一种复合防弹板材及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种复合防弹板材及其制备方法，包括迎弹面、界面和背衬面，所述迎弹面为防弹金属材料层，所述背衬面为高性能纤维复合材料层，所述防弹金属材料层和高性能纤维复合材料层通过界面胶黏而成；所述防弹金属材料层为防弹钢板或防弹钛合金材料，所述高性能纤维复合材料层选择超高分子量聚乙烯无纬布层压板、芳纶无纬布层压板、芳纶机织布层压板中一种或多种材料0层以上进行层压复合而成；复合防弹板材成品具有优异的防弹性能，同等防弹等级，与金属材料相比，重量比金属材料减重30％以上，同时提高了抗破片性能，与高性能纤维复合板材相比，成本降低50％左右，同时减少了弹坑深度。

【技术实现步骤摘要】
一种复合防弹板材及其制备方法
本专利技术涉及防弹材料领域，尤其涉及一种复合防弹板材及其制备方法。
技术介绍
目前的主要防弹板分为金属材料和非金属材料两种。金属材料防弹板主要为高强度防弹级钢板或防弹级钛合金板，依靠本身的高硬度和一定的韧性，破坏弹头结构及弹心，阻止子弹穿透，价格比较低廉，但重量大，分散冲击能量不好，容易造成二次伤害。非金属材料防弹板主要为高强度纤维层压板，依靠织物结构尽快传递冲击能量，同时高强度纤维的断裂和形变吸收冲击能量。质量比较轻，但对某些高硬度钢心弹，抵抗效果不好，且价格比较高，在某些需大面积使用的装甲、移动建筑等方面，因成本太高很难推广。随着现代战争的发展，装甲、移动营房的防护要求和减重要求不断提高，因此即需要对金属防弹板材进行减重，也需要降低非金属防弹板的成本并扩展其所能防御的弹重，因此需要开发二者结合的复合材料。但是由于金属和非金属材料科学为不同领域，对于对方的防护机理和性能以及界面结合都认识不深，因此金属与非金属复合防弹材料目前再国内还很少研究。因此，需要一种新的技术方案以解决上述问题。
技术实现思路
专利技术目的：为了解决现有技术所存在的问题，本专利技术提供了一种不仅防弹性能优异，减少弹坑深度，且大大减轻厚度和重量、延长使用寿命、降低成本的复合防弹板材及其制备方法。技术方案：为达到上述目的，本专利技术可采用如下技术方案：一种复合防弹板材，包括迎弹面、界面和背衬面，所述迎弹面为防弹金属材料层，所述背衬面为高性能纤维复合材料层，所述防弹金属材料层和高性能纤维复合材料层通过界面胶黏而成；所述防弹金属材料层为防弹钢板或防弹钛合金材料，所述高性能纤维复合材料层选择超高分子量聚乙烯无纬布层压板、芳纶无纬布层压板、芳纶机织布层压板中一种或多种材料0层以上进行层压复合而成；其中所述防弹金属材料层厚度为0.5-6mm；所述高性能纤维复合材料层厚度为6-20mm。更为优选的，所述界面采用界面胶黏剂或高性能纤维复合材料层本身的材料层含有的树脂。更进一步的，所述界面胶黏剂为TPU热熔胶膜、PO、PV、EVA热熔胶膜、环氧胶、酚醛树脂、苯乙烯类嵌段共聚物弹性体中的一种或多种。更为优选的，所述防弹金属材料层厚度为2.3mm，所述高性能纤维复合材料层厚度为12mm，具体为超高分子量聚乙烯无纬布层压板90层与芳纶无纬布层压板1层复合而成。更为优选的，所述防弹金属材料层厚度为2.2mm，所述高性能纤维复合材料层为超高分子量聚乙烯无纬布层压板，厚度为13mm；所述界面为超高分子量聚乙烯浸胶无纬布层压板。更为优选的，所述防弹钢板为硬度值在500以上的特种钢板。本专利技术还提供了上述复合防弹板材的制备方法，包括如下步骤：(1)迎弹面防弹金属材料层的制备：将防弹钢板或防弹合金材料裁切成所需大小，表面喷涂聚脲或防水防腐漆；(2)背衬面高性能纤维复合材料层的制备：将高性能纤维无纬布叠层后，在液压机中进行热压，压强不小于10MPa，热压温度为110-130℃，最高温保压时间不低于15min；(3)防弹金属材料层与高性能纤维复合材料层通过界面复合粘接：采用步骤(1)制备的防弹金属材料层与步骤(2)制备的高性能纤维复合材料层，界面采用界面胶黏剂或单层胶膜，加压情况下常温或高温固化粘接；压强不小于10MPa，最高加工温度110-220℃，最高温度保压时间不低于10min。有益效果：本专利技术所公开的一种复合防弹板材及其制备方法，包括迎弹面、界面和背衬面，所述迎弹面为防弹金属材料层，所述背衬面为高性能纤维复合材料层，所述防弹金属材料层和高性能纤维复合材料层通过界面胶黏而成；所述防弹金属材料层为防弹钢板或防弹钛合金材料，所述高性能纤维复合材料层选择超高分子量聚乙烯无纬布层压板、芳纶无纬布层压板、芳纶机织布层压板中一种或多种材料0层以上进行层压复合而成；复合防弹板材成品具有优异的防弹性能，同等防弹等级，与金属材料相比，重量比金属材料减重30％以上，同时提高了抗破片性能，与高性能纤维复合板材相比，成本降低50％左右，同时减少了弹坑深度。附图说明图1是本专利技术具体实施方式一种复合防弹板材的结构示意图。具体实施方式下面结合附图和具体实施方式，进一步阐明本专利技术，应理解下述具体实施方式仅用于说明本专利技术而不用于限制本专利技术的范围，在阅读了本专利技术之后，本领域技术人员对本专利技术的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。实施例1：请参阅图1所示，一种复合防弹板材，包括迎弹面1、界面3和背衬面2，所述迎弹面1为防弹金属材料层，具体为防弹钢板；所述背衬面2为高性能纤维复合材料层，所述防弹钢板和高性能纤维复合材料层通过界面3胶黏而成；所述防弹钢板厚度为2.2mm，硬度值(HB)为500～550，所述超高性能纤维复合材料层厚度为12mm，具体为超高分子量聚乙烯无纬布层压板90层与芳纶无纬布层压板1层复合而成，所述界面3为苯乙烯类嵌段共聚物弹性体。上述一种复合防弹板材的制备方法，包括如下步骤：(1)迎弹面防弹金属材料层的制备：将2.2mm，硬度为500-550的防弹钢板裁切成所需大小，表面喷涂防水防腐TPU漆。(2)背衬面高性能纤维复合材料层的制备：将90层超高分子量聚乙烯无纬布和1层芳纶无纬布按相邻两层的纤维为90度正交方向叠合，进入液压机压制。压强16.5MPa，最高温度128℃，升温时间15min，最高温度保持时间30min，降温15min，温度降低到40℃以下时，打开压机；(3)防弹金属材料层与高性能纤维复合材料层通过界面复合粘接：采用步骤(1)制备的防弹金属材料层与步骤(2)制备的高性能纤维复合材料层，界面采用界面TPU热熔胶膜，压强11MPa，最高温度120℃，最高温保压时间15min。实施例2：请参阅图1所示，一种复合防弹板材，包括迎弹面1、界面3和背衬面2，所述迎弹面1为防弹金属材料层，具体为防弹钢板；所述背衬面2为高性能纤维复合材料层，所述防弹钢板和高性能纤维复合材料层通过界面3胶黏而成；所述防弹钢板厚度2.3mm，硬度值(HB)为550～600，所述高性能纤维复合材料层厚度为14mm，具体为超高分子量聚乙烯无纬布层压板105层热压而成，所述界面3为TPU热熔胶膜。上述一种复合防弹板材的制备方法，包括如下步骤：(1)迎弹面防弹金属材料层的制备：将2.3mm，硬度为550-600的防弹钢板裁切成所需大小，表面喷涂聚脲；(2)背衬面高性能纤维复合材料层的制备：将105层超高分子量聚乙烯无纬布按相邻两层的纤维为90度正交方向叠合，进入液压机压制；压强16.5MPa，最高温度125℃，升温时间15min，最高温度保持时间30分钟，降温15min，温度降低到40℃以下时，打开压机；(3)防弹金属材料层与高性能纤维复合材料层通过界面复合粘接：采用步骤(1)制备的防弹金属材料层与步骤(2)制备的高性能纤维复合材料层，界面采用界面胶黏剂或单层胶膜，加压情况下常温或高温固化粘接；压强16MPa，最高温度128℃，最高温度保压时间30min。实施例1制备而成的复合防弹板，经测试可防护M16步枪所发射的M193弹及M14步枪所发射的NATOM80弹，总面密度为29kg/m2,同等条件的纯防弹钢板厚度为6.3mm，面密度为49.5kg/m2，可减重41.5％。实施例2本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种复合防弹板材，其特征在于包括迎弹面(1)、界面(3)和背衬面(3)，所述迎弹面(1)为防弹金属材料层，所述背衬面(2)为高性能纤维复合材料层，所述防弹金属材料层和高性能纤维复合材料层通过界面(3)胶黏而成；所述防弹金属材料层为防弹钢板或防弹钛合金材料，所述高性能纤维复合材料层选择超高分子量聚乙烯无纬布层压板、芳纶无纬布层压板、芳纶机织布层压板中一种或多种材料0层以上进行层压复合而成；其中所述防弹金属材料层厚度为0.5‑6mm；所述高性能纤维复合材料层厚度为6‑20mm。

【技术特征摘要】
1.一种复合防弹板材，其特征在于包括迎弹面(1)、界面(3)和背衬面(3)，所述迎弹面(1)为防弹金属材料层，所述背衬面(2)为高性能纤维复合材料层，所述防弹金属材料层和高性能纤维复合材料层通过界面(3)胶黏而成；所述防弹金属材料层为防弹钢板或防弹钛合金材料，所述高性能纤维复合材料层选择超高分子量聚乙烯无纬布层压板、芳纶无纬布层压板、芳纶机织布层压板中一种或多种材料0层以上进行层压复合而成；其中所述防弹金属材料层厚度为0.5-6mm；所述高性能纤维复合材料层厚度为6-20mm。2.根据权利要求1所述的复合防弹板材，其特征在于：所述界面(3)采用界面胶黏剂或高性能纤维复合材料层本身的材料层含有的树脂。3.根据权利要求2所述的复合防弹板材，其特征在于：所述界面胶黏剂为TPU热熔胶膜、PO、PV、EVA热熔胶膜、环氧胶、酚醛树脂、苯乙烯类嵌段共聚物弹性体中的一种或多种。4.根据权利要求1所述的复合防弹板材，其特征在于：所述防弹金属材料层厚度为2.2mm，所述高性能纤维复合材料层厚度为12mm，具体为超高分子量聚乙烯无纬布层压板90层与芳纶无纬布层压板1层复合而...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐永红，李振国，丁旭，张苏宁，
申请(专利权)人：江苏安卡新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32