基于蚕茧结构的防刺复合材料的制作方法

1.本实用新型涉及纺织和防护材料技术领域，具体涉及一种基于蚕茧结构的防刺复合材料。


背景技术：

2.防刺材料在社会发展的历史进程中起着十分重要的作用，它可以减轻、削弱刀具等利器对人体造成的伤害，在暴恐事件多发的地区更是必需品。如今，防刺材料主要包括三种类型：硬质防刺材料、半硬质防刺材料和软质防刺材料。当今社会发展迅速，对防刺材料的要求除了防刺性能好，还要求舒适的穿戴体验，因此软质材料成为防刺材料研究的重点。
3.蚕茧是一种天然防护材料，是蚕宝宝用于保护其蛹体的材料，具有极高的防护性能，其质量轻、韧性和强度高、机械性能优异，适合制作轻质防刺材料。但是蚕茧个体太小，传统的缫丝纺织工艺会破坏它的天然结构，且会去除丝胶成分，降低了蚕丝纤维之间的粘着力，防刺性能减弱。因此通过蚕丝来复制蚕茧结构不仅难度大，成本也高，更降低了防刺效果。因此在不经过纺织工艺的条件下直接利用蚕茧是最合适的办法，最终制作的防刺材料的效果也较好。
4.现有技术中如名称为“仿蚕茧缠绕编织结构的复合材料车厢蒙皮及其制备方法”(cn103317733a)的中国发明专利中通过仿蚕茧的缠绕编织的方法将碳纤维、玻璃纤维等纤维制作成车厢蒙皮预成型件，再注入树脂，热压固化，编织多层后再注入树脂，泳衣制备高强度复合材料。但是树脂无法完全浸透，内部结构不牢固。又如名称为“高强蚕茧结构复合材料的制备方法”(cn106965504a)的中国发明专利中通过将方块的蚕茧标准件拼接成蚕茧条，用于制备高强度复合材料，但是其蚕茧标准件为方形，只有两边有触手，相邻蚕茧条排列不紧密，强度难以保证。


技术实现要素：

5.有鉴于此，为了克服现有技术的缺陷，本实用新型的目的是提供一种基于蚕茧结构的防刺复合材料，其强度高，防护效果好。
6.为了达到上述目的，本实用新型采用以下的技术方案：
7.一种基于蚕茧结构的防刺复合材料，包括多层叠加的蚕茧片以及位于相邻蚕茧片之间的粘接层，所述蚕茧片由多个位于同一平面上的蚕茧单元拼接后形成，所述蚕茧单元由天然蚕茧切割后形成；相邻蚕茧片中的蚕茧单元错开设置；所述蚕茧片中蚕茧单元的中心位于该蚕茧片上方和/或下方的蚕茧片中相邻蚕茧单元之间的拼接缝上。
8.根据本实用新型的一些优选实施方面，每个所述蚕茧单元的形状相同。
9.根据本实用新型的一些优选实施方面，所述蚕茧单元为正多边形。
10.根据本实用新型的一些优选实施方面，所述蚕茧单元为正六边形。通过将蚕茧单元设置为正六边形，使得蚕茧片为类似于蜂窝的形状，不同蚕茧片上下层叠之后形成的复合材料的强度会更好。
11.根据本实用新型的一些优选实施方面，所述正六边形的蚕茧单元的中心位于其上方和/或下方的蚕茧单元的顶点上。蚕茧单元为正六边形设置，将其中心对应于另一蚕茧单元的顶点上，有利于提高材料的强度。
12.根据本实用新型的一些优选实施方面，所述正六边形的蚕茧单元的边长为1
‑
1.5cm。
13.根据本实用新型的一些优选实施方面，所述防刺复合材料包括10
‑
20层叠加的蚕茧片以及位于相邻蚕茧片之间的粘接层。
14.根据本实用新型的一些优选实施方面，所述防刺复合材料的厚度为5
‑
8mm。
15.根据本实用新型的一些优选实施方面，所述粘接层由聚乙烯融化后固化形成，优选为lldpe(线性低密度聚乙烯)粉末。
16.根据本实用新型的一些优选实施方面，相邻所述蚕茧片中的粘接层的克重为0.90～0.95g/cm2；在一些实施例中，优选为0.918～0.935g/cm2。
17.相较于现有技术，本实用新型与现有技术相比具有下列优点：本实用新型的基于蚕茧结构的防刺复合材料，通过将蚕茧单元的中心对齐于相邻蚕茧片中蚕茧单元之间的拼接缝上，以加强蚕茧片层叠之后形成的防刺复合材料的强度。
附图说明
18.为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
19.图1为本实用新型实施例的防刺复合材料中蚕茧单元的照片；
20.图2为本实用新型实施例的防刺复合材料中蚕茧片的示意图；
21.图3为本实用新型实施例中蚕茧片层叠后的示意图；
22.附图中：1
‑
蚕茧单元；2
‑
蚕茧片。
具体实施方式
23.为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本实用新型保护的范围。
24.实施例1
25.如图1
‑
3所示，本实施例中的基于蚕茧结构的防刺复合材料包括十层上下叠加的蚕茧片2以及位于相邻蚕茧片2之间的粘接层。粘接层由线性低密度聚乙烯融化后固化形成，本实施例中相邻蚕茧片中粘接层的克重为0.925g/cm2。本实施例中的防刺复合材料的厚度为6mm。
26.如图2所示，蚕茧片2包括多个位于同一水平面上的蚕茧单元1，相邻蚕茧片2中的蚕茧单元1错开设置。本实施例中蚕茧片2中蚕茧单元1的中心位于该蚕茧片2上方和/或下
方的蚕茧片2中相邻蚕茧单元1之间的拼接缝上。
27.更加具体的，每个蚕茧单元1的形状相同，如图1所示，本实施例中的蚕茧单元1为正六边形，正六边形的蚕茧单元1的边长为1cm。正六边形的蚕茧单元1的中心位于其上方和/或下方的蚕茧单元1的顶点上。通过将蚕茧单元1设置为正六边形，使得蚕茧片2为类似于蜂窝的形状，将其中心对应于另一蚕茧单元1的顶点上，不同蚕茧片2上下层叠之后形成的复合材料的强度会更好。
28.本实施例中将蚕茧切割成正六边形的蚕茧单元1，与周围相邻的蚕茧单元1接触边多，形成蜂窝状结构，且相邻两层蚕茧片2之间交错排列，进一步增加了复合材料的稳定性。采用这样的复合材料制成软质材料的防刺服，不仅防刺性能优越，而且柔软舒适，穿戴体验佳。
29.实施例2
30.本实施例提供了一种实施例1中的基于蚕茧结构的防刺复合材料的制备方法，具体包括以下步骤：
31.1、称量1000个天然蚕茧，将天然蚕茧剪去两端后，沿径向剖开，切割出如图1所示的边长为1cm正六边形的蚕茧单元1。
32.2、将正六边形的蚕茧单元1呈“蜂窝状”排列，形成蚕茧片2，如图2所示。
33.3、将蚕茧片2依次铺叠，一共叠加10层蚕茧片2。下一层蚕茧片2中蚕茧单元1的中心位于上一层蚕茧片2中蚕茧单元1的顶点，如图3所示。
34.并在相邻两层蚕茧片2之间喷洒lldpe(线性低密度聚乙烯)粉末，本实施例中相邻蚕茧片中pe粉末的克重为0.925g/cm2。
35.4、将含粘合剂lldpe(线性低密度聚乙烯)粉末的层叠蚕茧材料放入平板硫化机中热压成型，平板硫化机的热压温度为150℃，压力为30mpa，时间为600秒，得到以蚕茧结构为基础的防刺复合材料。
36.本实用新型的由蚕茧拼接形成的片状防刺材料，其直接以未经过纺织加工的天然蚕茧为主要成分，垂直排列数十层得到防刺材料；制作简单，原料广泛，成本低廉，且对环境不造成污染，适合大批量生产。
37.上述实施例只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围，凡根据本实用新型精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。