[发明专利]一种注塑成型柔性防刺复合材料及其制备方法

权利要求书

1.一种注塑成型柔性防刺复合材料，包括工程塑料与纤维集合体，其特征在于，注塑时，工程塑料以流动相形式对纤维集合体充分浸渍，并在纤维集合体表面形成带有规则凸起的独特结构，所述流动相的工程塑料本体具有粘性和渗透性，实现与纤维集合体之间接触界面的界面粘结及整体成型效果，塑料流体冷却后将纤维集合体固化在其中，两者充分混合，达到一体成型。

2.如权利要求1所述的一种注塑成型柔性防刺复合材料，其特征在于，所述纤维集合体是由一维纱线结构中的一种或若干种组成的，即纤维、纱线、绳、缆；组合形式包括机织物、针织物、非织造布、编织物中的一种或若干种；纤维原料是芳纶、超高分子量聚乙烯、涤纶、锦纶。

3.如权利要求1所述的一种注塑成型柔性防刺复合材料，其特征在于，所述工程塑料物料形式为粉料、粒料、分散体；种类为聚苯乙烯PS、ABS树脂、聚酰胺PA、聚碳酸酯PC、聚甲基丙烯酸甲酯PMMA树脂及其改性材料，或为尼龙玻纤、尼龙碳纤、PC玻纤、PC/ABS合金工程材料。

4.如权利要求1所述的一种注塑成型柔性防刺复合材料，其特征在于，所述注塑成型柔性防刺复合材料同一水平面上分隔为若干防刺单元组合而成，所述防刺单元形状是圆形、三角形、四边形、五边形以及不规则多边形的一种或多种组合；所述注塑成型柔性防刺复合材料同一垂直面上由若干层单层防刺片材叠合而成，若干层单层防刺片材形成以一定角度交错叠层的整体，层间加固方式包括缝纫、热粘合、粘着剂胶合中的一种或若干种。

5.如权利要求4所述的一种注塑成型柔性防刺复合材料，其特征在于，所述防刺单元为柔性防刺体的最小模块，采用正六边形，水平面尺寸为1-30mm，高度为0.1-5mm；相邻独立单元间的间隙为0.1-3mm；防刺单元正面或反面或正反两面边缘形成一圈规则凸起，即防刺单元边缘高出0.2-2mm，凸起宽度范围为0.5-3mm，防刺单元正面或反面为平面、加筋结构或粗糙表面。

6.如权利要求4所述的一种注塑成型柔性防刺复合材料，其特征在于，所述的防刺单元排列方式为矩阵式、错位式中的一种或多种。

7.一种如权利要求1所述的注塑成型柔性防刺复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1) 注塑准备阶段

把纤维集合体按样板形状要求裁剪切割，将裁剪好的纤维集合体通过模具预设的固定点使其固定于模具内部，预热30min，模具预热温度设为90℃，接着将工程塑料物料于90±5℃卧式沸腾干燥机中干燥预热备用，干燥时间4h；

(2) 注塑阶段

工程塑料物料进行烘燥，去除多余水分，接着加入螺杆注塑机漏斗，螺杆注塑机螺杆转速50-80rpm，直通式喷嘴温度设为230-270℃，料筒前中后三段温度分设为260±3℃，270-280℃,240-270℃，待形成稳定、均质的注塑流体后，在130MPa注射压力，注射时间4-12秒条件下完成注射，75MPa压力下保压10-15s，背压5MPa，流动相的工程塑料对纤维集合体充分浸渍；

(3) 注塑后处理阶段

对所得防刺片材进行调湿处理，即放在65%恒湿室中约5h，调节吸湿量至4%，塑料流体冷却后把纤维集合体固化在其中，两者充分混合；

(4) 防刺内芯制备阶段

经冲模、压实、保压、冷却、固化、脱模过程后，即得到片状柔性防刺复合材料，以机械轧辊轧断防刺单元间连接，四层单层防刺片材以30°铺设角组合得到，并采用缝纫方式将各单层边缘固定，利用机械或人工的方法消除防刺复合材料片材之间的连接点，对若干层片状柔性防刺复合材料进行交错叠层后，即得柔性防刺内芯；

(5) 成衣阶段

将防刺内芯插入现有成衣，固定缝合即得成品。

8.如权利要求7所述注塑成型柔性防刺复合材料的制备方法，其特征在于，所述纤维集合体裁剪方式为剪具作用、刀具切割、激光切割，其选择以精确切割，且不严重破坏纤维集合体结构、物理机械性能及纤维化学性能为标准，所裁剪的纤维集合体边缘伸出“舌头”，“舌头”为圆形、方形。

9.如权利要求7所述注塑成型柔性防刺复合材料的制备方法，其特征在于，所述工程塑料的预热方式采用热风循环或红外加热或沸腾干燥或气流干燥或真空干燥方式，所述纤维集合体预热温度以不严重破坏纤维集合体物理化学性能为限，并使成型过程中熔料与纤维集合体温差尽可能减小，起到一定的热料补缩作用。