一种致密型复合防弹板的制备方法技术

本发明专利技术属于复合陶瓷技术领域，具体涉及一种致密型复合防弹板的制备方法，步骤1，将碳酸铝铵加入至乙醇水溶液中，密封搅拌得到悬浊液；步骤2，将分散剂加入至悬浊液中，恒温超声20‑40min，得到悬浊分散液；步骤3，将硅酸钠加入去离子水中，微波反应10‑20min，形成水玻璃胶体液；步骤4，将水玻璃胶体液加入至悬浊分散液中，超声20‑40min，然后减压蒸馏反应30‑50min，得到浓缩液；步骤5，将浓缩液加入至模具中微波加压反应1‑3h，缓慢泄压后恒压微波反应1‑2h，得到预制板；步骤6，将酚醛树脂加入至无水乙醇中，然后加入碳纳米管，超声分散至形成镀膜液；步骤7，将预制板加入至镀膜液中超声反应20‑50min，减压蒸馏反应10‑30min，然后进行梯度加压加热反应2‑5h，得到致密型复合防弹板。

【技术实现步骤摘要】
一种致密型复合防弹板的制备方法
本专利技术属于复合陶瓷
，具体涉及一种致密型复合防弹板的制备方法。
技术介绍
现有的陶瓷复合防弹板主要由防弹背板以及设于防弹背板上的多块防弹陶瓷块构成，虽然现有陶瓷复合防弹板的性价比很高，但是这种陶瓷复合防弹板至少还存在着如下几个问题：第一，现有陶瓷复合防弹板的整体重量普遍偏高；第二，在现有的陶瓷复合防弹板中，防弹陶瓷块之间的结合处防弹性能十分薄弱；第三，现有陶瓷复合防弹板的防弹原理是依靠增大子弹侵彻阻力来达到防弹目的的，这一防弹原理限制了现有陶瓷复合防弹板的整体性能偏低。
技术实现思路
针对现有技术中的问题，本专利技术提供一种致密型复合防弹板的制备方法,解决了现有陶瓷板的整体防护效果偏低的问题，大大提升了陶瓷板的致密性，有效的提高了防弹板内部紧密性，有效的提升了防护效果。为实现以上技术目的，本专利技术的技术方案是：一种致密型复合防弹板的制备方法,所述制备方法按照如下步骤：步骤1，将碳酸铝铵加入至乙醇水溶液中，密封搅拌得到悬浊液；碳酸铝铵在乙醇和水中均为不溶物，通过密封搅拌的方式能够形成较为分散的悬浊液；步骤2，将分散剂加入至悬浊液中，恒温超声20-40min，得到悬浊分散液；分散剂能够作用在碳酸铝铵表面，并且在超声调节下，保证碳酸铝铵与分散剂的结构，形成良好均匀的分散体系；步骤3，将硅酸钠加入去离子水中，微波反应10-20min，形成水玻璃胶体液；硅酸钠在水中能够形成二氧化硅溶胶结构，采用微波反应的条件，能够形成内部加热效果，大大提升水解速度，促进水玻璃胶体的形成；步骤4，将水玻璃胶体液加入至悬浊分散液中，超声20-40min，然后减压蒸馏反应30-50min，得到浓缩液；水玻璃胶体在超声条件下能够快速渗透，并分散至悬浊分散液，同时超声能够将分散剂从碳酸铝铵脱离，作用至二氧化硅胶体，此时分散剂能够将二氧化硅包裹，形成粒径可控的纳米二氧化硅；减压蒸馏的方式能够将大部分去离子水和乙醇去除，得到混合材料的水溶液；步骤5，将浓缩液加入至模具中微波加压反应1-3h，缓慢泄压后恒压微波反应1-2h，得到预制板；采用微波加压的方式能够将去离子水快速，同时加压的方式能够提升模具中材料的结构紧密性，泄压后恒压微波能够保证使预制板结构稳固；步骤6，将酚醛树脂加入至无水乙醇中，然后加入碳纳米管，超声分散至形成镀膜液；以酚醛树脂作为粘合剂，碳纳米管为悬浊材料，在乙醇中超声分散形成结构分散的覆膜液；步骤7，将预制板加入至镀膜液中超声反应20-50min，减压蒸馏反应10-30min，然后取出预制板进行梯度加压加热反应2-5h，得到致密型复合防弹板；采用超声的方式将镀膜液中的碳纳米管和酚醛树脂作用至预制板的缝隙内，能够缝隙填补效果，然后减压蒸馏的方式能够提升缝隙填补效果，提升密封效果；采用梯度加压加热的方式将乙醇去除，加压将预制板紧实，不仅能够将缝隙全部填满，同时提升预制板紧密结构，压制完成致密型复合防弹板。所述步骤1中的碳酸铝铵在乙醇水溶液中的浓度为30-50g/L，所述乙醇水溶液的乙醇质量浓度为70-80％，所述密封搅拌的搅拌速度为2000-4000r/min。所述步骤2中的分散剂采用聚乙烯吡咯烷酮，加入量是碳酸铝铵质量的70-85％，所述恒温超声反应的温度为30-40min，超声频率为5-10kHz。所述步骤3中的硅酸钠的加入量是碳酸铝铵质量的40-60％，所述硅酸钠在去离子水中的浓度为10-20％，所述微波反应的微波功率为400-700W。所述步骤4中的超声反应的频率为40-60kHz，温度为40-70℃，所述减压蒸馏反应的压力为大气压的50-70％，温度为80-90℃，所述浓缩液的体积是悬浊分散液体积的20-30％。所述步骤5中的微波加压反应的微波规律为500-1000W，压力为10-30MPa，温度为100-120℃，缓慢泄压的泄压速度为0.1-0.3MPa/min，所述恒压微波反应的压力为0.1-0.3MPa，微波功率为300-500W。所述步骤6中的酚醛树脂的加入量是碳酸铝铵质量的30-50％，碳纳米管的加入量是钛酸铝铵质量的20-30％，酚醛树脂在无水乙醇中的质量浓度为20-40g/L。所述步骤6中的超声分散的超声频率为30-50kHz，温度为40-60℃。所述步骤7中的超声反应的频率为50-70kHz，减压蒸馏反应的温度为70-80℃，压力为大气压的50-70％。所述步骤7中的梯度加压加热反应的梯度如下：压力温度时间2-5MPa150-200℃10-20min10-12MPa80-100℃20-30min18-20MPa50-60℃20-30min30-35MPa室温剩余时间从以上描述可以看出，本专利技术具备以下优点：1.本专利技术解决了现有陶瓷板的整体防护效果偏低的问题，大大提升了陶瓷板的致密性，有效的提高了防弹板内部紧密性，有效的提升了防护效果。2.本专利技术采用氧化铝作为框架结构，二氧化硅为辅助结构，形成致密性陶瓷结构，同时以碳纳米管为掺杂剂，酚醛树脂为连接剂，增加紧实度的同时也提升了粘合力。3.本专利技术采用微波加热的方式制备预制板，能够利用整体加热的方式将内部碳酸铝铵分解形成气体排出，形成结构稳固的裂纹结构，同时加压能够使预制板保持致密稳固的结构。4.本专利技术采用超声与减压蒸馏的依次反应能够将碳纳米管转移至缝隙内，在酚醛树脂作用下进行良好的缝隙填补效果，同时材料本身的性能能够很好的形成互补。具体实施方式结合实施例详细说明本专利技术，但不对本专利技术的权利要求做任何限定。实施例1一种致密型复合防弹板的制备方法,所述制备方法按照如下步骤：步骤1，将碳酸铝铵加入至乙醇水溶液中，密封搅拌得到悬浊液；步骤2，将分散剂加入至悬浊液中，恒温超声20min，得到悬浊分散液；步骤3，将硅酸钠加入去离子水中，微波反应10min，形成水玻璃胶体液；步骤4，将水玻璃胶体液加入至悬浊分散液中，超声20min，然后减压蒸馏反应30min，得到浓缩液；步骤5，将浓缩液加入至模具中微波加压反应1h，缓慢泄压后恒压微波反应1h，得到预制板；步骤6，将酚醛树脂加入至无水乙醇中，然后加入碳纳米管，超声分散至形成镀膜液；步骤7，将预制板加入至镀膜液中超声反应20min，减压蒸馏反应10min，然后取出预制板进行梯度加压加热反应2h，得到致密型复合防弹板。所述步骤1中的碳酸铝铵在乙醇水溶液中的浓度为30g/L，所述乙醇水溶液的乙醇质量浓度为70％，所述密封搅拌的搅拌速度为2000r/min。所述步骤2中的分散剂采用聚乙烯吡咯烷酮，加入量是碳酸铝铵质量的70％，所述恒温超声反应的温度为30min，超声频率为5kHz。所述步骤3中的硅酸钠的加入量是碳酸铝铵质量的40％，所述硅酸钠在去离子水中的浓度为10％，所述微波反应的微波功率为400W。所述步骤4中的超声反应的频率为40kHz，温度为40℃，所述减压蒸馏反应的压力为大气压的50％，温度为80℃，所述浓缩液的体积是悬浊分散液体积的20％。所述步骤5中的微波加压反应的微波规律为500W，压力为10MPa，温度为100℃，缓慢泄压的泄压速度为0.1MPa/min，所述恒压微波反应的压力为0.1MPa，微波功率为300W。所述步骤6中的酚醛树脂的加入量是碳酸铝铵质量的30％，碳纳米管的加本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种致密型复合防弹板的制备方法，其特征在于：所述制备方法按照如下步骤：步骤1，将碳酸铝铵加入至乙醇水溶液中，密封搅拌得到悬浊液；步骤2，将分散剂加入至悬浊液中，恒温超声20‑40min，得到悬浊分散液；步骤3，将硅酸钠加入去离子水中，微波反应10‑20min，形成水玻璃胶体液；步骤4，将水玻璃胶体液加入至悬浊分散液中，超声20‑40min，然后减压蒸馏反应30‑50min，得到浓缩液；步骤5，将浓缩液加入至模具中微波加压反应1‑3h，缓慢泄压后恒压微波反应1‑2h，得到预制板；步骤6，将酚醛树脂加入至无水乙醇中，然后加入碳纳米管，超声分散至形成镀膜液；步骤7，将预制板加入至镀膜液中超声反应20‑50min，减压蒸馏反应10‑30min，然后取出预制板进行梯度加压加热反应2‑5h，得到致密型复合防弹板。

【技术特征摘要】
1.一种致密型复合防弹板的制备方法，其特征在于：所述制备方法按照如下步骤：步骤1，将碳酸铝铵加入至乙醇水溶液中，密封搅拌得到悬浊液；步骤2，将分散剂加入至悬浊液中，恒温超声20-40min，得到悬浊分散液；步骤3，将硅酸钠加入去离子水中，微波反应10-20min，形成水玻璃胶体液；步骤4，将水玻璃胶体液加入至悬浊分散液中，超声20-40min，然后减压蒸馏反应30-50min，得到浓缩液；步骤5，将浓缩液加入至模具中微波加压反应1-3h，缓慢泄压后恒压微波反应1-2h，得到预制板；步骤6，将酚醛树脂加入至无水乙醇中，然后加入碳纳米管，超声分散至形成镀膜液；步骤7，将预制板加入至镀膜液中超声反应20-50min，减压蒸馏反应10-30min，然后取出预制板进行梯度加压加热反应2-5h，得到致密型复合防弹板。2.根据权利要求1所述的一种致密型复合防弹板的制备方法，其特征在于：所述步骤1中的碳酸铝铵在乙醇水溶液中的浓度为30-50g/L，所述乙醇水溶液的乙醇质量浓度为70-80％，所述密封搅拌的搅拌速度为2000-4000r/min。3.根据权利要求1所述的一种致密型复合防弹板的制备方法，其特征在于：所述步骤2中的分散剂采用聚乙烯吡咯烷酮，加入量是碳酸铝铵质量的70-85％，所述恒温超声反应的温度为30-40min，超声频率为5-10kHz。4.根据权利要求1所述的一种致密型复合防弹板的制备方法，其特征在于：所述步骤3中的硅酸钠的加入量是碳酸铝铵质量的40-60％，所述硅酸钠在去离子水中的浓度为10-20％，所述微波反应的微波功率为400-700W。5....

【专利技术属性】
技术研发人员：朱燕艳，潘小杰，
申请(专利权)人：孝感奥新新材料技术有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北,42