[发明专利]用硅酮基局部处理的低重量和高耐用性柔体装甲复合物

说明书

发明背景

发明领域

本发明涉及具有改良耐磨性的防弹物品。

相关技术的说明

众所周知具有优良抗射弹性的包含高强度纤维的防弹物品。例如防弹背心、头盔、汽车面板和军事装备结构成员的物品通常由含高强度纤维的织物制备。常用的高强度纤维包括聚乙烯纤维、芳族聚酰胺纤维如聚(对苯二甲酰胺亚苯基二胺)、石墨纤维、尼龙纤维、玻璃纤维等。在许多应用中，例如背心或背心的一部分，纤维可用于纺织或编织织物。在其它应用中，可将纤维包裹或包埋在聚合物基体材料中以形成纺织或无纺坚硬或柔软的织物。优选形成本发明织物的每条个体纤维都基本被粘合剂(基体)材料涂布或包裹。

已知可用于形成坚硬或柔软的装甲物品如头盔、面板和背心的各种防弹结构。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，其全部通过引用结合到本文中，描述包含高强度纤维的防弹复合物，所述纤维由材料如扩链超高分子量聚乙烯制备。这些复合物对射弹如子弹、炮弹、榴霰弹等的高速冲击具有不同程度的抗穿透性。

例如，美国专利4,623,574和4,748,064公开含有包埋在弹性体基体中的高强度纤维的简单复合物结构。美国专利4,650,710公开一种柔性制品，该制品包含由高强度、扩链聚烯烃(ECP)纤维组成的多个柔性层。用低模量弹性体材料涂布网络纤维。美国专利5,552,208和5,587,230公开用于制备包含至少一种高强度纤维网络的物品和包含乙烯基酯和邻苯二甲酸二烯丙酯的基体组合物的物品和方法。美国专利6,642,159公开具有多个纤维层的耐冲击硬质复合物，所述纤维层包含位于基体中的纤丝网络，在其之间为弹性体层。复合物附着于硬板上以增加抗射弹穿破装甲的保护作用。

虽然坚硬或硬体装甲提供良好的防弹性，但可能非常僵硬和庞大。因此，体甲服如防弹背心优选由柔性或软性装甲材料形成。但是，虽然此类柔性或软性材料表现良好的防弹性，它们还通常表现较差的耐磨性，这影响装甲的耐用性。在本领域需要提供具有改良耐用性的柔软、柔韧性防弹材料。本发明提供了解决这种需求的方案。

发明概述

本发明提供耐磨性复合物，该复合物包含至少一种其上有多层涂层的纤维底层，其中所述纤维底层包含具有约7g/登尼尔或更大韧性和约150g/登尼尔或更大拉伸模量的一种或多种纤维；所述多层涂层包含在所述一种或多种纤维表面上的一层非含硅材料，和在非含硅材料层上的含硅材料表面层。

本发明还提供形成耐磨性复合物的方法，包括：

i)提供至少一种具有表面的涂层纤维底层；其中所述至少一种纤维底层包含具有约7g/登尼尔或更大韧性和约150g/登尼尔或更大拉伸模量的一种或多种纤维；所述纤维各自的表面基本被非含硅材料涂布；和

ii)将含硅材料涂在至少一段所述至少一种涂层纤维底层上。

本发明还提供形成耐磨性复合物的方法，包括：

i)提供多个无纺纤维层片，每个纤维层片包含多条具有约7g/登尼尔或更大韧性和约150g/登尼尔或更大拉伸模量的纤维；所述纤维各自的表面基本被非含硅材料涂布；

ii)将未固化、含硅涂层涂在至少一段所述纤维层片上；和

iii)使所述多个无纺纤维层片和所述未固化、含硅涂层经受足以使所述纤维层片加固成单块纤维复合物并任选固化含硅涂层的条件。

发明详述

本发明提供具有优良耐磨性和耐用性的纤维复合物和物品。具体来讲，本发明提供通过将多层本发明涂层涂在至少一种纤维底层上形成的纤维复合物。“纤维底层”用于本文可以是单一纤维或织物，包括用多种纤维形成的毛毡。优选纤维底层是包含多种纤维联合成单块结构的织物，包括纺织和无纺织物。可将非含硅材料或者非含硅材料和含硅材料两者的涂层涂在排列为纤维网或其它排列(在涂布时可以视为或不视为织物)的多种纤维上。本发明还提供由多种涂层纤维形成的织物，和由所述织物形成的物品。

将本发明的纤维底层用包含至少一层两种不同涂层材料的多层涂层涂布，其中将非含硅材料层直接涂在一种或多种纤维的表面上，将含硅材料表面涂层涂在非含硅材料层之上。