[發明專利]一種模塊化多維復合防彈板及其制備方法

有效

• 申請號: 201510061560.2
• 申請日: 2015-02-05
• 公開（公告）號: CN104677194A
• 公開（公告）日: 2015-06-03
• 發明（設計）人: 朱波;王寶剛;曹偉偉;楊坤
• 申請（專利權）人: 山東大學;北京勤達遠致新材料科技股份有限公司
• 主分類號: F41H5/04
• 分類號: F41H5/04;B32B18/00;B32B27/02;B32B27/12;B32B37/02;B32B37/10;B32B37/06;B32B37/12
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 楊琪;崔苗苗

1.一種模塊化多維復合防彈板，其特征在于，包括外層的表面剛性結構層模塊、與表面剛性結構層模塊連接的三維編織框架、內嵌于三維編織框架內并依次設置的迎彈面陶瓷層模塊、中間能量吸收層模塊和背彈面防背凸層模塊；

所述表面剛性結構層模塊由至少一層高性能碳纖維單向或二維織物構成；

所述迎彈面陶瓷層模塊由高硬度氧化鋁、碳化硅或碳化硼陶瓷片拼接組合，陶瓷片之間由三維纖維織物編織連接成整體；

所述中間能量吸收層模塊由超高分子量聚乙烯纖維和芳綸纖維中的一種或兩種混雜，浸漬改性熱塑性樹脂制成單向或二維織物預浸布后疊層組合而成；

所述背彈面防背凸層模塊由高性能碳纖維單向或二維織物浸漬改性熱固性樹脂制成預浸布后疊層組合而成；

所述迎彈面陶瓷層模塊、中間能量吸收層模塊和背彈面防背凸層模塊之間由高性能纖維進行三維編織形成框架整體。

2.如權利要求1所述的一種模塊化多維復合防彈板，其特征在于，所述三維纖維織物為超高分子量聚乙烯纖維和芳綸纖維中的一種或兩種混雜，進行三維編織而成。

3.如權利要求1所述的一種模塊化多維復合防彈板，其特征在于，所述表面剛性結構層模塊由1-3層碳纖維單向或二維織物構成。

4.如權利要求1所述的一種模塊化多維復合防彈板，其特征在于，所述中間能量吸收層模塊由85-95層熱塑性預浸布疊層組合而成。

5.如權利要求1所述的一種模塊化多維復合防彈板，其特征在于，所述背彈面防背凸層模塊由18-21層熱固性預浸布疊層組合而成。

6.如權利要求1至5任一項所述的一種模塊化多維復合防彈板，其特征在于，背彈面防背凸層模塊和表面剛性結構層模塊所用的高性能碳纖維，為拉伸強度在3500MPa以上的碳纖維。

7.權利要求1至5任一項所述的一種模塊化多維復合防彈板，其特征在于，所述中間能量吸收層模塊和三維編織框架所用的超高分子量聚乙烯纖維或芳綸纖維的拉伸強度均在30cN/dtex以上。

8.如權利要求1所述的一種模塊化多維復合防彈板，其特征在于，所述的改性熱塑性樹脂為熱固性樹脂改性的聚氨酯、聚乙烯、不飽和聚酯樹脂或橡膠彈性體；所述的改性熱固性樹脂是熱塑性樹脂改性的環氧樹脂或酚醛樹脂的環氧樹脂、酚醛樹脂或熱固性聚氨酯。

9.一種模塊化多維復合防彈板的制造方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)迎彈面陶瓷層模塊的制備：在陶瓷片表面涂刷熱塑性樹脂膠黏劑，將陶瓷片拼接組合后采用超高分子量聚乙烯纖維或芳綸纖維的一種或兩種混雜進行三維編織，制成迎彈面陶瓷層模塊；

(2)中間能量吸收層模塊的制備：將超高分子量聚乙烯纖維和芳綸纖維中的一種或兩種混雜，浸漬改性熱塑性樹脂，樹脂含量控制在10-30wt.％，將浸漬改性熱塑性樹脂的纖維制成單向或二維織物預浸布，疊層組合而成；

(3)背彈面防背凸層模塊的制備：將高性能碳纖維制成單向或二維織物，將上述織物浸漬改性熱固性樹脂，樹脂含量控制在30-40wt.％，然后將浸漬改性熱固性樹脂的織物制成預浸布，疊層組合而成；

(4)按彈丸侵徹方向“迎彈面陶瓷層模塊→中間能量吸收層模塊的制備→背彈面防背凸層模塊”進行鋪疊，之后采用超高分子量聚乙烯纖維和芳綸纖維中的一種或兩種混雜進行三維編織，將上述模塊層編織形成框架整體；

(5)在步驟(4)的框架整體的外表面包覆碳纖維單向或二維織物，制成表面剛性結構層模塊，真空導入改性熱固性樹脂膠液，含膠量控制在30-40wt.％，然后進行模壓熱固化成型，即得模塊化多維復合防彈板。

10.如權利要求9所述的制造方法，其特征在于，步驟(5)中，所述真空導入工序中的真空度在-0.2～-0.8MPa之間調節。