Пуленепробиваемое изделие, включающее сополимер стирола и бутадиена, и способ изготовления указанного изделия

Пуленепробиваемое изделие, включающее сополимер стирола и бутадиена, и способ изготовления указанного изделия

Реферат

Настоящее изобретение относится к пуленепробиваемому изделию и к способу изготовления указанного изделия.

В Международной патентной заявке WO 2008/077605 описан пуленепробиваемый лист, включающий укладку, по меньшей мере, из 4 монослоев, причем каждый монослой содержит однонаправленно ориентированные армирующие волокна, у которых прочность на растяжение составляет от 3,5 до 4,6 ГПа, причем направление волокон в каждом монослое поворачивается по отношению к направлению волокон в прилегающем монослое, поверхностная плотность монослоя составляет, по меньшей мере, 25 г/м², и не более чем 20% масс. матричного материала предпочтительно выбирают из группы, состоящей из полиуретанов, поливиниловых материалов, полиакриловых материалов, полиолефинов, блок-сополимеров полиизопрена, полиэтилена, полибутилена и полистирола, или блок-сополимеров типа «полистирол-полиизопрен-полистирол». Последний блок-сополимер используют в примере международной патентной заявки WO 2008/077605, и таким образом, он является особенно предпочтительным.

Однако существует спрос на пуленепробиваемые листы с повышенной адгезией между монослоями не только в состоянии до старения пуленепробиваемого листа, но также после старения листа в климате с повышенными значениями температуры и относительной влажности и/или в химически агрессивной атмосфере, например, в кислородной атмосфере.

Кроме того, существует спрос на пуленепробиваемые листы с пониженным водопоглощением после пропитывания водой.

Наконец, если пуленепробиваемый лист прикреплен к металлической или керамической пластине, существует требование повышенной структурной целостности монослоев под пластиной после удара пули со стороны пластины. Таким образом, существует требование пониженной степени расслоения между монослоями под пластиной после удара пули.

Указанные проблемы решает пуленепробиваемое изделие, включающее множество волокнистых слоев, причем каждый из указанных слоев включает сеть из волокон, в которой волокна имеют прочность, составляющую, по меньшей мере, 800 мН/текс (1100 МПа) согласно стандарту ASTM D 7269-07, и матричный материал, в котором матричный материал представляет собой или предпочтительно состоит из смеси, включающей

- по меньшей мере, один статистический сополимер стирола и бутадиена и

- по меньшей мере, один придающий клейкость реагент.

Пуленепробиваемое изделие согласно настоящему изобретению неожиданно проявляет существенно повышенную адгезию между монослоями не только в состоянии до старения изделия, но также после продолжительного старения изделия в климате с повышенными значениями температуры и относительной влажности и/или в химически агрессивной атмосфере, например, в кислородной атмосфере, по сравнению с пуленепробиваемым изделием, имеющим такую же конструкцию, но включающим матричный материал без придающего клейкость реагента.

Кроме того, пуленепробиваемое изделие согласно настоящему изобретению неожиданно проявляет существенно пониженное водопоглощение после пропитывания водой по сравнению с пуленепробиваемым изделием, имеющим такую же конструкцию, включающим матричный материал без придающего клейкость реагента.

Наконец, если в пуленепробиваемом изделии согласно предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения множество волокнистых слоев образует панель, и панель присоединена к металлической или керамической пластине, в результате чего получается высокопрочное пуленепробиваемое изделие, наблюдается минимальное или даже нулевое расслоение волокнистых слоев после удара пули, в то время как изделие, имеющее такую же конструкцию, но включающее матричный материал без придающего клейкость реагента, проявляет повышенную степень расслоения волокнистых слоев. Таким образом, пуленепробиваемое изделие согласно настоящему изобретению проявляет повышенную структурную целостность между волокнистыми слоями по сравнению с пуленепробиваемым изделием, имеющим такую же конструкцию, но включающим матрицу без придающего клейкость реагента. Неожиданно высокую структурную целостность волокнистых слоев в пуленепробиваемом изделии согласно настоящему изобретению можно обеспечивать в предпочтительных вариантах осуществления изделия по изобретению вместе с пуленепробиваемыми свойствами изделия по изобретению, измеренными как значения v₅₀, которые в состоянии до и после старения, т.е. после продолжительного выдерживания изделия по изобретению при повышенных значениях температуры и относительной влажности, оказываются очень близкими или даже идентичными по сравнению с соответствующими значениями v₅₀ изделия, имеющего такую же конструкцию, но включающего матричный материал без придающего клейкость реагента. Как указано выше, пуленепробиваемое изделие согласно настоящему изобретению, включающее металлическую или керамическую пластину, проявляет минимальное или даже нулевое расслоение волокнистых слоев после удара пули. Напротив, изделие, имеющее такую же конструкцию, но включающее матричный материал без статистического сополимера стирола и бутадиена, проявляет (очень сильное) внутреннее расслоение волокнистых слоев, и изделие, имеющее такую же конструкцию и содержащее статистический сополимер стирола и бутадиена, но без придающего клейкость реагента, в качестве матричного материала проявляет слабое расслоение.

В рамках настоящего изобретения термин «волокнистые слои» означает слои, которые включают волокна в качестве одного из своих составляющих элементов.

В рамках настоящего изобретения термин «волокна» означает продолговатый предмет, у которого продольный размер значительно превышает его поперечные размеры ширины и толщины. Соответственно, термин «волокна» включает одножильные волокна, многожильные волокна, ленты, полоски, штапельные волокна и пряжи, изготовленные из одного или нескольких перечисленных выше предметов. Особенно предпочтительные волокна представляют собой многожильные пряжи. Поперечные сечения волокон для использования в настоящем изобретении могут изменяться в широких пределах. Волокна могут быть круглыми, плоскими или продолговатыми в поперечном сечении. Они также могут иметь неправильную или правильную форму, например, имеющую один или несколько лепестков правильной или неправильной формы, выступающих от продольной оси волокна. Предпочтительно волокна имеют приблизительно круглое поперечное сечение.

В рамках настоящего изобретения термин «множество волокнистых слоев» означает, по меньшей мере, два волокнистых слоя. Однако в зависимости от силы удара пули, который пуленепробиваемое изделие согласно настоящему изобретению должно выдерживать, число волокнистых слоев, составляющих множество волокнистых слоев, могут выбирать специалисты в данной области техники, ознакомленные с настоящим изобретением. Для большинства ситуаций удара пули достаточным считается число волокнистых слоев, составляющее предпочтительно от 2 до 250 и более предпочтительно от 10 до 100.

В рамках настоящего изобретения термин «сеть из волокон» означает множество волокон, расположенных в заданной конфигурации, или множество волокон, собранных вместе и образующих скрученную или нескрученную пряжу, причем данная пряжа расположена в заданной конфигурации. Сеть из волокон может иметь разнообразные конфигурации. Например, волокна или нити могут образовывать войлок или другой нетканый, трикотажный или тканый материал, образующий сеть, или сеть можно изготавливать, используя любые традиционные технологии.

Согласно особенно предпочтительной конфигурации сети, сеть из волокон имеет однонаправленную ориентацию волокон, т.е. волокна ориентированы однонаправлено, таким образом, что они проходят практически параллельно друг другу вдоль общего направления волокон.

Волокна, используемые для изготовления сети из волокон в пуленепробиваемом изделии согласно настоящему изобретению, представляют собой волокна, у которых прочность составляет, по меньшей мере, 1100 МПа, согласно стандарту ASTM D 7269-07. Среди указанных волокон арамидные волокна являются предпочтительными. В рамках настоящего изобретения термин «арамидные волокна» означает волокна, изготовленные из ароматического полиамида в качестве образующего волокна полимер. В указанном образующем волокна полимере, по меньшей мере, 85% амидных связей (-CO-NH-) непосредственно присоединены к двум ароматическим кольцам. Особенно предпочтительные ароматические полиамиды представляют собой п-арамиды. Среди п-арамидов наиболее предпочтительным является поли(п-фенилентерефталамид). Поли(п-фенилентерефталамид) получают при эквимолярной полимеризации п-фенилендиамина и дихлорангидрида терефталевой кислоты. Волокна, составляющие, например, многожильные пряжи, основой которых является поли(п-фенилентерефталамид), можно приобрести под торговым названием Twaron® от фирмы Teijin Aramid (Нидерланды).

Кроме того, арамидные волокна, пригодные для образования сети из волокон в пуленепробиваемом изделии согласно настоящему изобретению, представляют собой волокна, состоящие из ароматического сополимера в качестве образующего волокна полимера. В указанном ароматическом сополимере п-фенилендиамин и/или дихлорангидрид терефталевой кислоты частично или полностью заменены другими ароматическими диаминами и/или хлорангидридами дикарбоновых кислот.

В рамках настоящего изобретения термин «матричный материал» означает материал, который, в частности, присоединяет волокна в одиночном волокнистом слое друг к другу, и в результате этого стабилизируется одиночный волокнистый слой.

Матричный материал пуленепробиваемого изделия согласно настоящему изобретению представляет собой матричный материал, который составляет смесь, включающая:

- по меньшей мере, один статистический сополимер стирола и бутадиена, т.е. сополимер, в котором параметры сополимеризации стирола и бутадиена определяют статистическую последовательность стирола и бутадиена в сополимерной цепи, и

- по меньшей мере, один придающий клейкость реагент.

Кроме того, указанная смесь может включать вспомогательные ингредиенты, используемые производителями статистического сополимера стирола и бутадиена и придающего клейкость реагента. Например, по меньшей мере, один статистический сополимер стирола и бутадиена и/или, по меньшей мере, один придающий клейкость реагент может включать один или несколько поверхностно-активных веществ. Кроме того, по меньшей мере, один статистический сополимер стирола и бутадиена и/или, по меньшей мере, один придающий клейкость реагент может включать в небольших количествах смачивающие вещества, пеногасители, антиоксиданты, стабилизаторы ультрафиолетового излучения и поглотители свободных радикалов.

В предпочтительном варианте осуществления пуленепробиваемого изделия согласно настоящему изобретению статистический сополимер стирола и бутадиена представляет собой карбоксилированный статистический сополимер стирола и бутадиена. В указанном предпочтительном варианте осуществления включающая матричный материал смесь для пуленепробиваемого изделия по изобретению содержит, по меньшей мере, один карбоксилированный статистический сополимер стирола и бутадиена.

В рамках настоящего изобретения термин «по меньшей мере, один карбоксилированный статистический сополимер стирола и бутадиена» означает, по меньшей мере, один сополимер, который синтезирован сополимеризацией мономеров стирола, бутадиена и необязательно третьего мономера, где меньшая часть, которая по количеству находится ниже стирола и/или бутадиена, и/или третьего мономера, содержит, по меньшей мере, одну карбоксильную группу. Таким образом, термин «по меньшей мере, один карбоксилированный статистический сополимер стирола и бутадиена» включает несколько предпочтительных вариантов осуществления, которые описаны ниже.

В первом предпочтительном варианте осуществления данный сополимер представляет собой сополимер, который синтезирован сополимеризацией мономеров стирола и бутадиена, где меньшая часть стирола содержит, по меньшей мере, одну карбоксильную группу.

Во втором предпочтительном варианте осуществления данный сополимер представляет собой сополимер, который синтезирован сополимеризацией мономеров стирола и бутадиена, где меньшая часть бутадиена содержит, по меньшей мере, одну карбоксильную группу.

В третьем предпочтительном варианте осуществления данный сополимер представляет собой сополимер, который синтезирован сополимеризацией мономеров стирола и бутадиена, где меньшая часть стирола и бутадиена содержит, по меньшей мере, одну карбоксильную группу.

В четвертом предпочтительном варианте осуществления данный сополимер представляет собой сополимер, который синтезирован сополимеризацией мономеров стирола, бутадиена и третьего мономера, где меньшая часть третьего мономера содержит, по меньшей мере, одну карбоксильную группу. Третий мономер выбирают из группы, состоящей из имеющих этиленовые ненасыщенные группы карбоновых кислот. Выбранная имеющая этиленовые ненасыщенные группы карбоновая кислота может представлять собой монокарбоновую кислоту или поликарбоновую кислоту, или смесь этих кислот. Предпочтительно кислота имеет цепь, содержащую от 2 до 10 атомов углерода, т.е. атомы углерода образуют цепь C2-10, которая имеет этиленовые ненасыщенные группы. Атом углерода карбоксильной группы не учитывается в числе от 2 до 10 атомов углерода, составляющих указанную цепь. Примеры предпочтительных монокарбоновых кислот представляют собой акриловую кислоту, метакриловую кислоту и кротоновую кислоту. Примеры поликарбоновых кислот представляют собой малеиновую кислоту, фумаровую кислоту, итаконовую кислоту и 3-бутен-1,2,3-трикарбоновую кислоту.

В пятом предпочтительном варианте осуществления данный сополимер представляет собой сополимер, который синтезирован сополимеризацией мономеров стирола и бутадиена, а также третьего мономера, где меньшая часть мономера стирола и третьего мономера содержит, по меньшей мере, одну карбоксильную группу.

В шестом предпочтительном варианте осуществления данный сополимер представляет собой сополимер, который синтезирован сополимеризацией мономеров стирола и бутадиена, а также третьего мономера, где меньшая часть мономера бутадиена и третьего мономера содержит, по меньшей мере, одну карбоксильную группу.

В седьмом предпочтительном варианте осуществления данный сополимер представляет собой сополимер, который синтезирован сополимеризацией мономеров стирола и бутадиена, а также третьего мономера, где меньшая часть мономеров стирола, бутадиена и третьего мономера содержит, по меньшей мере, одну карбоксильную группу.

В восьмом предпочтительном варианте осуществления, по меньшей мере, один карбоксилированный сополимер стирола и бутадиена представляет собой смесь, по меньшей мере, одного сополимера, принадлежащего к первому, второму или третьему варианту осуществления, и, по меньшей мере, одного сополимера, принадлежащего к четвертому, пятому, шестому и седьмому варианту осуществления.

В каждом из предпочтительных вариантов осуществления, которые описаны выше, термин «карбоксильная группа» означает группу карбоновой кислоты, которая присутствует:

в нейтральной форме -COOH или

в анионной форме, которая может представлять собой -COO^-H⁺ или соль -COO^-M⁺, где M⁺ представляет собой катион металла.

Как указано выше, во всех вариантах осуществления, по меньшей мере, одного карбоксилированного статистического сополимера стирола и бутадиена массовая процентная доля (% масс.) мономера, содержащего, по меньшей мере, одну карбоксильную группу по отношению к соответствующему сополимеру, как правило, является низкой и составляет, например, от 0,05% масс. до 10% масс. и может находиться в интервале от 5% масс. или ниже до 0,05% масс., или массовая процентная доля может находиться в интервале от не более чем 1% масс. до не менее чем 0,05% масс.

Во всех вариантах осуществления, по меньшей мере, одного карбоксилированного статистического сополимера стирола и бутадиена уровень карбоксилирования cl, который вычисляют, используя сухую массу w_COOH карбоксильных групп COOH в карбоксилированном статистическом сополимере стирола и бутадиена и сухую массу w_{мономер} мономеров в карбоксилированном статистическом сополимере стирола и бутадиена по формуле:

cl=(w_COOH/w_{мономер})·100 (%),

предпочтительно составляет от 0,05% до 15,0%, более предпочтительно составляет от 0,05% до 10,0% и наиболее предпочтительно составляет от 0,05% до 5,0%.

Во всех вариантах осуществления, по меньшей мере, одного карбоксилированного сополимера стирола и бутадиена указанный сополимер представляет собой статистический сополимер, т.е. полимер в котором последовательность стирола, бутадиена и необязательного третьего мономера представляет собой статистическую последовательность, которую определяют сополимеризационные параметры образования соответствующих двойных и тройных сополимеров.

В следующем предпочтительном варианте осуществления пуленепробиваемого изделия согласно настоящему изобретению статистический сополимер стирола и бутадиена представляет собой некарбоксилированный статистический сополимер стирола и бутадиена, т.е. статистический сополимер стирола и бутадиена, в котором не содержатся какие-либо карбоксильные группы.

По меньшей мере, один статистический сополимер стирола и бутадиена, который, помимо, по меньшей мере, одного придающего клейкость реагента, используют для изготовления матричного материала пуленепробиваемого изделия согласно настоящему изобретению, и который может представлять собой карбоксилированный или некарбоксилированный статистический сополимер стирола и бутадиена, проявляет температуру стеклования Tg, которая составляет предпочтительно от -70°C до 100°C, более предпочтительно от -50°C до 30°C и наиболее предпочтительно от -30°C до 20°C.

В рамках настоящего изобретения термин «по меньшей мере, один придающий клейкость реагент» означает, по меньшей мере, одно химическое соединение, присутствующее в матричном материале пуленепробиваемого изделия и однородно распределенное в указанном матричном материале, и в результате этого получается матричный материал, обладающий клейкостью. Кроме того, в рамках настоящего изобретения термин «однородно распределенное в указанном матричном материале» означает, что концентрация, по меньшей мере, одного придающего клейкость реагента в каждом элементе объема матричного материала является одинаковой.

В предпочтительном варианте осуществления пуленепробиваемого изделия согласно настоящему изобретению придающий клейкость реагент выбирают из группы, состоящей из:

- канифольных полимеров, которые произведены из пней деревьев (древесная смола), живицы (живичная канифоль) или побочных продуктов процесса производства бумаги (талловая канифоль),

где канифольные полимеры могут представлять собой:

- сложные эфиры канифоли, полученные при взаимодействии между канифольными кислотами и спиртами,

- гидрированные сложные эфиры канифоли, полученные гидрированием исходных канифольных кислот, или

- димеризованные канифольные полимеры, полученные путем димеризации канифольных кислот, или

- терпеновые полимеры, полученные из терпеновых исходных материалов, произведенных из древесных источников или цитрусовых фруктов, или

- углеводородные полимеры, которые поставляет Neville Chemical Company (США) под несколькими названиями, такими как NP-10, NP-25 и FN-175.

В предпочтительном варианте осуществления пуленепробиваемого изделия согласно настоящему изобретению придающий клейкость реагент присутствует в матричном материале в массовой процентной доле по отношению к массе полимера матричного материала, составляющей от 1% масс. до 20% масс., более предпочтительно от 1,5% масс. до 10% масс. и наиболее предпочтительно от 2% масс. до 6% масс. Если указанная массовая процентная доля придающего клейкость реагента составляет менее чем 1% масс., обработка одиночного волокнистого слоя в процессе изготовление пуленепробиваемого изделия согласно настоящему изобретению может становиться более затруднительной. Например, если волокнистые слои включают однонаправленные ориентированные волокна, указанная ориентация может становиться неустойчивой в пределах одиночного слоя. Если указанная массовая процентная доля придающего клейкость реагента составляет более чем 20% масс., пуленепробиваемое изделие может становиться чрезмерно жесткими, и теряется преимущество карбоксилированного статистического сополимера стирола и бутадиена.

Смесь, содержащую:

- по меньшей мере, один статистический сополимер стирола и бутадиена, который может представлять собой карбоксилированный или некарбоксилированный статистический сополимер стирола и бутадиена, и

- по меньшей мере, один придающий клейкость реагент,

которую используют для изготовления матричного материала пуленепробиваемого изделия согласно настоящему изобретению, можно применять в форме эмульсии или в форме дисперсии, например, в форме латексной дисперсии. Среда эмульсии или дисперсии может представлять собой органическую среду, или предпочтительно она представляет собой среду на водной основе.

Если смесь, содержащую:

- по меньшей мере, один карбоксилированный статистический сополимер стирола и бутадиена, который может представлять собой карбоксилированный или некарбоксилированный статистический сополимер стирола и бутадиена, и

- по меньшей мере, один придающий клейкость реагент,

используют в форме эмульсии, эмульсию можно изготавливать, используя эмульгатор, причем в качестве эмульгатора выбирают анионные, катионные, неионные поверхностно-активные вещества или мыло на основе жирных кислот или канифольных кислот.

Для изготовления указанной на практике предпочтительно осуществляют следующий порядок смешивания:

Стадия 1: статистический сополимер стирола и бутадиена, который может представлять собой карбоксилированный или некарбоксилированный статистический сополимер стирола и бутадиена, изготавливают, например, в форме эмульсии.

Стадия 2: необязательно еще один статистический сополимер стирола и бутадиена, который может представлять собой карбоксилированный или некарбоксилированный статистический сополимер стирола и бутадиена, например, в форме эмульсии, смешивают со статистическим сополимером стирола и бутадиена, полученным на стадии 1.

Стадия 3: по меньшей мере, один придающий клейкость реагент, например, в форме дисперсии или эмульсии на водной основе, при перемешивании добавляют в статистический сополимер (сополимеры) стирола и бутадиена, полученные на стадии 2.

Стадия 4: необязательно, по меньшей мере, один сшивающий реагент добавляют в смесь, содержащую карбоксилированный или некарбоксилированный статистический сополимер (сополимеры) стирола и бутадиена и придающий клейкость реагент (реагенты).

По меньшей мере, один статистический сополимер стирола и бутадиена, который может представлять собой карбоксилированный или некарбоксилированный статистический сополимер стирола и бутадиена, и, по меньшей мере, один придающий клейкость реагент, например, эмульсия или дисперсия, содержащая указанный, по меньшей мере, один статистический сополимер стирола и бутадиена и, по меньшей мере, один придающий клейкость реагент, может включать сшивающий реагент, который при необязательном присутствии карбоксилированного статистического сополимера стирола и бутадиена может взаимодействовать с карбоновой кислотой, такой как аминополимер, метилированный меламин, меламиноформальдегидный полимер или дигидразид. Если, по меньшей мере, один карбоксилированный статистический сополимер стирола и бутадиена и, по меньшей мере, один придающий клейкость реагент используют в форме дисперсии на водной основе; например, можно использовать сшивающий реагент Cymel® 385, который поставляет фирма Cytec (Вудленд-Парк, штат Нью-Джерси, США).

Из вышеизложенного становится очевидным, что в предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения, в котором сшивающий реагент используют в процессе изготовление пуленепробиваемого изделия согласно настоящему изобретению, та часть карбоксильных групп карбоксилированного статистического сополимера стирола и бутадиена, которая вовлечена в реакцию сшивания, больше не присутствует в форме -COOH, или в форме -COO^-H⁺, или в форме -COO^-M⁺, но присутствует в химически модифицированной форме в зависимости от сшивающего реагента. Если, например, амид используют в качестве сшивающего реагента, те карбоксильные группы, которые принимают участие в реакции сшивания, преобразуются в амидные группы. Степень сшивания зависит от типа сшивающего реагента и его концентрации, а также от значений температуры, давления и времени, затраченного в процессе изготовления пуленепробиваемого изделия согласно настоящему изобретению.

В следующем предпочтительном варианте осуществления пуленепробиваемого изделия согласно настоящему изобретению, даже без присутствия дополнительного сшивающего реагента в процессе изготовления указанного изделия, сшивание можно осуществлять посредством взаимодействия, по меньшей мере, одной карбоксильной группы, по меньшей мере, одной полимерной цепи карбоксилированного статистического сополимера стирола и бутадиена, по меньшей мере, с одной из карбоксильных групп прилегающей полимерной цепи карбоксилированного статистического сополимера стирола и бутадиена. В этом случае, сшивание можно осуществлять посредством образования ангидридных мостиков между прилегающими цепями карбоксилированного сополимера стирола и бутадиена.

Кроме того, эмульсия или дисперсия, содержащая, по меньшей мере, один статистический сополимер стирола и бутадиена, который может представлять собой карбоксилированный или некарбоксилированный статистический сополимер стирола и бутадиена, и, по меньшей мере, один придающий клейкость реагент, может включать в небольших количествах смачивающие вещества, пеногасители, антиоксиданты, стабилизаторы ультрафиолетового излучения и поглотители свободных радикалов.

В следующем варианте осуществления пуленепробиваемого изделия согласно настоящему изобретению матричный материал может включать первый статистический сополимер стирола и бутадиена, который может представлять собой карбоксилированный или некарбоксилированный статистический сополимер стирола и бутадиена, имеющий первую температуру стеклования Tg(1), и второй статистический сополимер стирола и бутадиена, который может представлять собой карбоксилированный или некарбоксилированный статистический сополимер стирола и бутадиена, имеющий вторую температуру стеклования, Tg(2), где Tg(1)>Tg(2). В этом случае:

Tg(1) может находиться в интервале, который предпочтительно составляет от -10°C до 50°C, более предпочтительно составляет от 0°C до 40°C и наиболее предпочтительно составляет от 10°C до 30°C, и

Tg(2) может находиться в интервале, который предпочтительно составляет от -50°C до -10°C, более предпочтительно составляет от -40°C до -10°C и наиболее предпочтительно составляет от -30°C до -20°C.

В особенно предпочтительном варианте осуществления пуленепробиваемого изделия согласно настоящему изобретению первый статистический сополимер стирола и бутадиена, который может представлять собой карбоксилированный или некарбоксилированный статистический сополимер стирола и бутадиена, имеет Tg(1) выше 0°C, и второй статистический сополимер стирола и бутадиена, который может представлять собой карбоксилированный или некарбоксилированный статистический сополимер стирола и бутадиена, имеет Tg(2) ниже 0°C.

В следующем, особенно предпочтительном варианте осуществления пуленепробиваемого изделия согласно настоящему изобретению первый статистический сополимер стирола и бутадиена, который может представлять собой карбоксилированный или некарбоксилированный статистический сополимер стирола и бутадиена, имеет Tg(1) ниже 0°C, и второй статистический сополимер стирола и бутадиена, который может представлять собой карбоксилированный или некарбоксилированный статистический сополимер стирола и бутадиена, имеет Tg(2) ниже 0°C.

В следующем, особенно предпочтительном варианте осуществления пуленепробиваемого изделия согласно настоящему изобретению первый статистический сополимер стирола и бутадиена, который может представлять собой карбоксилированный или некарбоксилированный статистический сополимер стирола и бутадиена, имеет Tg(1) выше 0°C и второй статистический сополимер стирола и бутадиена, который может представлять собой карбоксилированный или некарбоксилированный статистический сополимер стирола и бутадиена, имеет Tg(2) выше 0°C.

В следующем варианте осуществления пуленепробиваемого изделия согласно настоящему изобретению матричный материал включает, по меньшей мере, один карбоксилированный статистический сополимер стирола и бутадиена, и, кроме того, по меньшей мере, один некарбоксилированный статистический сополимер стирола и бутадиена, т.е. полимер, в котором не содержатся какие-либо карбоксильные группы. Например, в матричный материал можно дополнительно включать два некарбоксилированных сополимера стирола и бутадиена.

В предпочтительных вариантах осуществления пуленепробиваемого изделия согласно настоящему изобретению, в которых дополнительно присутствует, по меньшей мере, один некарбоксилированный статистический сополимер стирола и бутадиена, указанный, по меньшей мере, один некарбоксилированный статистический сополимер стирола и бутадиена может присутствовать в матричном материале в форме смеси, содержащей, по меньшей мере, один карбоксилированный статистический сополимер стирола и бутадиена и, по меньшей мере, один придающий клейкость реагент в матрице каждого волокнистого слоя A указанного изделия, в результате чего образуется последовательность волокнистых слоев (A)_n, где n представляет собой полное число волокнистых слоев.

Альтернативно, по меньшей мере, один некарбоксилированный статистический сополимер стирола и бутадиена может составлять всю матрицу волокнистого слоя B, в то время как прилегающий волокнистый слой C не содержит какого-либо некарбоксилированного статистического сополимера стирола и бутадиена в своем матричном материале, но включает, по меньшей мере, один карбоксилированный статистический сополимер стирола и бутадиена и, по меньшей мере, один придающий клейкость реагент. В указанном необязательном альтернативном варианте осуществления пуленепробиваемое изделие согласно настоящему изобретению включает последовательность волокнистых слоев (BC)_n, где n представляет собой полное число волокнистых слоев.

В следующем варианте осуществления пуленепробиваемого изделия согласно настоящему изобретению матричный материал включает, по меньшей мере, один карбоксилированный статистический сополимер стирола и бутадиена и, кроме того, анионный карбоксилированный статистический сополимер бутадиена.

Карбоксилированные статистические сополимеры стирола и бутадиена поставляются, например, фирмой Mallard Creek (USA) под торговым названием Rovene® и фирмой Polymer Latex (ФРГ) под торговыми названиями Litex® и Lipaton®.

В пуленепробиваемом изделии согласно настоящему изобретению волокна имеют массу w_f, матричный материал имеет массу w_m, и массовая процентная доля матричного материала по отношению к сумме (w_f+w_m) предпочтительно составляет от 5% масс. до 50% масс., более предпочтительно от 10% масс. до 30% масс. и наиболее предпочтительно от 12% масс. до 20% масс.

В следующем предпочтительном варианте осуществления пуленепробиваемого изделия согласно настоящему изобретению поверхностная плотность волокон в одиночном волокнистом слое составляет от 10 г/м² до 250 г/м², более предпочтительно от 60 г/м² до 200 г/м² и наиболее предпочтительно от 100 г/м² до 160 г/м².

В следующем предпочтительном варианте осуществления пуленепробиваемого изделия согласно настоящему изобретению суммарная поверхностная плотность одиночного волокнистого слоя составляет от 11 г/м² до 350 г/м², более предпочтительно от 60 г/м² до 280 г/м² и наиболее предпочтительно от 111 г/м² до 230 г/м².

В следующем предпочтительном варианте осуществления пуленепробиваемого изделия согласно настоящему изобретению множество волокнистых слоев образует панель, и панель присоединяется к металлической или керамической пластине, в результате чего получается высокопрочное пуленепробиваемое изделие, которое проявляет предпочтительные свойства, описанные выше. Однако предпочтительные свойства пуленепробиваемого изделия согласно настоящему изобретению можно также наблюдать, если панель, изготовленную из множества волокнистых слоев и не присоединенную к металлической или керамической пластине, подвергают удару пули: в указанной панели наблюдается высокая степень структурной целостности, которая составляет от нулевого или очень слабого набухания до слабого набухания с некоторым расслоением.

В следующем предпочтительном варианте осуществления пуленепробиваемого изделия согласно настоящему изобретению перегородка, включающая и предпочтительно представляющая собой термопластический материал, расположена между волокнистыми слоями.

В первой предпочтительной альтернативе перегородка представляет собой сетку, в которой процентная доля площади отверстий сетки по отношению к суммарной площади перегородки составляет от 40% до 98%, более предпочтительно от 65 до 90% и наиболее предпочтительно от 75 до 85%. Предпочтительно термопластический полимер, составляющий перегородку, представляет собой полиолефин, сополиамид или полиуретан. Перегородка имеет поверхностную плотность, составляющую предпочтительно от 1 г/м² до 20 г/м², более предпочтительно от 1 г/м² до 10 г/м² и наиболее предпочтительно от 2 г/м² до 6 г/м².

Во второй предпочтительной альтернативе перегородка представляет собой полотно с густым ворсом, состоящее из термопластического материала, который предпочтительно представляет собой термопластический полимер, например, полиолефин, сополиамид или полиуретан.

В указанных предпочтительных вариантах осуществления пуленепробиваемого изделия согласно настоящему изобретению, содержащего перегородку между волокнистыми слоями, количество, по меньшей мере, одного придающего клейкость реагента можно уменьшать, например, в такой степени, чтобы адгезия между прилегающими волокнистыми слоями была такой же, как без данной перегородки.

В следующем предпочтительном варианте осуществления пуленепробиваемого изделия согласно настоящему изобретению матричный материал, в дополнение, по меньшей мере, к одному статистическому сополимеру стирола и бутадиена, который может представлять собой карбоксилированный или некарбоксилированный статистический сополимер стирола и бутадиена, и, по меньшей мере, одному придающему клейкость реагенту, может включать, по меньшей мере, один самосшиваемый акриловый полимер, содержащий или не содержащий, по меньшей мере, один придающий клейкость реагент и/или, по меньшей мере, один сшиваемый акриловый полимер, содержащий или не содержащий, по меньшей мере, один придающий клейкость реагент.

Способ изготовления пуленепробиваемого изделия согласно настоящему изобретению будет разъяснен для предпочтительного варианта осуществления, в котором каждый волокнистый слой из множества волокнистых слоев состоит из сети волокон, которая имеет однонаправленную ориентацию нитей. В этом случае, способ включает, по меньшей мере, стадии (1)-(3), описанные ниже. Используя указанное описание, специалисты в данной области техники получат возможность распространить способ изготовления пуленепробиваемого изделия согласно настоящему изобретению, включая сети волокон, име