[發(fā)明專利]一種低成本輕質(zhì)高防彈性能B4C/SiC復(fù)合陶瓷防彈板及制備方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610035109.8
• 申請(qǐng)日: 2016-01-19
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN105601280A
• 公開(kāi)（公告）日: 2016-05-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李文杰;張玉軍;李兆敏;翟彥霞;劉歡;吳修政;狄聚澤
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 山東寶納新材料有限公司
• 主分類號(hào): C04B35/565
• 分類號(hào): C04B35/565;C04B35/634;C04B35/65
• 代理公司: 濟(jì)南金迪知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 37219
• 代理人: 張宏松

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種低成本輕質(zhì)高防彈性能B₄C/SiC復(fù)合陶瓷防彈板及制備方法，屬于陶瓷制 備技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

人體防彈衣是士兵、警察、保安等特殊工作人員常用的人體防護(hù)裝備，屬于軍民兩用產(chǎn) 品。人體防彈衣一般由內(nèi)層的陶瓷防彈板和包裹陶瓷防彈板增加穿著舒適性的纖維材料組合 而成。陶瓷防彈板是人體防彈衣的重要組成部分，陶瓷防彈板的防彈性能直接決定了人體防 彈衣的性能。隨著防彈材料地不斷發(fā)展，人們對(duì)防彈材料的防彈性能、重量、穿著舒適性、 價(jià)格的要求越來(lái)越高，因此，輕質(zhì)、舒適、防彈性能好且價(jià)格相對(duì)低廉的防彈材料的開(kāi)發(fā)是 防彈材料發(fā)展的必然趨勢(shì)。

目前，陶瓷防彈板材質(zhì)一般為氧化鋁、碳化硅或碳化硼。氧化鋁材質(zhì)防彈板防彈性能相 對(duì)最差，產(chǎn)品重量較重。碳化硅材質(zhì)防彈板防彈性能較氧化鋁防彈板好，產(chǎn)品重量相對(duì)氧化 鋁材質(zhì)產(chǎn)品輕。碳化硼材質(zhì)防彈板防彈性能與碳化硅防彈板相近，并且其重量更輕質(zhì)，但是 碳化硼價(jià)格十分昂貴。即使是美國(guó)陸軍，也需要根據(jù)實(shí)際需要，對(duì)防彈衣和碳化硼陶瓷硬質(zhì) 防彈衣合理搭配。

陶瓷防彈板的制備方法主流為拼接法，即先生產(chǎn)出規(guī)則形狀的陶瓷塊，如：正方塊、六 角方塊等，然后再拼接成與人體胸腹輪廓相近的拼接式防彈板，為了能夠拼接緊密，需要對(duì) 陶瓷小塊進(jìn)行磨削、切割等機(jī)加工處理，以獲得形狀規(guī)則的陶瓷小塊。這種工藝存在的主要 問(wèn)題是：1)工藝過(guò)程相對(duì)復(fù)雜，生產(chǎn)效率低，加工成本高；2)整體性差，雖然可以通過(guò)磨 削、拼接等工藝制成一個(gè)整體，但在使用過(guò)程中，由于震動(dòng)等作用可能會(huì)使一些小塊脫落， 從而使防彈衣報(bào)廢；3)由于拼接處不是一個(gè)整體，強(qiáng)度一般較低，導(dǎo)致防彈效果較差，一旦 子彈或單片正好擊中結(jié)合處，就有可能造成對(duì)人體的傷害，存在較大的安全隱患。

目前，市場(chǎng)上也有整體板狀防彈板，但是一般為形狀簡(jiǎn)單的方板、弧板，此類防彈板與 人體胸腹腔輪廓不能很好的吻合，導(dǎo)致防彈質(zhì)量差、佩戴舒適性差，也存在影響佩戴人員機(jī) 動(dòng)性的風(fēng)險(xiǎn)。多弧面整體防彈板與人體胸腹腔輪廓相吻合,但存在加工成型困難，產(chǎn)品毛坯密 度分布不均、易變形，燒結(jié)易開(kāi)裂等問(wèn)題，鮮有產(chǎn)品上市。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種低成本輕質(zhì)高防彈性能B₄C/SiC復(fù)合陶瓷防彈板， 該防彈板具有質(zhì)量輕、高防彈、高舒適性能，可廣泛應(yīng)用于人體防護(hù)、裝甲防護(hù)等領(lǐng)域。

本發(fā)明還提供一種低成本輕質(zhì)高防彈性能B₄C/SiC復(fù)合陶瓷防彈板的制備方法，該方法 制備工藝簡(jiǎn)單、生產(chǎn)效率高、成本低。

本發(fā)明的技術(shù)方案為：

一種低成本輕質(zhì)高防彈性能B₄C/SiC復(fù)合陶瓷防彈板，密度為2.70g/cm³～2.90g/cm³，采 用碳化硅造粒粉為原料，所述的碳化硅造粒粉，原料組分及其質(zhì)量百分比組成如下：碳化硅 微粉60％～80％、炭黑0.5％～3％、石墨0.5％～3％、碳化硼3％～20％，粘結(jié)劑11％～22％，各組 分質(zhì)量百分比之和為100％。

本發(fā)明優(yōu)選的，所述的碳化硅微粉的粒度為4～15μm，進(jìn)一步優(yōu)選，9μm。

本發(fā)明優(yōu)選的，碳化硅造粒粉的粒徑為0.4～0.45mm。

本發(fā)明優(yōu)選的，所述的碳化硅造粒粉原料組分及其質(zhì)量百分比組成如下：碳化硅微粉 60％～73％、炭黑0.5％～2％、石墨0.5％～2％、碳化硼5％～16％，粘結(jié)劑16％～20％，各組分質(zhì)量 百分比之和為100％。

本發(fā)明優(yōu)選的，所述的粘結(jié)劑為聚乙烯醇和酚醛樹(shù)脂，聚乙烯醇的分子量為1000～5000， 酚醛樹(shù)脂分子量為500-3000；進(jìn)一步優(yōu)選的，聚乙烯醇與酚醛樹(shù)脂的質(zhì)量比為：(8～12)： (3～10)。

本發(fā)明使用的粘結(jié)劑加熱固化后形成交聯(lián)網(wǎng)，將碳化硅顆粒包覆在交聯(lián)網(wǎng)中，為坯體提 供強(qiáng)度。

本發(fā)明優(yōu)選的，炭黑、石墨、碳化硼的粒徑為30-100nm。

本發(fā)明優(yōu)選的，所述的碳化硅造粒粉是按如下方法制備得到：