[發明專利]一種新型防彈結構及制造工藝

有效

• 申請號: 202011495333.8
• 申請日: 2020-12-17
• 公開（公告）號: CN112659583B
• 公開（公告）日: 2023-03-24
• 發明（設計）人: 付昆昆;葉林;李宏
• 申請（專利權）人: 江蘇集萃復合材料裝備研究所有限公司
• 主分類號: B29C70/42
• 分類號: B29C70/42;B32B3/12;B32B9/00;B32B9/04;B32B15/04;B32B15/085;B32B15/088;B32B15/14;B32B15/18;B32B27/02;B32B27/08;B32B27/12;B32B27/32;B32B27/34
• 代理公司: 無錫華源專利商標事務所(普通合伙) 32228
• 代理人: 聶啟新

本發明涉及一種新型防彈結構及制造工藝，包括底座和上蓋板，所述底座包括蜂窩腔體、填充于蜂窩腔體中的剪切增稠液；所述蜂窩腔體上鋪設纖維布，纖維布上放置加固板，所述上蓋板與加固板粘接固定。本發明充分利用了剪切增稠液的吸能和耗能特性，在低速子彈沖擊下，有明顯的防彈作用。蜂窩結構和纖維布上層鋪設的加固板進一步增強復合材料的防彈性能。

技術領域

本發明涉及防彈防護制品技術領域，尤其是一種新型防彈結構及制造工藝。

背景技術

傳統的人體防護裝備為硬質材料或半硬質材料組成，會限制人體的活動，舒適感比較差，而且無法進行全身防護。為了解決這個問題將剪切增稠液與高性能纖維織物復合制備出軟體防護材料。復合材料的制備主要是通過剪切增稠液浸漬高性能織物。首先用乙醇將高濃度的剪切增稠液進行稀釋，以保證對織物的均勻浸漬，稀釋的溶液采用壓軋的方式來浸漬織物，然后將織物放入烘箱，進行加熱，使乙醇揮發，從而制備出剪切增稠液復合材料。防護機理主要為增加紗線的摩擦力；剪切增稠液吸能和耗能特性；更好的耦合作用，將力傳遞至更大的區域。

目前已有的一種復合材料及其制備方法，由面層、中層、底層組成，面層為輕質金屬甲片或陶瓷基復合材料甲片，所述中層為柔性的高性能纖維織物層，所述織物包括芳綸或超高分子量聚乙烯纖維布，所述底層為剪切增稠液浸漬的高性能纖維織物。剪切增稠液雖然增加了紗線的摩擦力，但是并沒有發揮出剪切增稠液的吸能和耗能的特性。

發明內容

本申請人針對上述現有生產技術中的缺點，提供一種結構合理的新型防彈結構及制造工藝，從而充分發揮了剪切增稠液的吸能和耗能特性，達到輕便、易加工的目的。

本發明所采用的技術方案如下：

一種新型防彈結構，包括底座和上蓋板，所述底座包括蜂窩腔體、填充于蜂窩腔體中的剪切增稠液；所述蜂窩腔體上鋪設纖維布，纖維布上放置加固板，所述上蓋板與加固板粘接固定。

一種制備新型防彈結構的制造工藝，包括如下步驟：

一、制備底座：通過3D打印機打印蜂窩腔體；向蜂窩腔體內填充剪切增稠液，在填充完增稠液后的蜂窩腔體上鋪設纖維布，在纖維布上放置加固板；

二、制備上蓋板：通過3D打印機打印上蓋板；

三、粘接：將上蓋板膠粘至加固板上，得到成品。

所述蜂窩腔體為尼龍短碳纖維蜂窩腔體。

單個蜂窩腔體端面為六邊形或四邊形。

所述增稠液為二氧化硅/聚乙二醇，或聚苯乙烯-丙烯酸乙酯/乙二醇。

剪切增稠液的制備方法如下：納米二氧化硅顆粒直徑為500-600nm，聚乙二醇PEG分子量為200，400，向PEG200和PEG400中加入二氧化硅，其中PEG200和PEG400質量分數1：2；以400-600rad/min速率進行機械攪拌，同時進行50-70℃超聲水浴，在室溫真空箱中靜置6-8h去除氣泡，制得剪切增稠液。

所述纖維布為聚乙烯纖維布或Kevlar纖維布。

所述加固板為鈦合金板、Q460鋼板或陶瓷板。

本發明的有益效果如下：

本發明充分利用了剪切增稠液的吸能和耗能特性，在低速子彈沖擊下，有明顯的防彈作用。

本發明中，在填充有剪切增稠液的蜂窩腔體上方鋪設纖維布，使纖維布浸漬剪切增稠液，增強了紗線之間的摩擦力，使防彈性能有所增強。纖維布上層鋪設的加固板進一步增強復合材料的防彈性能。