制备的双面成型网格防刺材料，将3-10层双面成型网格防刺材料按照一定角度交错叠层，遮盖相邻块状颗粒间的缝隙，层与层之间稀疏缝合。