一種抗沖擊柔性防護(hù)結(jié)構(gòu)及制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及防護(hù)結(jié)構(gòu)的【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是一種抗沖擊柔性防護(hù)結(jié)構(gòu)，同時(shí)還提供該抗沖擊柔性防護(hù)結(jié)構(gòu)的制造方法。該抗沖擊柔性防護(hù)結(jié)構(gòu)，。包括硅橡膠、三維立體形狀的經(jīng)編間隔織物和剪^切增稠液，所述剪切增稠液包括納米二氧化硅顆粒和聚乙二醇，剪切增稠液灌注在經(jīng)編間隔織物的中間層中，硅橡膠對(duì)所述經(jīng)編間隔織物的兩面和四周進(jìn)行封裝，使其形成為一個(gè)防滲漏的袋狀密封結(jié)構(gòu)。本發(fā)明通過(guò)使用納米二氧化硅顆粒，充分發(fā)揮了剪切增稠液的增稠效果，在受到?jīng)_擊作用時(shí)，能夠在瞬間從液態(tài)轉(zhuǎn)化為固態(tài)，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了智能轉(zhuǎn)換；本發(fā)明利用了經(jīng)編間隔織物使整個(gè)柔性防護(hù)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，力學(xué)性能優(yōu)良，并且可以用于關(guān)節(jié)等彎曲部位及曲面結(jié)構(gòu)部位。
【專利說(shuō)明】一種抗沖擊柔性防護(hù)結(jié)構(gòu)及制造方法

【技術(shù)領(lǐng)域】：
[0001] 本發(fā)明涉及防護(hù)結(jié)構(gòu)的【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是一種抗沖擊柔性防護(hù)結(jié)構(gòu)，同時(shí)還提供 該抗沖擊柔性防護(hù)結(jié)構(gòu)的制造方法。

【背景技術(shù)】：
[0002] 人體在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中及各種精密電子儀器的使用過(guò)程中經(jīng)常會(huì)因?yàn)榈?、滑落及?物碰撞而造成自身傷害。為了防范各種意外事故，出現(xiàn)了各種防護(hù)結(jié)構(gòu)，使其在受到?jīng)_擊 時(shí)，能夠起到一定的緩沖減震作用，從而降低峰值沖擊力，減輕對(duì)人體和物品的傷害。目前 使用的防護(hù)結(jié)構(gòu)有硬質(zhì)、半硬質(zhì)和柔性的三類。其中硬質(zhì)和半硬質(zhì)的材料在使用過(guò)程中會(huì) 限制個(gè)體的活動(dòng)，使用過(guò)程中帶來(lái)諸多不便。柔性的防護(hù)結(jié)構(gòu)雖然柔韌性較好，但是存在著 防護(hù)能力有限的缺點(diǎn)。
[0003] 有幾種為人們所熟知的抗沖擊護(hù)具中，使用較多的硬質(zhì)塑料和TO泡沫等，有一定 的防護(hù)效果，當(dāng)材料受到?jīng)_擊時(shí)，材料本身的性能不能隨之變化，不能做到對(duì)外界沖擊做出 智能反映，且這些護(hù)具的裝著舒適性較差。


【發(fā)明內(nèi)容】
：
[0004] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是針對(duì)現(xiàn)有的抗沖擊柔性防護(hù)結(jié)構(gòu)存在防護(hù)能力有 限以及裝著舒適性較差等缺點(diǎn)，提供一種抗沖擊柔性防護(hù)結(jié)構(gòu)，同時(shí)還提供該抗沖擊防護(hù) 結(jié)構(gòu)的制備方法。
[0005] 本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采取的技術(shù)方案是：一種抗沖擊柔性防護(hù)結(jié)構(gòu)，其特征 在于：包括硅橡膠、三維立體形狀的經(jīng)編間隔織物和剪切增稠液，所述經(jīng)編間隔織物由上面 層、下面層和中間層組成，中間層連接上面層和下面層，所述剪切增稠液包括納米二氧化硅 顆粒和聚乙二醇，剪切增稠液灌注在經(jīng)編間隔織物的中間層中，硅橡膠對(duì)所述經(jīng)編間隔織 物的兩面和四周進(jìn)行封裝，使其形成為一個(gè)防滲漏的袋狀密封結(jié)構(gòu)。
[0006] 進(jìn)一步地，所述經(jīng)編間隔織物的上面層和下面層均由纖維復(fù)絲經(jīng)過(guò)編鏈組織織造 而成。
[0007] 優(yōu)選地，所述纖維復(fù)絲為滌綸復(fù)絲或聚乙烯復(fù)絲。
[0008] 進(jìn)一步地，所述經(jīng)編間隔織物的中間層由滌綸單絲織造而成。
[0009] 另外，本發(fā)明還提供一種抗沖擊柔性防護(hù)結(jié)構(gòu)的制造方法，其特征在于：包括以下 步驟，
[0010] 步驟1 :采用拉舍爾雙針床經(jīng)編機(jī)一次織造而成由上面層、下面層和中間層組成 的三維立體結(jié)構(gòu)的經(jīng)編間隔織物；
[0011] 步騾2 :采用納米二氧化硅顆粒與聚乙二醇進(jìn)行配制剪切增稠液；
[0012] 步驟3 :將兩種不同組分的硅橡膠按1 : 1的比例進(jìn)行混合，去除氣泡后，對(duì)步驟1 中的經(jīng)編間隔織物表面進(jìn)行浸漬涂覆，然后進(jìn)行固化處理，形成防滲漏的袋狀間隔織物；
[0013] 步騾4 :將步驟2中的剪切增稠液灌注到步驟3中的袋裝間隔織物的中間層中，再 利用步驟3中按1 : 1比例將兩種不同組分的硅橡膠混合進(jìn)行封口，形成密封的抗沖擊柔 性防護(hù)結(jié)構(gòu)。
[0014] 進(jìn)一步地，步驟2中剪切增稠液的制備過(guò)程包括以下步驟：
[0015] 步驟201 :將納米二氧化硅顆粒逐漸加入到聚乙二醇中，并不斷攪拌；
[0016] 步騾202 :將步驟201得到的混合的懸浮液在超聲波中震蕩分散；
[0017] 步驟203 :將步驟202得到的分散好的混合液放到真空干燥箱中抽真空，去除氣 泡，得到剪切增稠液。
[0018] 進(jìn)一步地，步驟4中將剪切增稠液灌注到中間層的過(guò)程中一并進(jìn)行去除氣泡的步 驟。
[0019] 進(jìn)一步地，所述經(jīng)編間隔織物的上面層和下面層均由纖維復(fù)絲經(jīng)過(guò)編鏈組織織造 而成。
[0020] 優(yōu)選地，所述纖維復(fù)絲為滌綸復(fù)絲或聚乙烯復(fù)絲。
[0021] 進(jìn)一步地，所述經(jīng)編間隔織物的中間層由滌綸單絲織造而成。
[0022] 本發(fā)明由于采取了上述技術(shù)方案，其具有如下有益效果：
[0023] 1、本發(fā)明所述的抗沖擊柔性防護(hù)結(jié)構(gòu)及其制造方法通過(guò)使用納米二氧化硅顆粒， 充分發(fā)揮了剪切增稠液的增稠效果，在受到?jīng)_擊作用時(shí)，能夠在瞬間從液態(tài)轉(zhuǎn)化為固態(tài)，同 時(shí)，損耗模量也急劇增加，吸收更多能量，大大降低了穿透力峰值；當(dāng)外力去除后，能夠自動(dòng) 恢復(fù)到原來(lái)的液體狀態(tài)，無(wú)需額外的觸發(fā)裝置，實(shí)現(xiàn)了智能轉(zhuǎn)換；
[0024] 2、本發(fā)明充分利用了經(jīng)編間隔織物結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、抗壓縮回彈性好、緩沖效果明顯和 生產(chǎn)效率高的優(yōu)點(diǎn)，還將其作為一種增強(qiáng)的骨架材料，使整個(gè)柔性防護(hù)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，力學(xué)性能 優(yōu)良。
[0025] 3、本發(fā)明利用硅橡膠作為封裝材料，在防止液體滲透和防潮的同時(shí)，還充分發(fā)揮 了硅橡膠的柔軟特性，使整個(gè)柔性防護(hù)結(jié)構(gòu)柔韌性能較好，穿著舒適性好，可以用于關(guān)節(jié)等 彎曲部位及曲面結(jié)構(gòu)部位。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】：
[0026] 圖1為本發(fā)明所述的抗沖擊柔性防護(hù)結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027] 圖2為本發(fā)明所述的抗沖擊柔性防護(hù)結(jié)構(gòu)的經(jīng)編間隔織物的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0028] 圖中：1，硅橡膠；2,經(jīng)編間隔織物；21，上面層；22,下面層；23,中間層；3,剪切增 稠液。

【具體實(shí)施方式】：
[0029] 以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的內(nèi)容作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0030] 如圖1和圖2所示，本發(fā)明所述的一種抗沖擊柔性防護(hù)結(jié)構(gòu)，其特征在于：包括硅 橡膠1、三維立體形狀的經(jīng)編間隔織物2和剪切增稠液3,所述經(jīng)編間隔織物2由上面層21、 下面層22和中間層23組成，中間層23連接上面層21和下面層22,其中，所述經(jīng)編間隔織 物2的上面層21和下面層22均由纖維復(fù)絲經(jīng)過(guò)編鏈組織織造而成，優(yōu)選地，所述纖維復(fù)絲 為滌綸復(fù)絲或聚乙烯復(fù)絲。并且，所述經(jīng)編間隔織物2的中間層23由滌綸單絲織造而成。 所述經(jīng)編間隔織物2結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、抗壓縮同彈性好、緩沖效果明顯和生產(chǎn)效率高的優(yōu)點(diǎn)，還將 其作為一種增強(qiáng)的骨架材料，使整個(gè)復(fù)合材料結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，力學(xué)性能優(yōu)良。
[0031] 其中，所述剪切增稠液3包括納米二氧化硅顆粒和聚乙二醇，剪切增稠液3灌注在 經(jīng)編間隔織物2的中間層23中。其中納米二氧化硅顆粒充分發(fā)揮了剪切增稠液的增稠效 果，在受到?jīng)_擊作用時(shí)，能夠在瞬間從液態(tài)轉(zhuǎn)化為固態(tài)，同時(shí)，損耗模量也急劇增加，吸收更 多能量，大大降低了穿透力峰值；當(dāng)外力去除后，能夠自動(dòng)恢復(fù)到原來(lái)的液體狀態(tài)，無(wú)需額 外的觸發(fā)裝置，實(shí)現(xiàn)了智能轉(zhuǎn)換。
[0032] 其中，硅橡膠1對(duì)所述經(jīng)編間隔織物2的兩面和四周進(jìn)行封裝，使其形成為一個(gè)防 滲漏的袋狀密封結(jié)構(gòu)。本發(fā)明利用硅橡膠作為封裝材料，在防止液體滲透和防潮的同時(shí)， 還充分發(fā)揮了硅橡膠的柔軟特性，使整個(gè)柔性防護(hù)結(jié)構(gòu)柔韌性能較好，穿著舒適性好，可以 用于關(guān)節(jié)等彎曲部位及曲面結(jié)構(gòu)部位。
[0033] 另外，本發(fā)明還提供一種抗沖擊柔性防護(hù)結(jié)構(gòu)的制造方法，其特征在于：包括以下 步驟，
[0034] 步驟1 :采用拉舍爾雙針床經(jīng)編機(jī)一次織造而成由上面層21、下面層22和中間層 23組成的三維立體結(jié)構(gòu)的經(jīng)編間隔織物2 ;
[0035] 其中，所述經(jīng)編間隔織物2的上面層21和下面層22均由纖維復(fù)絲經(jīng)過(guò)編鏈組織 織造而成。優(yōu)選地，所述纖維復(fù)絲為滌綸復(fù)絲或聚乙烯復(fù)絲。并且，所述經(jīng)編間隔織物2的 中間層23由滌綸單絲織造而成。
[0036] 步驟2 :采用納米二氧化硅顆粒與聚乙二醇進(jìn)行配制剪切增稠液3 ;
[0037] 步驟2中剪切增稠液的制備過(guò)程包括以下步驟：
[0038] 步驟201 :將納米二氧化硅顆粒逐漸加入到聚乙二醇中，并不斷攪拌；
[0039] 步驟202 :將步驟201得到的混合的懸浮液在超聲波中震蕩分散；
[0040] 步驟203 :將步驟202得到的分散好的混合液放到真空干燥箱中抽真空，去除氣 泡，得到剪切增稠液。
[0041] 步驟3:將兩種不同組分的硅橡膠1按1 : 1的比例進(jìn)行混合，去除氣泡后，對(duì)步驟 1中的經(jīng)編間隔織物表面進(jìn)行浸漬涂覆，然后進(jìn)行固化處理，形成防滲漏的袋狀間隔織物；
[0042] 步驟4 :將步驟2中的剪切增稠液3灌注到步驟3中的袋裝間隔織物的中間層23 中，再利用步驟3中按1 : 1比例將兩種不同組分的硅橡膠混合進(jìn)行封口，形成密封的抗沖 擊柔性防護(hù)結(jié)構(gòu)。
[0043] 進(jìn)一步地，步驟4中將剪切增稠液3灌注到中間層23的過(guò)程中一并進(jìn)行去除氣泡 的步驟。
[0044] 為了更詳細(xì)地說(shuō)明和更具說(shuō)服力地支撐本發(fā)明的發(fā)明點(diǎn)，現(xiàn)列舉一些實(shí)施例進(jìn)行 詳細(xì)闡述。
[0045] 實(shí)施例1
[0046] 制造剪切增稠液填充滌綸經(jīng)編間隔織物抗沖擊柔性防護(hù)結(jié)構(gòu)：
[0047] 步驟1 :采用拉舍爾雙針床經(jīng)編機(jī)一次織造而成三維立體結(jié)構(gòu)的經(jīng)編間隔織物2， 上面層21和下面層22由300D/96F的滌綸復(fù)絲經(jīng)過(guò)編鏈組織織造而成，中間層23由0. 2mm 的滌綸單絲織造而成；
[0048] 步驟2 :采用12nm的納米二氧化硅顆粒與聚乙二醇PEG200配制剪切增稠液，二氧 化硅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30% :
[0049] 步驟2中剪切增稠液的制備過(guò)程包括以下步驟：
[0050] 步驟201 :將12nm的納米二氧化娃顆粒逐漸加入到聚乙二醇PEG200中，并不斷攪 拌；
[0051] 步驟202 :將步驟201得到的混合的懸浮液在超聲波中震蕩分散；
[0052] 步驟203 :將步驟202得到的分散好的混合液放到真空干燥箱中抽真空，去除氣 泡，得到剪切增稠液。
[0053] 步驟3 :將兩種不同組分的硅橡膠1按1 : 1的比例進(jìn)行混合，去除氣泡后，對(duì)步 驟1中的經(jīng)編間隔織物表面進(jìn)行浸漬涂覆，然后在80°C下固化20分鐘，形成防滲漏的袋狀 間隔織物；
[0054] 步驟4 :將步驟2中的剪切增稠液3灌注到步驟3中的袋裝間隔織物的中間層23 中，再利用步驟3中按1 : 1比例將兩種不同組分的硅橡膠混合進(jìn)行封口，形成密封的抗沖 擊柔性防護(hù)結(jié)構(gòu)。
[0055] 實(shí)施例2
[0056] 制造剪切增稠液填充高強(qiáng)聚乙烯經(jīng)編間隔織物抗沖擊柔性防護(hù)結(jié)構(gòu)：
[0057] 步驟1 :采用拉舍爾雙針床經(jīng)編機(jī)一次織造而成三維立體結(jié)構(gòu)的經(jīng)編間隔織物2， 上面層21和下面層22由300D/96F的高強(qiáng)聚乙烯復(fù)絲經(jīng)過(guò)編鏈組織織造而成，中間層23 由0. 2mm的漆給單絲織造而成；
[0058] 步驟2 :采用12nm的納米二氧化硅顆粒與聚乙二醇PEG400配制剪切增稠液，二氧 化硅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為25% :
[0059] 步驟2中剪切增稠液的制備過(guò)程包括以下步驟：
[0060] 步驟201 :將12nm的納米二氧化硅顆粒逐漸加入到聚乙二醇PEG400中，并不斷攪 拌；
[0061] 步驟202 :將步驟201得到的混合的懸浮液在超聲波中震蕩分散；
[0062] 步驟203 :將步驟202得到的分散好的混合液放到真空干燥箱中抽真空，去除氣 泡，得到剪切增稠液。
[0063] 步驟3 :將兩種不同組分的硅橡膠1按1 : 1的比例進(jìn)行混合，去除氣泡后，對(duì)步 驟1中的經(jīng)編間隔織物表面進(jìn)行浸漬涂覆，然后在80°C下固化20分鐘，形成防滲漏的袋狀 間隔織物；
[0064] 步驟4 :將步驟2中的剪切增稠液3灌注到步驟3中的袋裝間隔織物的中間層23 中，再利用步驟3中按1 : 1比例將兩種不同組分的硅橡膠混合進(jìn)行封口，形成密封的抗沖 擊柔性防護(hù)結(jié)構(gòu)。
[0065] 以上內(nèi)容對(duì)本發(fā)明所述的一種抗沖擊柔性防護(hù)結(jié)構(gòu)及其制造方法進(jìn)行了具體描 述，并且列舉了多個(gè)實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明，但是本發(fā)明不受以上描述的【具體實(shí)施方式】?jī)?nèi)容和相 應(yīng)實(shí)施例的局限，所以凡依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)要點(diǎn)進(jìn)行的任何改進(jìn)、等同修改和替換等，均屬 于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
【權(quán)利要求】
1. 一種抗沖擊柔性防護(hù)結(jié)構(gòu)，其特征在于：包括硅橡膠、三維立體形狀的經(jīng)編間隔織 物和剪切增稠液，所述經(jīng)編間隔織物由上面層、下面層和中間層組成，中間層連接上面層和 下面層，所述剪切增稠液包括納米二氧化硅顆粒和聚乙二醇，剪切增稠液灌注在經(jīng)編間隔 織物的中間層中，硅橡膠對(duì)所述經(jīng)編間隔織物的兩面和四周進(jìn)行封裝，使其形成為一個(gè)防 滲漏的袋狀密封結(jié)構(gòu)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的抗沖擊柔性防護(hù)結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述經(jīng)編間隔織物的上 面層和下面層均由纖維復(fù)絲經(jīng)過(guò)編鏈組織織造而成。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的抗沖擊柔性防護(hù)結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述纖維復(fù)絲為滌綸復(fù) 絲或聚乙烯復(fù)絲。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的抗沖擊柔性防護(hù)結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述經(jīng)編間隔織物的中 間層由滌綸單絲織造而成。
5. -種權(quán)利要求1-4任意一項(xiàng)所述的抗沖擊柔性防護(hù)結(jié)構(gòu)的制造方法，其特征在于： 包括以下步驟， 步驟1 :采用拉舍爾雙針床經(jīng)編機(jī)一次織造而成由上面層、下面層和中間層組成的三 維立體結(jié)構(gòu)的經(jīng)編間隔織物； 步驟2 :采用納米二氧化硅顆粒與聚乙二醇進(jìn)行配制剪切增稠液； 步驟3 :將兩種不同組分的硅橡膠按1 : 1的比例進(jìn)行混合，去除氣泡后，對(duì)步驟1中 的經(jīng)編間隔織物表面進(jìn)行浸漬涂覆，然后進(jìn)行固化處理，形成防滲漏的袋狀間隔織物； 步驟4 :將步驟2中的剪切增稠液灌注到步驟3中的袋裝間隔織物的中間層中，再利用 步驟3中按1 : 1比例將兩種不同組分的硅橡膠混合進(jìn)行封口，形成密封的抗沖擊柔性防 護(hù)結(jié)構(gòu)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的抗沖擊柔性防護(hù)結(jié)構(gòu)的制造方法，其特征在于：步驟2中剪 切增稠液的制備過(guò)程包括以下步驟， 步驟201 :將納米二氧化硅顆粒逐漸加入到聚乙二醇中，并不斷攪拌； 步驟202 :將步驟201得到的混合的懸浮液在超聲波中震蕩分散； 步驟203 :將步驟202得到的分散好的混合液放到真空干燥箱中抽真空，去除氣泡，得 到剪切增稠液。
7. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的抗沖擊柔性防護(hù)結(jié)構(gòu)的制造方法，其特征在于：步驟4中將 剪切增稠液灌注到中間層的過(guò)程中一并進(jìn)行去除氣泡的步驟。
8. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的抗沖擊柔性防護(hù)結(jié)構(gòu)的制造方法，其特征在于：所述經(jīng)編間 隔織物的上面層和下面層均由纖維復(fù)絲經(jīng)過(guò)編鏈組織織造而成。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的抗沖擊柔性防護(hù)結(jié)構(gòu)的制造方法，其特征在于：所述纖維復(fù) 絲為滌綸復(fù)絲或聚乙烯復(fù)絲。
10. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的抗沖擊柔性防護(hù)結(jié)構(gòu)的制造方法，其特征在于：所述經(jīng)編間 隔織物的中間層由滌綸單絲織造而成。
【文檔編號(hào)】D04B21/00GK104213322SQ201310711348
【公開(kāi)日】2014年12月17日 申請(qǐng)日期:2013年12月17日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月17日
【發(fā)明者】陸振乾, 劉國(guó)亮, 季萍, 劉麗, 王春霞, 孫寶忠 申請(qǐng)人:鹽城工學(xué)院