一種含冰涼材料的防刺防護面料的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及防護材料技術領域，更具體地說，它涉及一種含冰涼材料的防刺防護 面料。
【背景技術】
[0002] 伴隨著全球經濟一體化的進程，各種交流活動日益頻繁，特別是當今恐怖主義和 暴力活動有所抬頭的時候，人們自我防護意識逐漸增強。反恐成為國際尤其是發達國家備 受關注的事件，因此個體防護產品的開發也得以快速發展。
[0003] 對于包括我國在內的許多國家，槍械的使用管理嚴格，軍警、治安人員等面臨匕 首、錐、針等銳器的威脅相對較多，使得防刺材料的研究和開發越來越受到重視。傳統防 刺材料厚重、體積大、不靈活，僅能對肢體的軀干部位進行保護，而無法對一些關節部位如 膝蓋等進行有效保護，面臨著防護性能和靈活性難以兼顧的矛盾，最近幾年隨著Kevlar、 UHMWPE、PB0、碳纖維等高性能合成纖維的出現，也能夠采用高性能纖維制成輕質柔韌、便于 穿著的防刺材料，但是相較于普通的布料，該種防刺材料的透氣性、舒適性較差，尤其是在 夏天的高溫狀態下會顯得異常悶熱，如果降低高性能合成纖維的含量，會導致防刺性能下 降。
【發明內容】
[0004] 本發明的目的在于提供一種舒適性好同時兼具良好防刺性能的防刺防護材料。
[0005] 為實現上述目的，本發明提供了如下技術方案： 一種含冰涼材料的防刺防護面料，該防護材料以超高分子量聚乙烯纖維、芳香族聚酰 胺纖維、聚對苯撐苯并雙噁唑纖維、碳纖維、高強聚酯纖維、仿蜘蛛絲纖維的其中任意一種 平紋織物為基層，且該基層多層設置； 在該基層上的纖維中混紡有能吸濕排汗的Coolking纖維或Coolplus纖維； 在該基層上均勻附著有剪切增稠流體，通過利用靜態浸漬方法將剪切增稠流體與基層 復合。
[0006] 進一步設置：所述剪切增稠流體內具有改性納米顆粒，所述納米顆粒為不同粒徑 的Si02顆粒，所述SiO 2顆粒的質量分數在40% -45%之間。
[0007] 進一步設置：所述SiO 2顆粒的粒徑為160-380nm或510-600nm。
[0008] 進一步設置：所述基層由網狀交織結構制成，基層為20_500g/m2面密度含微孔結 構，具有〇. 01-0. 3mm的孔徑，孔隙率不低于10%。
[0009] 進一步設置：所述多層基層之間復合有樹脂基體，所述樹脂基體選自高密度聚乙 稀。
[0010] 如此設置，采用高性能合成纖維制成的基層，具有很高的拉伸性能、彈性模量和能 量吸收性能，但是成本較高，而且不具備普通面料的舒適性，在織成基層的纖維中同時混紡 入Coolking纖維或Coolplus纖維，Coolking纖維或Coolplus纖維屬于新機能纖維，纖維 截面為"+"型，表面為細微溝槽，具有無數細微空洞，通過這些細微溝槽產生的毛細現象，將 肌膚表層排出的濕氣與汗水經由芯吸擴散、傳輸等作用，快速散發濕氣和汗水，使人體表面 保持干爽、清涼、舒適，具有調節體溫的作用。
[0011]另外，在該基層上還附著有剪切增稠流體，剪切增稠流體能進入纖維內和纖維之 間的細微溝槽內或者是微控結構內，剪切增稠流體的內部的具有納米顆粒，在受沖擊或壓 緊時，剪切增稠流體就變成堅硬的固體，吸收和消耗沖擊能量，使織物更強而難以被刺穿， 有效提高了防護性能，另一方面，填充到纖維的細微溝槽或者是微控結構內的納米顆粒增 加了纖維之間的摩擦力，進一步阻擋以及消除外力沖擊，從而起到提高防護效果的作用。
[0012] 在沒有受外力沖擊時，剪切增稠流體保持未發生改變，對于該狀態下，基層中的纖 維之間的細微溝槽內或者是微控結構不被固態的剪切增稠流體填充，保持原有的功能，產 生毛細現象進行吸濕排汗。
[0013] 采用高性能合成纖維與新機能纖維混紡，在同等單位下相對的減少了高性能合成 纖維的使用，進而降低了成本，同時，在基層上復合有樹脂基體，對減少高性能合成纖維進 行一個補充，達到對應的防刺要求。
[0014] 進一步的，剪切增稠流體內內的納米顆粒優選為SiO 2,對其進行改性，改性后的 SiO 2質量分數在40%~45%時，防刺能力可提高1. 66倍。
[0015] 實現本發明一種含冰涼材料的防刺防護面料的制備方法，包括以下步驟：（1)混 紡：采用優選的超高分子量聚乙烯纖維與優選的Coolking纖維預先混紡制成細紗，其中， 所述的超高分子量聚乙稀纖維細度為l-150tex，所述的Coolking纖維細度為l-85tex ; (2) 編織：將混紡后的細紗平紋編織成織布，且該織布是以緊密的井字交錯編織的方 式編織，紗線線密度為420-1400D ;機械強度不低于30cN/dteX ;機織布規格為經密和煒密 為65-150根/10cm ;織物面密度為60-200g/m2;織物厚度為0. 1-0. 35mm ; (3) 浸漬：采用球磨法制備剪切增稠流體，將改性納米顆粒均勻分散至剪切增稠流體 中，再將分散好的混合液浸漬平紋織物； (4) 干燥：對浸漬好的復合材料進行干燥、封裝。
[0016] 進一步設置：所述的基層與樹脂基體采用熱壓復合，包括以下步驟，（1)預處理： 將平紋織物進行干燥，時間lh，溫度105°C，將樹脂基體進行干燥，時間2h，溫度60°C ; (2) 疊層：將樹脂基體和平紋織物按一定次序疊加到一起，不同的疊加次序將得到不 同結構的樹脂復合層，每個復合層之間用聚四氟乙烯脫模布間隔開； (3) 壓合：將疊加在一起的樹脂基體和平紋織物預熱，然后采用壓機壓合，加熱一定時 間，形成復合層； 進一步設置：所述樹脂基體和平紋織物具有三種復合方式：ΑΒΑ、BAB、AB，其中，A為樹 脂基體，B為平紋織物。
[0017] 通過采用上述技術方案，本發明相對現有技術相比具有：該防刺防護面料不僅具 有足夠的強度，同時兼具優異的柔韌性和透氣性，在平常使用的狀態下，接近于普通的面料 的舒適度，在受外力沖擊時具有足夠的強度，滿足使用防刺面料的警察、或者其他工作人員 的日常辦公活動需求。
【附圖說明】
[0018] 圖1為本發明一種含冰涼材料的防刺防護面料的交織結構示意圖； 圖2為一種含冰涼材料的防刺防護面料的紗線示意圖； 圖3為一種含冰涼材料的防刺防護面料的層次結構示意圖。
[0019] 圖中：1、一層基層；2、紗線；21、超高分子量聚乙烯纖維；22、Coolking纖維；A、樹 脂基體；B、平紋織物。
【具體實施方式】
[0020] 參照圖1至圖3對本發明一種含冰涼材料的防刺防護面料實施例做進一步說明。
[0021] 在本發明中，高性能合成纖維優選為超高分子量聚乙烯纖維，新機能纖維優選為 Coolplus纖維，多層基層之間復合的樹脂基體，優選高密度聚乙烯材料，由高密度聚乙烯制 成的一層薄膜。
[0022] 本發明中，剪切增稠流體內的納米顆粒優選為，優選為SiO 2,本發明中SiO 2的 制備方法具體如下：將正硅酸四乙酯、乙醇、去離子水按體積比1 : 2 : 2配制成溶液，將溶 液升溫至70°C攪拌1. 5h，再在溶液中加入適量的催化劑，繼續攪拌lh后形成乳白色凝膠， pH控制在5~6,反應完成后，陳化，干燥，研磨得凝膠粉，經馬弗爐在600°C高溫焙燒1~ 2h后，得到Si02粉體。
[0023] 進一步的，對得到的Si02粉體進行改性，改性的方法具體如下：將體積分數95% 的無水乙醇和5%的去離子水混合，加入體積分數6%的KH570表面活性劑，反應40-50min 促進水解和形成羥基，加入制備出的單分散SiO 2納米顆粒，攪拌均勻后繼續在78°C反應 60-80min，待顆粒沉入底部將液體部分倒出，以無水乙醇漂洗3次。將改性后的SiO 2納米 顆粒分散到體積比為1 : 5的PEG、無水乙醇混合液中，反應4-5h后以無水乙醇洗滌3次， 80°C干燥12h。改性后的SiO 2質量分數控制在40%~45%之間，粒徑為子在160-380nm 或510-600n之間。
[0024] 實施例一 將裝有PEG200的容器固定在微型漩渦混合儀上，在振動攪拌過程中逐漸加入質量分 數40 %，平均顆粒粒徑約160nm，經過表面接枝改性的SiO 2納米顆粒，振動攪拌2-3h，使 SiO 2均勻分散在分散介質PEG200中形成剪切增稠流體。
[0025] 采用超高分子量聚乙烯纖維與Coolking纖維預先混紡制成細紗，然后進行平紋 編織，編織的織物是網狀交織結構的，該織物共同層疊16層，組成基層，作為基層的織物 機械強度不低于30cN/dteX，機織布規格為經密和煒密為65-150根/10cm ;基層的面密 度為197g/m2面密度含微孔結構，具有0.01-0. 3mm的孔徑，孔隙率約15%，織物厚度為 0. 1-0. 35mm。
[0026] 將樹脂基體薄膜與平紋編織布分別干燥，平紋織物：時間lh，溫度105°C，樹脂基 體：時間2h，溫度60°C。然后將樹脂基體薄膜與平紋編織布按一定次序疊加到一起，可以是 按照ΑΒΑ、BAB、AB的方式疊層，本方案中，優選為BAB的方式，最后采用壓機熱壓復合。其 中，A為樹脂基體，B為平紋織物。
[0027] 需要解釋的是，按一定次序疊加到一起是為了有序的疊加，是指單片的疊加順序 不能破壞壓制前的疊加順序，否則其防刺能力將下降。之所以強調壓制后要有序剝離有序 疊加是因為這樣作才能保證基材的面與面能夠最"充分"的進行面接觸，避免有"空洞"出 現。
[0028] 將平紋編織布剪裁成42mmX38mm的試樣，采用無水乙醇對制備好的流體按 1 : 1(質量比）