[發(fā)明專利]一種超高分子量聚乙烯/碳化硅復(fù)合防彈板的制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110426089.4
• 申請(qǐng)日: 2011-12-16
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102514283A
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-06-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 黃金幫;陳永銀;胡群峰;馬清風(fēng);鄭哲
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 寧波榮溢化纖科技有限公司
• 主分類號(hào): B32B9/04
• 分類號(hào): B32B9/04;B32B27/02;B32B27/32;B32B37/06;B32B37/10
• 代理公司: 北京集佳知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 逯長(zhǎng)明

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及防彈成型件制備領(lǐng)域，尤其涉及一種超高分子量聚乙烯/碳化硅復(fù)合防彈板的制備方法。

背景技術(shù)

現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)的勝負(fù)，仍然是解決矛和盾的問(wèn)題。槍、炮、導(dǎo)彈是矛，防彈裝甲是盾，在反暴力、反恐怖的斗爭(zhēng)中和現(xiàn)代大規(guī)模戰(zhàn)爭(zhēng)中，防彈裝甲都可以減小傷亡、提高戰(zhàn)斗力，增加勝利因素，因而研究、開(kāi)發(fā)它是十分必要的。裝甲材料總的發(fā)展趨勢(shì)是強(qiáng)韌化、輕量化、多功能和高效率。碳化硅是防彈材料中重要的一支，它具有高的硬度和耐磨性，高的壓縮強(qiáng)度和高應(yīng)力時(shí)的優(yōu)良彈道性能。但是碳化硅制備相對(duì)困難，價(jià)格昂貴。

超高分子量聚乙烯纖維也稱高強(qiáng)高模聚乙烯(HSHMPE)纖維或伸長(zhǎng)鏈(ECPE)聚乙烯纖維，是指相對(duì)分子質(zhì)量在(1～7)×10⁶的聚乙烯，經(jīng)紡絲-超拉伸后制成的超高分子質(zhì)量聚乙烯纖維。它是繼碳纖維、芳綸(Kevlar)纖維之后的第三代高性能纖維。

將所述超高分子量聚乙烯纖維通過(guò)復(fù)合等步驟得到的無(wú)緯布是一種超高分子量聚乙烯纖維復(fù)合材料，與其它纖維增強(qiáng)復(fù)合材料相比，具有質(zhì)量輕、耐沖擊、介電性能高等優(yōu)點(diǎn)，在現(xiàn)代化戰(zhàn)爭(zhēng)和航空航天、海域防御、武器裝備等領(lǐng)域發(fā)揮著舉足輕重的作用。同時(shí)，該纖維在汽車、船舶、醫(yī)療器械、體育運(yùn)動(dòng)器材等領(lǐng)域亦有廣闊的應(yīng)用前景。因此，超高分子量聚乙烯纖維自問(wèn)世起就倍受重視，發(fā)展很快。

本發(fā)明人考慮將超高分子量聚乙烯與防彈碳化硅結(jié)合，制備一種新型防彈板，但困難的是現(xiàn)有技術(shù)中的超高分子量聚乙烯與碳化硅復(fù)合后無(wú)法滿足高模量、高強(qiáng)度和低成本的要求。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題在于提供一種質(zhì)輕、高強(qiáng)度、高模量的超高分子量聚乙烯/碳化硅防彈板的制備方法。

為了解決以上技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種超高分子量聚乙材/碳化硅復(fù)合防彈板的制備方法，其特征在于，包括：

提供超高分子量聚乙烯板材；所述聚乙烯板材的面密度為135g/cm²以上；

將所述超高分子量聚乙烯板材與防彈碳化硅用粘結(jié)劑復(fù)合；得到預(yù)制件；

對(duì)所述預(yù)制件施加0.5～1MPa壓力，完成復(fù)合，得到超高分子量聚乙材/碳化硅復(fù)合防彈板。

優(yōu)選的，所述超高分子量聚乙烯板材中含有40～60層無(wú)緯布。

優(yōu)選的，所述超高分子量聚乙烯板材橫截面的長(zhǎng)邊為弧形。

優(yōu)選的，所述防彈碳化硅的厚度為6～12mm。

優(yōu)選的，所述超高分子量聚乙烯板材的制備方法為：

a)提供超高分子量聚乙烯無(wú)緯布；所述無(wú)緯布的面密度為135g/cm²以上。

b)將若干層所述超高分子量聚乙烯無(wú)緯布逐層疊加并進(jìn)行預(yù)壓制，得到預(yù)制件；

c)將所述預(yù)制件進(jìn)行第二次壓制，得到成型件；

d)將所述成型件冷卻至室溫，得到超高分子量聚乙烯板材。

優(yōu)選的，所述步驟a)中的超高分子量聚乙烯無(wú)緯布通過(guò)以下方法制備：

將300～600D的超高分子量聚乙烯纖維按照同一方向排列，并用含有粘結(jié)劑的聚合物薄膜粘結(jié)；

將2～4塊所述粘結(jié)有纖維的薄膜疊放；所述兩粘結(jié)有纖維的薄膜中的纖維相互垂直；

所述疊放的薄膜通過(guò)壓制，得到面密度為135g/cm²以上的無(wú)緯布。

優(yōu)選的，步驟b)具體為：

b1)將所述超高分子量聚乙烯無(wú)緯布逐層鋪設(shè)在模具中；

b2)在80～100℃下，對(duì)所述模具施加5～10MPa的壓力，預(yù)壓制20～30min，得到預(yù)制件。

優(yōu)選的，步驟c)具體為：

對(duì)所述預(yù)壓件在100～140℃下施加25～30MPa的壓力，進(jìn)行第二次壓制，得到成型件。

優(yōu)選的，所述第二次壓制的時(shí)間為20～30分鐘。

優(yōu)選的，還包括步驟e)將所述防彈板切割成0.3～1m³大小。