CN107645990A - 防护性复合材料 - Google Patents

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Abstract

一种防护性复合材料，该防护性复合材料包括：包括聚氯丁二烯薄膜或聚氯乙烯薄膜中的至少一个的第一层；包括具有间位芳纶纤维和/或对位芳纶纤维中的至少一个的织物基质并且被设置在第一层上的第二层；和包括被设置在临近第二层的聚氯丁二烯的第三层，其中第二层被设置在第一层与第三层之间。任选地将第四阻挡层设置在第三层上。

Description

防护性复合材料
技术领域
本发明的实施方式总体上涉及多层材料。更具体地，本发明的实施方式涉及具有各种阻隔性能的防护性复合材料。
背景技术
许多防护服被制造用于在危险环境中的服务，例如其中存在有害的生物因素(即，病毒、病菌、细菌等)的危险环境或者其中存在有害的化学品的危险环境，例如在消防活动期间。防护服常常是用由多层层压材料所组成的复合材料而制成。然而，防护服常常针对于许多阻隔性能中的一种。例如，针对不同类型化学物质(例如有害气体)或者针对大范围化学品(例如极性液体、非极性液体、酸性液体、或碱性液体)的渗透进行防护的阻隔性能。此外，防护服被清洗以便重复使用，并且在清洗期间暴露于臭氧和紫外光以及各种化学物质。防护服也需要对物理危害的耐性，如阻燃性、耐磨性、及耐穿刺性和耐撕裂性。此外，当使薄和轻的性质与阻隔和其它物理性质平衡时，复合材料的阻隔性能减弱。
复合材料是由若干层组成，通常是至少四层或五层，用以提供对许多不同类型危害的防护。复合材料含有设置在其它层之间的阻挡层。阻挡层常常被埋在多个橡胶层之间，这些层形成厚的刚性复合材料，通常具有大于800g/m2的表面重量。迄今为止，尚没有能够防护若干类型的危害同时仍然是薄和轻的防护服。
鉴于前述情况，能够提供针对细菌、病毒、许多化学品、穿刺、磨损等以及臭氧、湿气、紫外光的阻隔，用于制造薄、柔性、轻的服装(例如防护服)的防护性复合材料，代表了本领域中的进步。
发明内容
公开了防护性复合材料，基本上如在至少一个附图中所示和/或结合至少一个附图所描述，如更完全地在权利要求中所陈述。基于以下的描述和附图，将更充分地理解本公开的各种优点、方面和新颖特征以及其示例性实施方式的细节。
附图说明
因此，根据具体实施方式，可获得可以详细地理解本发明的上述特征的方式，上文简要概述之本发明的更具体的说明，其中在附图中对部分实施方式进行了阐明。然而，应当指出的是附图和公开内容描绘了本发明的示例性实施方式，因此不应被认为限制所描述具体方式的范围，因为本领域技术人员将认可本发明的其它实施方式，所述其他实施方式涵盖在由所附权利要求所限定本发明精神和范围内的所有修改、等同和替代。
图1描绘了根据本发明实施方式的、包含防护性复合材料的防护服的透视图；
图2描绘了根据本发明实施方式的、沿图1的防护性复合材料的线2-2所截取的横截面；
图3描绘了根据本发明实施方式的、图2的防护性复合材料的近视图；
图4描绘了根据本发明实施方式的、图2的防护性复合材料的横截面的一个替代实施方式的近视图；
图5描绘了根据本发明实施方式的、图2的防护性复合材料的横截面的第二替代近视图；
图6描绘了根据本发明实施方式的、图2的防护性复合材料的第四层的横截面的近视图。
本文中所使用的标题只是为了内容组织的目的，而并非意图用于限制根据本发明的描述或实施方式的范围。在整个本申请中所使用的词语“可/能”是以容许的含义而不是以强制的含义而使用，表示具有可能性。类似地，词语“包括(include)”、“包括(including)”、和“包括(includes)”表示包括但不限于。
具体实施方式
根据本发明的实施方式包括防护性复合材料，该复合材料包括粘附到一起的至少三层或任选地四层，该复合材料可以用于制造服装，例如防护服。根据本发明的至少一个实施方式包括多个层，包括外层、基质层、和内层、和任选地设置在内层上的至少一个阻挡层。另外，至少一个示例性实施方式包括：其中所述外层包含聚氯乙烯层(其任选地是阻燃剂)、具有间位芳纶纤维和/或对位芳纶纤维中的至少一种的编织或非织造基质层、和被设置为内层的聚氯丁二烯层。根据本发明的至少一个示例性实施方式例如包括阻挡层，该阻挡层还包括聚乙烯层、乙烯/乙烯醇共聚物层、和聚酰胺层。本发明的实施方式提供明显较轻的服装，亦即，本文中所公开的用于服装的分层复活材料具有大约465g/m2至780g/m2的表面重量。
图1描绘了根据本发明实施方式的、包含防护性复合材料102的防护服100的透视图。该防护服100包括：头罩104、主体部101、腿部103、臂部105、在臂部105的远侧臂端107的手套106、和在远侧臂端107的手套架108。本发明的一些实施方式任选地包括在远侧腿端109的脚110。手套架108整体地附接到远侧臂端107。在本公开的本上下文中，整体地附接表示在不破坏手套106或远侧臂端107的情况下，手套架108不能与远侧臂端107分离。在本发明的至少一个实施方式中，手套架108可拆除地附接到防护服100的手套106，例如本领域技术人员已知的卡扣式架、或者例如包括具有内槽的环和具有用于与环的内槽接合的外肋的开口锥形构件的手套附接***，这两种附接装置都可包含柔性和弹性的材料。
如下面更详细地描述，防护性复合材料102包括例如下面进一步描述的至少一个织物层和至少一个阻挡层，并且是利用例如层压工艺而制造，例如挤出层压或干式层压、或者吹膜工艺。可替代地，如下面进一步描述，可在一个或多个吹膜步骤中制造防护性复合材料102。
图2描绘了根据本发明实施方式的、沿图1的防护性复合材料102的线2-2所截取的横截面图。防护性复合材料102的横截面图包括外表面202和内表面204，该内表面204可以是肤接触表面。防护性复合材料102具有例如大约450至1440微米的壁厚度、和465g/m2至780g/m2的表面重量。
图3描绘了根据本发明实施方式的、图2的防护性复合材料102的近视图210。防护性复合材料102包括例如三层或任选地四层的复合材料，包括第一层，例如外层120(其具有外表面202)；第二层(中间层122)，其是是基质层；第三层(内层124)；和任选地第四层126，其是阻挡层。另外，内层124或者第四层126将会被设置在最靠近使用复合材料102所制造防护服的穿用者皮肤的位置。外层120是薄膜或薄片，并且可离线制造或者获取。例如，至少一个实施方式的外层120包含聚氯乙烯(PVC)，该聚氯乙烯可以是阻燃或非阻燃的PVC、聚氯丁二烯、热塑性聚氨酯(TPU)、热塑性弹性体、和/或热塑性聚烯烃。在本发明的至少一个示例性实施方式中，外层120包括阻燃软PVC薄膜，该PVC薄膜是利用例如本领域技术人员已知的压延、浇铸、吹膜、或铺展(塑溶胶、基于溶剂的溶液、两组分***，等)工艺中的一种或多种而制造。另外，本发明的至少一个实施方式包括其中外层120是压延的阻燃软PVC薄膜，该薄膜具有范围为大约170-340微米的厚度和范围为大约200-500g/m2的表面重量。
中间层122、其是基质层(例如织物基质)，包含例如对位芳纶纤维、间位芳纶纤维、玻璃纤维、金属纤维、碳纤维、聚酰亚胺、聚苯并咪唑、聚苯撑苯并二唑、三聚氰胺甲醛纤维、酚醛纤维、聚苯硫醚、氧化丙烯酸纤维、聚四氟乙烯(PTFE)纤维、陶瓷纤维、PVC或聚偏二氯乙烯(PVDC)纤维中的至少一种、或者其共混物或混合物，其中的任一种包含阻燃纤维。在本发明的至少一个示例性实施方式中，中间层122包括非织造毡，例如以含有例如35％对位芳纶纤维和65％间位芳纶纤维的纤维混合物随机分布的针刺毡非织造毡，该非织造毡具有大约800-1200微米的厚度和范围为大约80至150g/m2的表面重量，并且可被压延。中间层122还可包含大约0至2％的碳纤维。
内层124包含各种材料中的至少一种，诸如双向拉伸聚丙烯(BOPP)、聚丙烯(PP)、各种聚乙烯类(例如低密度聚乙烯(LDPE)、高密度聚乙烯(HDPE)、线型低密度聚乙烯(LLDPE)、超低密度聚乙烯(ULDPE))，诸如由Dow化学公司上市销售的树脂、和/或由Borealis公司上市销售的由Polimeri Europa上市销售的和由DSM公司上市销售的这些材料通常都具有大约28至60g/cm2的表面重量，该表面重量与密度成正比；茂金属聚乙烯类、或支化聚乙烯类、尼龙类/聚酰胺类，诸如尼龙46、尼龙66、尼龙6、或尼龙12、乙烯/乙烯醇共聚物(EVOH)、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(EVA)、PVC、PVDC、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、各种含氟聚合物、各种氯化和/或氟化聚乙烯、及各种共聚物材料和金属，诸如铝薄膜或金属化聚合物薄膜。在根据本发明的至少一个示例性实施方式中，内层124包括阻燃聚氯丁二烯薄膜、阻燃聚氯乙烯薄膜、或阻燃氯化聚乙烯薄膜中的至少一个。另外，至少一个示例性实施方式的内层124具有范围为大约75至100微米的厚度和大约75至100g/m2的表面重量。根据本发明的实施方式，第一胶粘剂118和第二胶粘剂116包括丙烯酸酯胶粘剂、热熔胶粘剂，诸如聚乙烯或丁基型热熔胶粘剂或弹性体，并且通常具有1至3微米的厚度。在本发明的至少一个示例性实施方式中，第一胶粘剂118和/或第二胶粘剂116包含溶剂型聚氯丁二烯弹性体，该弹性体任选地是部分交联并且具有大约25g/m2的表面重量。
在根据本发明的至少一个示例性实施方式中，下面进一步描述的第四层126包括三层及设置在相邻层之间的胶粘剂。至少一个示例性实施方式的第四层126包含具有大约15至30微米厚度的聚酰胺、聚氨酯胶粘剂、具有大约4至5微米厚度的EVOH薄膜、聚氨酯胶粘剂、以及有大约31至65微米厚度的聚乙烯层，其中形成具有大约50至100微米厚度的阻挡层。
内层124可以利用例如吹膜挤出工艺或铸挤工艺或者这两种工艺的组合而形成，用于使内层的各层(下述)彼此附着或层压。可以层压多层，例如三层至九层。根据本发明的实施方式，内层薄膜124包括吹制薄膜，其中5台挤出机在大约100至300℃的温度范围和例如30至130m/min的线速度下操作，吹制5层以形成内层薄膜124。挤出层压包括将熔融的聚合物层挤出，该聚合物层附着并渗入另一层(例如基质)并且可包含设置在聚合物层与基质之间的胶粘剂，例如第一胶粘剂118和/或第二胶粘剂116及本文中所描述的其它胶粘剂，该胶粘剂在至少两个轧辊之间被挤压。其它胶粘剂的例子包括聚氨酯分散液、丙烯酸乳液、丙烯酸溶剂、水溶性聚乙烯醇、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、高固体含量硅酮溶剂、改性聚烯烃、聚酯、橡胶、淀粉、糊精、乳胶、及使用酯或酮溶剂的一组分或二组分聚氨酯、或100％固体的聚氨酯。可以任选地通过使用例如热封胶带和/或带在接缝117处将防护性复合材料的各件加以连接(如本领域技术人员已知的)，而制造防护服100。
干式层压工艺包括使用胶粘剂涂覆到层(诸如聚合物薄膜)或者基质(例如织物基质)中的一个或两个上，将该层和基质在两个轧辊之间挤压在一起，例如以5至20MPa的压力、大约60至150℃范围的温度以及例如5至50m/分钟的辊速，并且以如本领域技术人员已知的方式驱赶胶粘剂内部的溶剂。具有多层的根据本发明实施方式的复合材料可以通过重复实施层压工艺从而加入另外的层而制作，如下所述。
可利用层压工艺(例如干式层压工艺)使外层120与中间层122结合，如对于本领域技术人员而言是已知的。不使用胶粘剂的干式层压包括带层压或者平床层压，采用例如120至300℃的加热和0.5至0.6MPa的压力，该层压在不使用胶粘剂的情况下使热塑性或弹性体薄膜(即，外层120和中间层122，其中的任一层或两层包含热塑性材料)挤压并熔融到一起达一段时间，例如5至45分钟。至少一个示例性实施方式包括在大约160℃的温度、大约100m/h的速度、和大约0.5MPa的压力下的带层压步骤，用于使外层120的PVC薄膜附着到中间层122的非织造基质(包括在非织造织物内部混合的间位芳纶纤维和/或对位芳纶纤维)。可替代地，阻燃软PVC薄膜(例如外层120)的压延温度是在150至280℃的范围，并且压延速度为大约30至100m/min。例如通过铺展将第二胶粘剂116(例如溶剂型氯丁二烯胶粘剂)涂覆到大约1至3微米厚的中间层122上。利用例如辊对辊工艺将内层124和/或第四层126冷层压到中间层122，其中将第二胶粘剂116设置在内层124与中间层122和/或第四层126之间。
图4描绘了根据本发明实施方式的、图2的第一替代防护性复合材料102的近视图250。第一替代防护性复合材料102包括例如外层120、中间层122(其是基质层)、和内层124、和第四层126(其是阻挡层，可以是皮肤接触层)。将第一胶粘剂118设置在外层120与中间层122之间。将第二胶粘剂116设置在中间层122与内层124之间。可将第一胶粘剂118和/或第二胶粘剂116设置在内层124与第四层126之间。第一胶粘剂118和第二胶粘剂116可包括具有大约25g/m2的表面重量的聚氯丁二烯层。包括外层120、第一胶粘剂118、中间层122、第二胶粘剂116、和内层124的替代横截面250的厚度是在大约550至970微米的范围，并且包括范围为大约385至720g/m2的表面重量。
外层120包括薄膜，例如包含聚氯丁二烯、氯磺化聚乙烯、氯化聚乙烯、乙烯丙烯酸弹性体、环氧氯丙烷、氟化弹性体、丁基弹性体、苯乙烯/乙烯/苯乙烯嵌段共聚物热塑性弹性体、热塑性聚氨酯、聚氨酯弹性体、或硅酮弹性体、或者其组合的薄膜。在本发明的至少一个示例性实施方式中，外层120是具有大约170至400g/m2的表面重量和在大约150至300微米范围的厚度的阻燃聚氯丁二烯。进一步，本发明的至少一个示例性实施方式包括具有阻燃聚氯丁二烯和聚氨酯弹性体的薄膜。
中间层122(其是基质层，诸如织物基质)包括例如对位芳纶纤维、间位芳纶纤维、玻璃纤维、金属纤维、聚酰亚胺、聚苯并咪唑、聚苯撑苯并二唑、三聚氰胺甲醛纤维、酚醛纤维、聚苯硫醚、氧化的丙烯酸纤维、聚四氟乙烯(PTFE)纤维、陶瓷纤维、PVC或聚偏氯乙烯(PVDC)纤维中的至少一个、或者其任何的共混物或混合物，其中的任一个包括阻燃纤维。在本发明的至少一个示例性实施方式中，中间层122包括非织造毡，例如以含有例如35％的对位芳纶纤维和65％的间位芳纶纤维的纤维混合物随机分布的针刺毡非织造毡，其具有大约800至1200微米的厚度和在大约80至150g/m2范围内的表面重量并且可被压延。中间层122还可包含大约0至2％的碳纤维。在本发明的至少一个示例性实施方式中，中间层122包括平纹编织(即剑杆机编织)或者非织造织物基质，该基质具有间位芳纶短纤维，并且具有大约300至400微米的厚度和在130至150g/m2范围的表面重量。
内层124包含各种材料中的至少一种材料，例如双向拉伸聚丙烯(BOPP)、聚丙烯(PP)、各种聚乙烯类，例如低密度聚乙烯(LDPE)、高密度聚乙烯(HDPE)、线型低密度聚乙烯(LLDPE)、超低密度聚乙烯(ULDPE)，茂金属聚乙烯类、或支化聚乙烯类、尼龙类/聚酰胺类，例如尼龙46、尼龙66、尼龙6、或尼龙12、乙烯/乙烯醇共聚物(EVOH)、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(EVA)、PVC、PVDC、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、各种含氟聚合物、各种氯化和/或氟化聚乙烯类、及各种共聚物材料和金属，例如铝薄膜或金属化聚合物薄膜。至少一个示例性实施方式的内层124包括例如具有以上材料的任意组合的三层，在三层的每个层之间具有第一胶粘剂118或第二胶粘剂116，如下面进一步描述。根据本发明的实施方式，胶粘剂116、118包括丙烯酸胶粘剂、热熔胶粘剂，例如聚乙烯或丁基型热熔胶粘剂、或弹性体(例如热塑性橡胶或热塑性烯烃)，并且如上所述通常具有1至3微米的厚度。在本发明的至少一个示例性实施方式中，第一胶粘剂118和第二胶粘剂116包含溶剂型聚氯丁二烯弹性体，该弹性体任选地是部分交联的，并且具有大约90g/m2的表面重量。
在根据本发明的至少一个示例性实施方式中，将第二胶粘剂116(例如溶剂型聚氯丁二烯)铺展，例如辊式刮刀铺展，任选地重复该铺展以便在中间层122上形成溶剂型聚氯丁二烯的多个涂层，例如三个涂层。根据本发明实施方式，任选地，通过来自载体材料的转移、热熔胶粘剂的在线涂布、或者在单独的铺展线中，在线涂覆第二胶粘剂116，其中涂覆溶剂型胶粘剂并且其后去除溶剂。本发明的至少一个示例性实施方式包括聚氯丁二烯的基于溶剂的铺展，可通过范围为大约100至180℃的加热而使溶剂蒸发。
利用层压工艺(例如吹膜、挤出层压、或干式层压工艺)使内层124与中间层122结合，如对于本领域技术人员而言为已知，其中将第二胶粘剂116设置在内层124与中间层122之间。使中间层122和内层124粘附到外层120，该外层120具有设置在其上的第一胶粘剂118，以便将第一胶粘剂118设置在中间层122与外层120之间。至少一个示例性实施方式包括其中中间层122与外层120通过带层压工艺，在大约160℃、大约100m/h的速度、和大约0.5至0.6MPa的压力，使外层120的第一胶粘剂118粘附到中间层122的非织造基质。任选地，在根据本发明的至少一个示例性实施方式中，如上所述的第四层126包括三层和设置在相邻层之间的胶粘剂，例如第四层126包括具有大约15至30微米厚度的聚酰胺、聚氨酯胶粘剂、具有大约4至5微米的厚度的EVOH薄膜、聚氨酯胶粘剂、和具有大约31至65微米厚度的聚乙烯层，其可利用干式层压和/或吹膜挤出工艺粘附到内层124，如本文中所描述。
图5描绘了根据本发明实施方式的、图2的防护性复合材料102的横截面的第二替代实施方式的近视图280。防护性复合材料102包含例如在防护性复合材料102内部的其它胶粘剂，该防护性复合材料102，如上所述，包括外层120a、中间层122(其是基质层)、和内层124。外层120a包括薄膜，例如包含聚氯丁二烯、氯磺化聚乙烯、氯化聚乙烯、乙烯丙烯酸弹性体、环氧氯丙烷、氟化弹性体、丁基弹性体、苯乙烯/乙烯/苯乙烯嵌段共聚物热塑性弹性体、热塑性聚氨酯、聚氨酯弹性体、或硅酮弹性体、或者其组合的薄膜。
在本发明的至少一个示例性实施方式中，外层120a是具有大约100至200g/m2表面重量的压延阻燃氯化聚乙烯薄膜，并且包括这样的外层120a：其相比在近视图210和250中的防护性复合材料的外层120是较薄的，厚度在大约100至200微米的范围。在根据本发明的至少一个示例性实施方式中，第二替代包括如上所述的粘附到内层124的第四层126。如上所述，第四层126包含具有大约15至30微米厚度的聚酰胺、聚氨酯胶粘剂、具有大约4至5微米厚度的EVOH薄膜、聚氨酯胶粘剂、和具有大约31至65微米厚度的聚乙烯层，并且可利用如本文中所描述的干式层压和/或吹膜挤出工艺而粘附到内层124。
包括外层120a、第二胶粘剂116、中间层122、第一胶粘剂118、和内层124的替代横截面250的厚度是在大约450至820微米的范围，并且具有范围为大约325至615g/m2的表面重量。包含阻燃氯化聚乙烯的第二替代外层120a还包含例如美国国家消防协会(NFPA)1991批准的阻燃氯化聚乙烯。
表1中列出了用于外层120a的一个示例性配方，该配方包括：抗氧化剂，诸如聚合的2,2,4-三甲基-1,2-二氢喹啉(TMQ)、2-巯基苯并咪唑(MBI)、三(壬基酚)亚磷酸酯；填充剂，诸如二氧化硅、高岭土、炭黑(包括导电炭黑)、和/或本领域技术人员已知的其它填充剂；软化剂和增塑剂，例如辛酸酯，诸如辛酸甲酯、己二酸二丁酯(DBA)、和/或己二酸二辛酯(DOA)；阻燃剂，诸如磷酸三辛酯、氢氧化铝、三氧化锑、硼酸锌、和/或对于本领域技术人员而言已知的其它阻燃剂；固化***，诸如氧化镁、和/或过氧化物或双官能团过氧化物，例如二(叔丁基过氧化异丙基)苯、乙烯基硅烷、过氧化物引发剂；和/或着色剂，例如二氧化钛和/或其它着色剂。
中间层122(其是基质层，诸如织物基质)包含例如对位芳纶纤维、间位芳纶纤维、玻璃纤维、金属纤维、聚酰亚胺、聚苯并咪唑、聚苯撑苯并二唑、三聚氰胺甲醛纤维、酚醛纤维、聚苯硫醚、氧化丙烯酸纤维、聚四氟乙烯(PTFE)纤维、陶瓷纤维、PVC或聚偏二氯乙烯(PVDC)纤维中的至少一个、或者其任何的共混物或混合物，其中任何一个包括阻燃纤维。在本发明的至少一个示例性实施方式中，中间层122大约每10排或行程包含对位芳纶和/或间位芳纶纤维与碳纤维的混合料，该混合料可以是针织、编织、或非织造的基质。另外，在本发明的至少一个示例性实施方式中，中间层122包含平纹织、斜纹织、或针刺制毡非织造，还包含68％的间位芳纶、30％的对位芳纶、和2％的碳纤维，具有125至145g/m2的表面重量并且具有大约250至350微米的厚度。
内层124，如上所述，包含各种材料，例如以下材料中的至少一种：双向拉伸聚丙烯(BOPP)、聚丙烯(PP)、各种聚乙烯类，例如低密度聚乙烯(LDPE)、高密度聚乙烯(HDPE)、线型低密度聚乙烯(LLDPE)、超低密度聚乙烯(ULDPE)、茂金属聚乙烯类、或支化聚乙烯类、尼龙类/聚酰胺类，例如尼龙46、尼龙66、尼龙6、或尼龙12、乙烯/乙烯醇共聚物(EVOH)、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(EVA)、PVC、PVDC、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)，各种含氟聚合物、各种氯化和/或氟化聚乙烯类、及各种共聚物材料和金属，例如铝薄膜或金属化聚合物薄膜。内层124还可包括例如具有以上材料的任意组合的二至三层。
外层120a是例如压延薄膜，包含以下至少一种：聚氯丁二烯、氯磺化聚乙烯、氯化聚乙烯、乙烯丙烯酸弹性体、环氧氯丙烷、氟化弹性体，诸如氟化聚乙烯类、丁基弹性体、一种或多种苯乙烯/乙烯/苯乙烯嵌段共聚物热塑性弹性体、一种或多种热塑性聚氨酯、聚氨酯弹性体、或硅酮弹性体、或者其组合。
根据本发明的至少一个示例性实施方式包括外层120a，该外层还包括具有大约100至200g/m2的表面重量的阻燃氯化聚乙烯薄膜。中间层122具有铺展在其上以促进粘附的第一胶粘剂118，例如聚氯丁二烯材料。外层120a可直接地被压延到中间层122上，该中间层122具有设置在其上的第一胶粘剂118，或者可替代地压延到载体材料(未图示)上，如对于本领域技术人员而言是已知的，并且与中间层122一起被压延。此后，利用带固化线在120至300℃范围的温度下，使中间层122和外层120a固化。就至少一个实施方式而言，在如上所述的带层压工艺中，在大约140℃和0.5MPa下使中间层122和外层120a固化。
如上所述，至少一个示例性实施方式包括第四层126，该第四层126还包括：具有大约15微米厚度的聚酰胺、聚氨酯胶粘剂、具有大约4微米厚度的EVOH薄膜、聚氨酯胶粘剂、具有大约31微米厚度的聚乙烯层，从而形成具有大约50微米厚度的阻挡层。本发明的实施方式还包括第四层126具有范围为大约20至70微米的厚度和20至70g/m2的表面重量。
图6描绘了根据本发明实施方式的、图2的防护性复合材料102的第四层126的横截面的近视图300。第四层126(其是阻挡层)包含各种材料，例如以下至少一种：双向拉伸聚丙烯(BOPP)、聚丙烯(PP)、各种聚乙烯类(诸如低密度聚乙烯(LDPE)、高密度聚乙烯(HDPE)、线型低密度聚乙烯(LLDPE)、超低密度聚乙烯(ULDPE))、茂金属聚乙烯类、或支化聚乙烯类、尼龙/聚酰胺(诸如尼龙46、尼龙66、尼龙6、或尼龙12)、乙烯/乙烯醇共聚物(EVOH)、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(EVA)、PVC、PVDC、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、各种含氟聚合物、各种氯化和/或氟化聚乙烯、以及各种共聚物材料和金属，诸如铝薄膜或金属化聚合物薄膜。
第四层126包括例如三层，这三层具有以上材料的任意组合，并且具有设置在各相邻层之间的胶粘剂。至少一个示例性实施方式的第四层126包括：包含具有大约10至20微米厚度的聚酰胺的第一阻挡层302、聚氨酯胶粘剂308、包括具有大约4至6微米厚度的EVOH薄膜的第二阻挡层304、聚氨酯胶粘剂308、和包括具有大约31至65微米厚度的聚乙烯层的第三阻挡层306，从而形成具有大约50微米至大约101微米厚度的第四层126。根据本发明的至少一个示例性实施方式包括具有大约50微米厚度的第四层126。
根据本发明的实施方式还提供一种防护性复合材料，该防护性复合材料包括：包括聚氯丁二烯薄膜、聚氯乙烯薄膜、或氯化聚乙烯薄膜中的至少一个的第一层；包括设置在第一层上的基质的第二层；和，包括设置在临近第二层的聚氯丁二烯薄膜的第三层，其中将第二层设置在第一层与第三层之间。
在上述防护性复合材料的一些示例性实施方式中，提供一种阻燃聚氯乙烯薄膜。
在一些示例性实施方式中，提供设置在第三层上的阻挡层，并且可将该阻挡层加入到任何上述的之前的防护性复合材料中。
在任何上述防护性复合材料的一些示例性实施方式中，提供一种包括聚酰胺薄膜、EVOH薄膜、和聚乙烯薄膜的阻挡层，可将该阻挡层加入到任何上述的之前的防护性复合材料中。任选地利用吹膜工艺对本文中所描述的任何阻挡层进行处理，其中聚氯丁二烯胶粘剂和/或聚氨酯胶粘剂被设置在聚酰胺薄膜、EVOH薄膜、和聚乙烯薄膜之间并且具有大约30至100微米的厚度。
任何上述防护性复合材料的实施方式还包括其中第一层进一步包含氯磺化聚乙烯、乙烯丙烯酸弹性体、环氧氯丙烷、氟化弹性体、丁基弹性体、苯乙烯/乙烯/苯乙烯嵌段共聚物热塑性弹性体、热塑性聚氨酯、聚氨酯弹性体、或硅酮弹性体、或者其组合。
任何上述防护性复合材料的实施方式还包括其中第二层包含针刺制毡、平纹织、或斜纹织芳纶材料中的至少一个，并且可被加入到任何上述的之前的防护性合材料中。
在任何上述防护性复合材料的一些示例性实施方式中，第二层(例如基质层)是编织、非织造、或针刺制毡非织造基质层，并且包含在基质层内的间位芳纶纤维和/或对位芳纶纤维并且可被加入到任何上述的之前的防护性复合材料中。
任何上述防护性复合材料的实施方式还包括其中第二层进一步包含对位芳纶纤维、间位芳纶纤维、玻璃纤维、金属纤维、聚酰亚胺、聚苯并咪唑、聚苯撑苯并二唑、三聚氰胺甲醛纤维、酚醛纤维、聚苯硫醚、氧化丙烯酸纤维、碳纤维、聚四氟乙烯纤维、陶瓷纤维、聚氯乙烯或聚偏二氯乙烯纤维、或者其共混物或混合物。
在任何上述防护性复合材料的一些示例性实施方式中，提供包含大约30至35％对位芳纶、65至70％间位芳纶、和0至2％碳纤维的第二层，可将该第二层加入到任何上述的之前的防护性复合材料中。
任何上述防护性复合材料的实施方式还包括其中第三层包含双向拉伸聚丙烯、聚丙烯、低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、线型低密度聚乙烯、超低密度聚乙烯、茂金属聚乙烯类、支化聚乙烯类、氯化和/或氟化聚乙烯、尼龙46、尼龙66、尼龙6、尼龙12、乙烯/乙烯醇共聚物、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、聚氯乙烯、聚偏二氯乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、含氟聚合物、或金属化聚合物薄膜、或者其共混物或其组合。
在任何上述防护性复合材料的一些示例性实施方式中，还包括其中将溶剂型氯丁二烯胶粘剂设置在第一层与第二层之间和在第二层与第三层之间。
在任何上述防护性复合材料的一些示例性实施方式中，聚氨酯胶粘剂或聚氯丁二烯胶粘剂中的至少一个被设置在聚酰胺薄膜与EVOH薄膜之间，并且可被加入到任何上述的之前的防护性复合材料中。
在任何上述防护性复合材料的一些示例性实施方式中，还包括其中聚氨酯胶粘剂或聚氯丁二烯胶粘剂中的至少一个被设置在EVOH薄膜与聚乙烯薄膜之间并且可被加入到任何上述的之前的防护性复合材料中。
任何上述防护性复合材料的实施方式还包括其中第一层或第三层的聚氯丁二烯中的至少一个是部分交联的聚氯丁二烯薄膜，并且可被加入到任何上述的之前的防护性复合材料中。
任何上述防护性复合材料的实施方式还包括其中聚氯丁二烯胶粘剂被设置在第一层与第二层之间，并且可被加入到任何上述的之前的防护性复合材料中。
任何上述防护性复合材料的实施方式还包括其中溶剂型聚氯丁二烯胶粘剂被设置在第一层与第二层之间，并且可被加入到任何上述的之前的防护性复合材料中。
任何上述防护性复合材料的实施方式还包括其中第三层或阻挡层中的至少一个层是皮肤接触层。
根据上述的本发明实施方式，至少一种示例性防护性复合材料包括其中外层是粘附到包含间位芳纶与对位芳纶纤维的混合物的针刺制毡基质层的阻燃PVC层，该针刺制毡基质层粘附到聚氯丁二烯层，该聚氯丁二烯层粘附到阻挡层，该阻挡层包括粘附到EVOH薄膜的聚酰胺薄膜、和聚乙烯薄膜。
根据上述的本发明实施方式，至少一种示例性防护性复合材料包括其中所述外层是聚氯丁二烯层，该聚氯丁二烯层任选地是粘附到包括间位芳纶纤维和/或对位芳纶纤维中的至少一个的针刺制毡基质层的阻燃聚氯丁二烯层，该针刺制毡基质层粘附到聚氯丁二烯层，该聚氯丁二烯层粘附到阻挡层，该阻挡层包括粘附到EVOH薄膜的聚酰胺薄膜、和聚乙烯薄膜。
根据上述的本发明实施方式，至少一种示例性防护性复合材料包括其中外层是粘附到基质层的阻燃氯化聚乙烯层，所述基质层诸如包含间位芳纶纤维、对位芳纶纤维、和碳纤维的混合物的针刺制毡非织造基质层，该针刺制毡非织造基质层利用一个或多个的胶粘剂层(例如聚氯丁二烯和/或聚氨酯胶粘剂)而粘附到聚氯丁二烯层，其中所述聚氯丁二烯层粘附到阻挡层，该阻挡层包括粘附到EVOH薄膜的聚酰胺薄膜、和聚乙烯薄膜。
任何上述防护性复合材料的实施方式还包括其中所述防护性复合材料具有大约465g/m2至大约780g/m2的表面重量。
尽管上面已详细地描述了本发明的仅数个示例性实施方式，但本领域技术人员将容易地理解，在不实质地背离本发明的新型教导和优点的前提下，在示例性实施方式中的许多修改是可能的。
本文中所陈述的所有范围包括在它们之间的范围，并且可以包括或者不包括端点。任选的包括的范围是来自在它们之间的整数值(或包括一个原来的端点)，在所陈述值的数量级或者小一级的数量级。例如，如果下限值为0.2，那么可选的所包括的端点可以是0.3、0.4…1.1、1.2等以及1、2、3等；如果上限值为8，那么可选的所包括的端点可以是7、6等以及7.9、7.8等。单侧的边界(诸如3以上)类似地包括一致的边界(或范围)，其从整数值开始，以所陈述的数量级或低一级的数量级。例如，3以上包括4以上、或3.1以上。
本说明书中所引用的出版物和参考文献，包括但不限于专利和专利申请，它们的全部内容以引用的方式并入本文中，如同各单独的出版物或参考文献具体地且单独地表示以引用的方式并入本文中作为完全地陈述。
前面对本发明实施方式的描述包括执行所描述各种功能的若干元件、装置、机器、部件和/或组件。这些元件、装置、机器、部件和/或组件是用于执行它们的分别描述功能的手段的示例性实施例。虽然前述内容涉及到本发明的实施方式，但在不背离本发明的基本范围的前提下可设想出本发明的其它和另外的实施方式。

Claims (15)

1.一种防护性复合材料，包括：
第一层，其包括阻燃聚氯丁二烯薄膜、阻燃聚氯乙烯薄膜、或阻燃氯化聚乙烯薄膜中的至少一个；
第二层，其包括非织造织物基质，其中所述织物基质包含间位芳纶纤维与对位芳纶纤维的混合料；
第三层，其包括被设置在临近第二层的聚氯丁二烯薄膜，其中所述第二层被设置在所述第一层与所述第三层之间并且通过至少一种胶粘剂而粘附到所述第一层和第三层；以及粘附到所述第三层的阻挡层。
2.根据权利要求1所述的防护性复合材料，其中所述阻挡层包括聚酰胺薄膜、EVOH薄膜和聚乙烯薄膜，其中所述EVOH薄膜被设置在所述聚酰胺薄膜与所述聚乙烯薄膜之间。
3.根据权利要求2所述的防护性复合材料，其中所述阻挡层通过与所述聚酰胺薄膜的粘附而附着到所述第三层。
4.根据权利要求2所述的防护性复合材料，其中所述阻挡层的厚度为大约50微米。
5.根据权利要求1所述的防护性复合材料，其中所述织物基质是针刺制毡基质。
6.根据利要求1所述的防护性复合材料，其中所述织物基质是平纹织或斜纹织间位芳纶材料中的至少一个。
7.根据权利要求1所述的防护性复合材料，其中所述织物基质包含30-35％的对位芳纶、65-70％的间位芳纶、和0-2％的碳纤维。
8.根据权利要求1所述的防护性复合材料，其中所述织物基质进一步包含对位芳纶纤维、间位芳纶纤维、玻璃纤维、金属纤维、聚酰亚胺、聚苯并咪唑、聚苯撑苯并二唑、三聚氰胺甲醛纤维、酚醛纤维、聚苯硫醚、氧化丙烯酸纤维、碳纤维、聚四氟乙烯纤维、陶瓷纤维、聚氯乙烯或聚偏二氯乙烯纤维、或者其共混物或混合物。
9.根据权利要求1所述的防护性复合材料，其中所述第一层进一步包含氯磺化聚乙烯、乙烯丙烯酸弹性体、环氧氯丙烷、氟化弹性体、丁基弹性体、苯乙烯/乙烯/苯乙烯嵌段共聚物热塑性弹性体、热塑性聚氨酯、聚氨酯弹性体、或硅酮弹性体、或者其组合。
10.根据权利要求1所述的防护性复合材料，其中溶剂型氯丁二烯胶粘剂被设置在所述第一层与所述第二层之间和所述第二层与所述第三层之间。
11.根据权利要求1所述的防护性复合材料，其中聚氨酯胶粘剂或聚氯丁二烯胶粘剂中的至少一个被设置在聚酰胺薄膜与EVOH薄膜之间和/或设置在EVOH薄膜与聚乙烯薄膜之间。
12.根据权利要求1所述的防护性复合材料，其中所述第一层或所述第三层的聚氯丁二烯薄膜中的至少一个是部分交联的聚氯丁二烯薄膜。
13.根据权利要求1所述的防护性复合材料，其中所述第三层包含双向拉伸聚丙烯、聚丙烯、低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、线型低密度聚乙烯、超低密度聚乙烯、茂金属聚乙烯类、支化聚乙烯类、氯化和/或氟化聚乙烯、尼龙46、尼龙66、尼龙6、尼龙12、乙烯/乙烯醇共聚物、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、聚氯乙烯、聚偏二氯乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、含氟聚合物类、或金属化聚合物薄膜、或者其共混物或其组合。
14.根据权利要求1所述的防护性复合材料，其中所述防护性复合材料具有大约465g/m2至大约780g/m2的表面重量。
15.一种防护性复合材料，包括：
第一层，其包括聚氯丁二烯薄膜；
第二层，其包括设置在所述第一层上的间位芳纶基质；
第三层，其包括设置在临近所述第二层的聚氯丁二烯薄膜，其中所述第二层被设置在所述第一层与所述第三层之间；和
第四阻挡层，其中所述第四阻挡层包括聚酰胺薄膜、EVOH薄膜、和聚乙烯薄膜，其中聚氯丁二烯胶粘剂被设置在所述聚酰胺薄膜与所述EVOH薄膜之间并且聚氯丁二烯胶粘剂被设置在所述EVOH薄膜与所述聚乙烯薄膜之间。
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