[發明專利]一種碳陶防彈插板

在審

• 申請號: 201811073945.0
• 申請日: 2018-09-14
• 公開（公告）號: CN109029116A
• 公開（公告）日: 2018-12-18
• 發明（設計）人: 徐永紅;丁旭;陶鍇
• 申請（專利權）人: 江蘇安卡新材料科技有限公司
• 主分類號: F41H1/02
• 分類號: F41H1/02;F41H5/02
• 代理公司: 鎮江基德專利代理事務所(普通合伙) 32306
• 代理人: 張敏

本發明公開了一種碳陶防彈插板，所述碳陶防彈插板由碳陶片與纖維復合材料背板通過界面膠粘劑復合而成；本發明將普通的防彈陶瓷替換為碳陶，將碳陶的低密高強、高硬度、耐磨損、耐高溫、耐低溫以及抗沖刷、耐腐蝕等特性集合于防彈插板中，大幅度降低了防彈插板的重量；采用碳陶片替代普通陶瓷，可有效抵抗彈頭的沖擊力，其中的碳陶中復合的碳纖維可以有效的吸收著彈后傳播的動能，使防彈插板具備防御多發子彈的能力，解決了陶瓷著彈后碎裂問題對后續射擊的影響；碳陶片具有較好的耐熱沖擊性，避免陶瓷著彈接觸面溫度升高之后材料逐漸變軟，增加沖擊背凸，減小彈頭貫穿深度，降低對人體的傷害。

技術領域

本發明涉及防彈材料領域，具體涉及一種碳陶防彈插板。

背景技術

現有的防彈插板是將硬質陶瓷與纖維板復合，其中防彈纖維為基礎，核心部件是防彈陶瓷；常用的防彈陶瓷材料有氧化鋁、氮化硅、氮化鋁、碳化硅和碳化硼等，其中碳化硅和碳化硼具有密度較低、硬度大的優良防彈性能，但由于碳化硅和碳化硼的斷裂韌性值較低，著彈后易碎，碎裂范圍覆蓋整片陶瓷，防御多發子彈時出現穿透的幾率極高；而且單純的碳化硅或碳化硼陶瓷依然存在減重需求。

發明內容

為了克服上述技術問題，本發明提供了一種碳陶防彈插板，技術方案如下：

一種碳陶防彈插板，所述碳陶防彈插板由碳陶片與纖維復合材料背板通過界面膠粘劑復合而成。

優選地，所述碳陶片由數小塊方形碳陶片組成，所述的數小塊方形碳陶片以成行成列的排列方式布置于纖維復合材料背板上，水平方向上的相鄰兩小塊方形碳陶片之間的接縫與相鄰下排水平方向上的相鄰兩小塊方形碳陶片之間的接縫相互錯開。

優選地，所述的碳陶片為一整片碳陶片，所述碳陶片設有能與纖維復合材料背板完全貼合的內弧面。

優選地，所述的碳陶片按照如下步驟制備：

a:取工業碳纖維毛氈置于粉碎機中，對碳纖維進行切分得到短切碳纖維，所述短切碳纖維的長度為1-10mm；

b：將步驟a中制得的短切碳纖維與硅粉、碳化硅粉和熱固性樹脂粉末攪拌3-6h，混合均勻，制得混合料；

c：將步驟b中制得的混合料裝入模具中預成型，制得素坯；成形溫度140-220℃，施加載荷壓力10-30MPa，保壓時間0.5-2.5h；

d：將步驟c中制得的素坯在保護氣氛下，進行碳化處理，碳化溫度750-1100℃，碳化時間12-25h，制得多孔體；

e：在抽真空條件下，將步驟d中制得的多孔體送入真空熱壓爐進行預燒結，燒結溫度為1650-1850℃，保溫時間0.5-1.5h；

f：預燒結之后，保持4-7℃/min的升溫速率升溫至燒結溫度，給模具施加50MPa壓力，保溫20-30min，所述燒結溫度為2000-3000℃；

g：保溫結束后，隨爐冷卻至室溫，脫模取出得到碳陶片。

優選地，所述的碳陶片中碳化硅質量分數≧70％，相對密度≧2.0g/cm³。

優選地，所述界面膠粘劑為TPU熱熔膠膜、PO、PV、EVA熱熔膠膜、環氧膠、酚醛樹脂、苯乙烯類嵌段共聚物彈性體中的一種或多種。

本發明的有益效果如下：

(1)將普通的防彈陶瓷替換為碳陶，將碳陶的低密高強、高硬度、耐磨損、耐高溫、耐低溫以及抗沖刷、耐腐蝕等特性集合于防彈插板中，大幅度降低了防彈插板的重量；

(2)采用碳陶片替代普通陶瓷，可有效抵抗彈頭的沖擊力，其中的碳陶中復合的碳纖維可以有效的吸收著彈后傳播的動能，使防彈插板具備防御多發子彈的能力，解決了陶瓷著彈后碎裂問題對后續射擊的影響；