或條帶存在一定的偏差,所謂的邊緣緊密相鄰而無縫隙是指在一定偏差允許范圍內,邊緣緊密相鄰而無縫隙。通過將多片超高分子量聚乙烯薄膜或條帶鋪設呈無縫隙的單層,有利于提高單向層合物的緊密性。可選的,任二片相鄰的所述超高分子量聚乙烯薄膜或條帶之間也可以留有很小的間隙,所述間隙小于或等于10mm,這樣的間隙可使單向層合物具有一定的緊密性的同時,還有利于降低制備工藝的精度要求。進一步的,所述間隙小于或等于5mm,較佳的,所述間隙小于或等于3mm,優選的,所述間隙小于或等于2mm,通過對任二片相鄰的超高分子量聚乙烯薄膜或條帶的間隙允許參數的設置,可在制備工藝精度和單向層合物性能之間獲得較好的平衡點。由于超高分子量聚乙烯薄膜或條帶尺寸有一定的偏差,如所述超高分子量聚乙烯薄膜或條帶的寬度存在一定的偏差,本申請實施例在某一單層中所述的任二片相鄰的超高分子量聚乙烯無間隙或有很小的間隙,都是相對超高分子量聚乙烯薄膜或條帶的寬度偏差容許范圍而言,所述寬度偏差容許低于2mm,較佳的,所述寬度偏差容許低于1mm,優選的,所述寬度偏差容許低于0.2mm,通過對超高分子量聚乙烯薄膜或條帶的單向層合物制備原材料的嚴格篩選,有利于提高工藝的精度控制。此外,任二片相鄰的所述超高分子量聚乙烯薄膜或條帶重疊多少,可根據超高分子量聚乙烯薄膜或條帶的寬度確定,如重疊部分不超過超高分子量聚乙烯薄膜或條帶的寬度的一半,如重疊部分小于50mm,較佳的,重疊部分小于30mm,再較佳的,重疊部分小于10mm,進一步較佳的,重疊部分小于5mm。可見,每個單層的制備方法非常靈活,精度要求較低,利于降低設備購置成本。
[0117]采用本申請實施例提供的任一技術方案形成任一單層過程中,可選的,可通過一定的張力控制使得各超高分子量聚乙烯薄膜或條帶處于伸直且無褶皺的狀態,例如,形成任一單層過程中,可在一所述超高分子量聚乙烯薄膜或條帶的兩端施加0.1克/旦?8克/旦的張力,以在不損傷超高分子量聚乙烯薄膜或條帶性能的基礎上,伸直鋪展所述超高分子量聚乙烯薄膜或條帶,由此避免因超高分子量聚乙烯薄膜或條帶未伸直或發生褶皺而影響單向層合物各層間的結合。進一步的,所述張力為0.4克/旦?5克/旦,優選的,所述張力為
0.5克/旦?3克/旦,通過對張力控制參數不斷優化,可進一步改善超高分子量聚乙烯薄膜或條帶表面處理的鋪設質量,由此實現單向層合物的各個單層相互間無松弛、無滑移、無褶皺鋪層和粘合的效果,提高所制備的單向層合物的整體性能。
[0118]需要說明的是,本申請實施例提供的任一種單向層合物的制備方法可基于本申請實施例提供的任一種單向層合物的制備系統實現,也可基于與本申請實施例提供的任一種單向層合物的制備系統不完全相同但具有相似功能的系統實現,本申請實施例在此不再贅述。應當理解,本申請作為一個整體呈現,在單向層合物制備過程中涉及到的選材、控制、設備間協同控制等各方面,方法實施例中未盡的描述可參考如本申請其他實施例的描述,反之亦然,不再贅述。
[0119]如圖3所示,本申請實施例還提供了一種單向層合物,所述單向層合物包括分別平行且粘合的多個單層,其中,多個所述單層中任二個相鄰的所述單層以至少一涂布有膠合劑的面為相鄰面、且一所述單層的各鄰區與相鄰的另一所述單層的各鄰區彼此錯開,任一所述單層采用依次連續鋪展多片超高分子量聚乙烯薄膜或條帶的方式制得,每二片連續鋪展的所述超高分子量聚乙烯薄膜或條帶的相鄰處為一所述鄰區,且至少一所述單層的至少一面涂布有所述膠合劑。
[0120]所述單向層合物制備工藝簡單易行,生產效率高,對設備精度要求較低,有利于降低設備購置成本。所述單向層合物結構簡單,每個單層是由多片超高分子量聚乙烯薄膜或條帶處于沿同一方向的伸直狀態形成的,單層柔軟,具有較高的抗拉強度;通過以至少一涂布有所述膠合劑的面為相鄰面,在一所述單層的各所述鄰區與相鄰的另一所述單層的各所述鄰區彼此錯開、多個所述單層平行且任二個相鄰的所述單層至少局部重疊的狀態下,將多個所述單層粘合而得到的所述單向層合物,(如粘合之后,一單層中如二個相鄰超高分子量聚乙烯薄膜或條帶之間的縫隙等鄰區,可通過相鄰的另一單層彌補等)使得得到的所述單向層合物整體性好,利于后道應用加工。此外,本申請實施例單向層合物的每個單層的制備過程中,是將超高分子量聚乙烯薄膜或條帶作為一個整體進行處理,結構整體性好、制備工藝簡單,省去了對多根纖維絲進行分別整理的復雜工藝,明顯降低了薄膜或條帶的表面產生毛刺的概率,也明顯降低薄膜或條帶內部出現斷絲、扭曲、纏繞等現象的概率,由此有利于保證所制備的單向層合物獲得強度、防彈等方面的較高性能。
[0121]從制備系統的角度而言,所述單向層合物可基于本申請實施例提供的任一種單向層合物的制備系統制備而得,或者,所述單向層合物可基于與本申請實施例提供的任一種單向層合物的制備系統不同但具有相似功能的系統制備而得;從制備方法角度而言,所述單向層合物可基于本申請實施例提供的任一種單向層合物的制備方法制備而得,或者,所述單向層合物可基于與本申請實施例提供的任一種單向層合物的制備方法不同但具有相似步驟的方法制備而得;所述單向層合物的進一步可選結構、材料、制備方法和系統等方面可參見本申請其他實施例的相應記載,不再贅述。
[0122]如圖6所示,本申請實施例還提供了一種無瑋布,所述無瑋布由至少二片單向層合物以一定的交叉角度疊合為一體,所述單向層合物為本申請實施例提供的任一種單向層合物,任二片相鄰的所述單向層合物的交叉角度為0-180度之間的任一角度,例如,相鄰的所述單向層合物的交叉角度可包括但不限于O度、30度、45度或90度等。
[0123]本申請實施例提供的無瑋布重量輕,具有較好的防彈、防穿刺等性能,可廣泛應用于如防彈插板、防彈頭盔、裝甲背襯、直升機座椅、艙門或其他類型的防護制品等防護制品中。
[0124]可根據無瑋布的用途選擇不同的角度疊合相鄰單向層合物,本申請實施例對此并不限制,實現方式非常靈活,可選的,任二片相鄰的所述單向層合物的交叉角度為10-120度,進一步的,任二片相鄰的所述單向層合物的交叉角度為30-100度,優選的,二片相鄰的所述單向層合物的交叉角度為45-90度。任不同二片相鄰的所述單向層合物的交叉角度可以相同或不同,例如,一可選的無瑋布包括N片交叉疊合的單向層合物,N片單向層合物可依次呈“O度一 90度一 O度一 90度……”交替變化,也可依次呈“O度一 30度一 45度一 90度……”依次遞增,由此提高無瑋布抗沖擊、防彈等性能。單向層合物之間疊合的實現方式可采用但不限于重疊設置并熱壓粘結的方式,方法簡單易行,層間粘結牢固。
[0125]進一步的,本申請實施例還提供了一種防護制品,所述防護制品包括本申請實施例提供的任一種單向層合物或任一種無瑋布,所述防護制品可包括但不限于以下一種或多種:防彈插板、防彈頭盔、裝甲背襯、直升機座椅、艙門或其他類型的防護制品等,測試表明,采用所述單向層合物或所述無瑋布制備的防護制品具有優良的抗沖擊性能和防彈性能。
[0126]實施例1
[0127]采用超高分子量聚乙烯薄膜來制備單向層合物,其中超高分子量聚乙烯薄膜寬度為120mm,厚度為0.025mm,線密度為19000D,斷裂強度為27克/旦,拉伸模量為1600克/旦,斷裂伸長率為1.9%。單層所需的超高分子量聚乙烯薄膜的片數可根據所需的單層的寬度以及單根超高分子量聚乙烯薄膜的寬度確定,如可將32片上述超高分量聚乙烯薄膜緊密相鄰平行鋪展形成一單層;分別制備二個單層之后,對每個單層的下表面采用微凹涂布的方式涂覆膠合劑,膠合劑選用Kraton D1161,上膠量為5.8% ;在一所述單層的各鄰區與另一所述單層的各鄰區彼此錯開、二個所述單層平行且至少局部重疊的狀態下將二個單層粘合為一單向層合物。
[0128]選取216片上述單向層合物,相鄰二片單向層合物以0°/90°交疊,經過熱壓制成防護板材,由此制得防護制品A。經測試,防護制品A的面密度為6.5Kg/m2。采用7.62mm專用發射器配1.1g破片,對該防護制品A進行檢測,測得穿透概率為50% (V50)時所述破片的平均著靶速度為715m/s。
[0129]選取700片上述單向層合物,相鄰二片單向層合物以0°/90°交疊,經過熱壓制成板材,由此制得防護制品B。防護制品B的面密度為21Kg/V ο按照GA141-2010標準對防護制品B進行性能測試,測試彈速為745m/s,經過測試,測得防護制品B的防彈性能能夠滿足GA141 5級標準。
[0130]實施例2
[0131]采用超高分子量聚乙烯條帶來制備單向層合物,每片超高分子量聚乙烯條帶寬度為50mm,厚度為0.012mm,線密度為5000D,斷裂強度為29克/旦,拉伸模量為1800克/旦,斷裂伸長率為1.7%。單層所需的超高分子量聚乙烯條帶的片數可根據所需的單層的寬度以及單根超高分子量聚乙烯條帶的寬度確定,如可將24片上述超高分量聚乙烯條帶以很小間隙(小于2mm)依次平行鋪展形成一單層;分別制備二個單層之后,對至少一單層的下表面采用微凹涂布的方式涂覆膠合劑,膠合劑選用水性聚氨酯乳液,上膠量為10%;在一所述單層的各鄰區與另一所述單層的各鄰區彼此錯開、二個所述單層平行且至少局部重疊的狀態下將二個單層粘合為一單向層合物。
[0132]選取96片上述單向層合物,相鄰二片單向層合物以0°/90°交疊,經過熱壓制成防護板材,由此制得防護制品C。經測試,防護制品C的面密度為5.8Kg/m2。采用7.62mm專用發射器配51式7.62mm增減藥彈,對該制品進行檢測,測得穿透概率為50% (V50)時所述破片的平均著靶速度為660m/s。
[0133]選取55片上述單向層合物,相鄰二片單向層合物以0°/90°交疊,經過熱壓制成防護板材,由此制得防護制品D。防護制品D的面密度為3.3Kg/m2。按照NIJ0101.04中ΙΠΑ級要求進行測試,彈速為436m/s。經過測試,測得該防護制品D防彈性能能夠滿足NIJ 0101.04ΙΠΑ級要求。
[0134]實施例3
[0135]采用超高分子量聚乙烯薄膜來制備單向層合物,其中超高分子量聚乙烯薄膜寬度為120mm,厚度為0.025mm,線密度為19000D,斷裂強度為27克/旦,拉伸模量為1600克/旦,斷裂伸長率為1.9%。單層所需的超高分子量聚乙烯薄膜的片數可根據所需的單層的寬度以及單根超高分子量聚乙烯薄膜的寬度確定,如可將5片上述超高分量聚乙烯薄膜緊密相鄰平行鋪展形成一單層;分別制備二個單層之后,對每個單層的下表面采用微凹涂布的方式涂覆膠合劑,膠合劑選用水性聚氨酯乳液,上膠量為8.5%;在一所述單層的各鄰區與另一所述單層的各鄰區彼此錯開、二個所述單層平行且至少局部重疊的狀態下將二個單層粘合為一單向層合物。
[0136]選取150片上述單向層合物,各單向層合物依次以0°/45° /90°...交疊,經過熱壓制成防護板材,由此制得防護制品E。經測試,防護制品E的面密度為9Kg/m2。采用GA141-2010警用防