[发明专利]阻燃防护体

说明书

发明背景

发明领域

本发明涉及阻燃防弹复合织物。更具体地说，本发明涉及由具有优异阻燃和防弹性的材料形成的结构体。

相关技术的描述

包含高强度纤维的对于可变形枪弹具有优异性质的防弹制品是已知的。例如防弹背心、头盔、车辆面板和军用设备结构部件的制品典型地由包含高强度纤维的织物制成。通常使用的高强度纤维包括聚乙烯纤维、对芳族聚酰胺纤维如聚(对苯二甲酰苯二胺)、石墨纤维、尼龙纤维、玻璃纤维等。对于很多应用，例如背心或背心部件，可将所述纤维用在机织或针织织物中。对于很多其它应用，将所述纤维封装或包埋在基质材料中，形成刚性或或柔性织物。

多种用于形成制品如头盔、面板和背心的防弹结构是已知的。例如，美国专利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描述了包括由例如伸直链超高分子量聚乙烯制成的高强度纤维的防弹复合材料，其全部结合在这里作为参考。这些复合材料对于来自枪弹如子弹、弹壳、霰弹等的高速冲击，显示出不同程度的抗穿透性。

例如，美国专利4,623,574和4,748,064公开了包括包埋于弹性基质中的高强度纤维的简单复合结构体。美国专利4,650,710公开了包括多个由高强度伸直链聚烯烃(ECP)纤维形成的柔性层的产品的柔性制品。所述网络纤维用低模量弹性材料涂覆。美国专利5,552,208和5,587,230公开了一种包含至少一个高强度纤维的网络和基质组合物的制品，和制备该制品的方法，所述基质组合物包括乙烯基酯和邻苯二甲酸二烯丙酯。美国专利6,642,159公开了一种具有多个纤维层的耐冲击刚性复合材料，其包括布置在基质中的长丝网络，其间具有弹性层。所述复合材料粘结在硬板上，以增强对穿甲弹的防护。

目前防弹织物和制品存在的一个问题为它们有限的阻燃性。防弹材料的阻燃性是高度期望的，以使防弹制品提供的保护最大化。通常，优选的可改善聚合物材料阻燃性的途径为在聚合物中结合阻燃添加剂。阻燃剂通过干扰聚合物或其它材料的燃烧过程来起作用。可使用不同类型的添加剂，其每种通常通过不同作用模式提供阻燃。例如，称作凝结相活性阻燃剂(condensed-phase active flame retardants)的一类通过减少或限制可燃烧的燃料量促进炭化。称作挥发相活性阻燃剂(volatile-phaseactive flame retardants)的另一类阻燃剂通过降低燃烧期间释放的热来抑制所述燃烧过程。

具体类型的添加剂非排除性地包括促进材料炭化的炭化型添加剂；吸热添加剂，如氢氧化铝和氢氧化镁，其吸收热量并将热量消散入周围大气中；有毒物抑制剂，当将其加入可燃材料中时，其显著降低或防止热分解期间产生的一种或多种有毒气体；和利用协同效果的添加剂组合，即优化组合的具有不同但协作的活性模式的多种添加剂。从而，与其它阻燃剂相比不同阻燃剂可能在燃烧过程的不同阶段是有效的，和不同阻燃剂基于其作用方式，对于特定应用，与其它添加剂相比还可具有特定的优点或不足。

例如，美国专利5,480,706提供了一种结合了卤化阻燃剂如卤化石蜡以增加阻燃性的阻燃防弹制品。然而，卤化阻燃剂基于环境和安全考虑，是不期望的。例如，卤化阻燃剂在燃烧期间产生高毒性气体如氯和溴。进一步地，当这些物质与水混合时，形成极强的酸。除带来环境危险外，这些副产物对于防弹制品使用者也是极其有害的。其它类型添加剂对于原始聚合物的物理性质可具有显著影响。在部分应用中，需要相对较大量的阻燃剂，根据所述阻燃剂是否起到增塑剂或填料的作用，性质平衡可存在较大变化。例如，可将大量填料材料如粘土或沙子用于提高阻燃性，但其不能用于防弹材料，因为这类材料显著增加防弹制品的重量，限制了其实用性。