一种纤维增强防弹复合材料及其制备方法技术

一种纤维增强防弹复合材料及其制备方法，本发明专利技术通过2.5D纤维织物Z向纱线编织角的优选，使复合材料具有优良的防弹性能，进一步，本发明专利技术采用真空辅助工艺制备纤维增强防弹复合材料，有效的提高了生产效率和成型质量，且可实现大尺寸、异型防弹结构的一次成型，纤维增强防弹复合材料可用于不同部位特别是结构复杂部位的抗侵彻防护，具有广阔的军事应用前景。

【技术实现步骤摘要】
【
】 本专利技术涉及一种复合材料及其制备方法，尤其涉及，具体涉及一种2.5D纤维增强防弹复合材料及其制备方法。【
技术介绍
】 已知的，较二维织物增强防弹复合材料，三维编织、三维缝合、三维机织、2.5D织物等三维织物增强复合材料具有优异的面内和面外力学性能，优于二维织物的铺放特性和成型工艺性，且有利于改善生产环境、提高生产效率。目前三维增强织物中，2.5D织物已实现规模化连续生产，成本远低于其他三维织物。可实现大规模应用，在高性能织物增强防弹复合材料领域具有广阔的应用前景。无论是三维编织、机织织物、缝合织物还是2.5D织物，针对其开展除模压工艺外的RTM或真空辅助成型工艺研究、专利技术专利等主要对象是小尺寸、小厚度或高树脂含量的复合材料，用于进行材料性能(不含防弹性能)的研究分析；其织物增强复合材料的抗冲击性能也受到广泛关注，以研究其低速冲击以及冲击后的力学性能为主。目前针对三维编织、机织织物与传统二维织物开展了较多的复合材料性能、成型工艺、织物细观结构等方面的研究，并针对一些三维织物构件申请相关专利。田伟等发表在《材料工程》2007年增刊I卷的《三维整体夹芯机织复合材料的抗冲击与能量吸收性能》采用常规真空辅助工艺成型了三维整体夹芯机织复合材料板材，并采用落锤冲击性能试验将其与典型三维机织复合材料进行初步的抗冲击性能比较分析。浙江理工大学王静硕士学位论文《高性能纤维混杂方式与混杂复合材料性能关系的研究》采用真空辅助工艺制备了3D复合材料，铺层顺序由下而上依次是:玻璃模具-脱模纸-三维机织物-脱模纸-导流布-引流管-树脂导入管和回流管-真空密封袋，研究发现厚度2.5-14.3mm的三维机织物增强复合材料真空辅助工艺成型时其M型模型导流管以及间歇式抽真空具有较好的渗透效果。焦亚男等发表在《材料工程》2008年增刊的《三维编织玻璃/环氧复合材料梁的低速冲击和冲击后压缩性能研究》发现，三维编织复合材料在编织结构相同时，20°、30°、40°三个编织角度中，30°编织角试样的抗冲击性能较好，同时其冲击后压缩试样表现出脆性断裂特征。针对2.5D织物多个院校及研究机构已开展复合材料性能、成型工艺等方面的研究。南京航空航天大学李明硕士学位论文《2.机织复合材料冲击后剩余强度研究》指出:2.5D机织结构是建立在平面机织结构叠加的基础上，通过在厚度方向上引入接结纱而一次成型的2.纤维集合体(2.5D是指在厚度方向纱线并未贯穿整个厚度，在空间中仅视作半维)；同时仿真计算与低速冲击试验研究发现，2.5D机织复合材料较传统层合材料更耐低速冲击。【
技术实现思路
】 为克服
技术介绍
中存在的不足，本专利技术提供了，本专利技术由多层2.纤维织物铺覆通过真空辅助灌注热固性树脂固化成型获得，本专利技术的防弹复合材料通过优选使其具有较好的防护性能，采用合适的真空辅助工艺成型在保证成型质量的如提下可提闻成型效率等。为实现如上所述的专利技术目的，本专利技术采用如下所述的技术方案: 一种纤维增强防弹复合材料，所述纤维增强防弹复合材料通过低粘度树脂体系与2.5D纤维织物复合形成，厚度为0.8?60mm，所述树脂体系为具有阻燃功能的树脂基体，其中复合材料层的基体树脂质量含量为整体的20?45%，所述2.5D纤维织物结构形式为浅交直联或深交直联或浅交弯联，单层2.5D纤维织物的厚度为0.8?2mm，在相同2.5D纤维织物厚度情况下，优选的2.纤维织物Z向纱线的编织角Θ为30°?80°，其中Z向纱线的编织角越大其防护性能越好。所述的纤维增强防弹复合材料，所述阻燃功能的树脂基体为阻燃环氧树脂或阻燃不饱和聚酯树脂或阻燃乙烯基脂树脂。所述的纤维增强防弹复合材料，所述2.5D纤维织物为无机纤维或有机纤维。所述的纤维增强防弹复合材料，所述无机纤维为玻璃纤维或碳纤维或石英纤维。所述的纤维增强防弹复合材料，所述有机纤维为芳纶纤维或高密度聚乙烯纤维。所述的纤维增强防弹复合材料的制备方法，所述2.纤维织物由于具有较二维织物复杂的织物交互编织方式，纤维束内与纤维束间的树脂渗透率有明显差别，通过控制真空辅助成型工艺参数，可以获得成型质量良好的纤维增强防弹复合材料。一种纤维增强防弹复合材料的制备方法，所述制备方法采用真空辅助成型工艺制备，所述真空辅助成型工艺简便、无污染，可一次成型大尺寸、复杂型面的防弹复合材料结构。所述的纤维增强防弹复合材料的制备方法，所述真空辅助成型工艺制备纤维增强防弹复合材料，铺覆的导流布为非单向导流型，导流布厚度为0.3?1.0mm，采用该类型导流布可降低树脂在纤维水平方向的渗透速率，从而使树脂在纤维水平方向与垂直方向“即厚度方向”、纤维束内与纤维束间的渗透速率接近，利于纤维束内的树脂渗透，可提高纤维增强防弹复合材料的成型质量。采用如上所述的技术方案，本专利技术具有如下所述的优越性: 本专利技术所述的，本专利技术通过2.5D纤维织物Z向纱线编织角的优选，使复合材料具有优良的防弹性能，进一步，本专利技术采用真空辅助工艺制备纤维增强防弹复合材料，有效的提高了生产效率和成型质量，且可实现大尺寸、异型防弹结构的一次成型，纤维增强防弹复合材料可用于不同部位特别是结构复杂部位的抗侵彻防护，具有广阔的军事应用前景。【【具体实施方式】】 通过下面的实施例可以更详细的解释本专利技术，本专利技术并不局限于下面的实施例；本专利技术所述的一种纤维增强防弹复合材料，所述纤维增强防弹复合材料通过低粘度树脂体系与2.5D纤维织物复合形成，厚度为0.8?60mm，所述树脂体系为具有阻燃功能的树脂基体，所述阻燃功能的树脂基体为阻燃环氧树脂或阻燃不饱和聚酯树脂或阻燃乙烯基脂树脂，其中复合材料层的基体树脂质量含量为整体的20?45%，2.5D纤维织物为无机纤维或有机纤维，所述无机纤维为玻璃纤维或碳纤维或石英纤维，所述有机纤维为芳纶纤维或高密度聚乙烯纤维；所述2.5D纤维织物结构形式为浅交直联或深交直联或浅交弯联，单层2.5D纤维织物的厚度为0.8?2mm，在相同2.5D纤维织物厚度情况下，优选的2.5D纤维织物Z向纱线的编织角Θ为30°?80°，其中Z向纱线的编织角越大其防护性能越好，所述Z向纱线的编织角Θ为Z向纱线与2.5D布层厚度方向的夹角，其中2.5D纤维织物由于具有较二维织物复杂的织物交互编织方式，纤维束内与纤维束间的树脂渗透率有明显差别，通过控制真空辅助成型工艺参数，可以获得成型质量良好的2.5D纤维增强防弹复合材料。一种纤维增强防弹复合材料的制备方法，所述制备方法采用真空辅助成型工艺制备，所述真空辅助成型工艺简便、无污染，可一次成型大尺寸、复杂型面的防弹复合材料结构，所述真空辅助成型工艺制备2.5D纤维增强防弹复合材料，铺覆的导流布为非单向导流型，导流布厚度为0.3?1.0mm，采用该类型导流布可降低树脂在纤维水平方向的渗透速率，从而使树脂在纤维水平方向与垂直方向“即厚度方向”、纤维束内与纤维束间的渗透速率接近，利于纤维束内的树脂渗透，可提高2.5D纤维增强防弹复合材料的成型质量。本专利技术提出优选2.纤维增强防弹复合材料的Z向纱线的编织角度，并通过导流布参数设定提供简便高效的真空辅助制备方法，使该防弹复合材料的防护性能不低于模压成型的二维织物增强防弹复合材料层合板。本专利技术所述的真空辅助成型2.5本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种纤维增强防弹复合材料，其特征是：所述纤维增强防弹复合材料通过低粘度树脂体系与2.5D纤维织物复合形成，厚度为0.8～60mm，所述树脂体系为具有阻燃功能的树脂基体，其中复合材料层的基体树脂质量含量为整体的20～45%，所述2.5D纤维织物结构形式为浅交直联或深交直联或浅交弯联，单层2.5D纤维织物的厚度为0.8～2mm，在相同2.5D纤维织物厚度情况下，优选的2.5D纤维织物Z向纱线的编织角θ为30°～80°，其中Z向纱线的编织角越大其防护性能越好。

【技术特征摘要】
1.一种纤维增强防弹复合材料，其特征是:所述纤维增强防弹复合材料通过低粘度树脂体系与2.5D纤维织物复合形成，厚度为0.8?60mm，所述树脂体系为具有阻燃功能的树脂基体，其中复合材料层的基体树脂质量含量为整体的20?45%，所述2.5D纤维织物结构形式为浅交直联或深交直联或浅交弯联，单层2.5D纤维织物的厚度为0.8?2mm，在相同2.纤维织物厚度情况下，优选的2.纤维织物Z向纱线的编织角Θ为30°?80°，其中Z向纱线的编织角越大其防护性能越好。 2.根据权利要求1所述的纤维增强防弹复合材料，其特征是:所述阻燃功能的树脂基体为阻燃环氧树脂或阻燃不饱和聚酯树脂或阻燃乙烯基脂树脂。3.根据权利要求1所述的纤维增强防弹复合材料，其特征是:所述2.5D纤维织物为无机纤维或有机纤维。4.根据权利要求3所述的纤维增强防弹复合材料，其特征是:所述无机纤维为玻璃纤维或碳纤维或石英纤维。5.根据权利要求3所述的纤维增强防弹复合材料，其特征是:所述有机纤维为芳纶纤维...

【专利技术属性】
技术研发人员：张笑梅，李想，马武伟，
申请(专利权)人：中国船舶重工集团公司第七二五研究所，
类型：发明
国别省市：河南;41