具有絎縫結(jié)構(gòu)的防彈板的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了具有絎縫結(jié)構(gòu)的防彈板，包括熱壓成型的防彈板；防彈板包括多組UD復(fù)合材料，多組UD復(fù)合材料層疊設(shè)置，相鄰的兩組UD復(fù)合材料通過絎縫線縫合連接；每組UD復(fù)合材料由多層UD片材層疊設(shè)置構(gòu)成，多層UD片材通過絎縫線縫合連接；每層UD片材包括多層纖維單向平行排列的預(yù)浸片。本實用新型通過采用絎縫線將UD復(fù)合材料縫合為一個整體，當受到多發(fā)彈丸打擊時，絎縫線能夠有效減小以及阻止沖擊波對防彈板的層間的作用力。當彈丸沖擊防彈板時，由于絎縫線的牽扯，防彈板中的片層之間不會輕易地散開，克服了現(xiàn)有防彈板容易發(fā)生層間分離的缺點和不足，提高了防彈板承受多發(fā)彈丸沖擊的能力，從而提高防彈板整體的防彈性能。
【專利說明】具有絎縫結(jié)構(gòu)的防彈板
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于防彈材料領(lǐng)域，具體而言，涉及具有絎縫結(jié)構(gòu)的防彈板。
【背景技術(shù)】
[0002]UD (無緯布)復(fù)合材料是一種新型復(fù)合材料，屬纖維復(fù)合材料的范圍，由于高強高模聚乙烯纖維的優(yōu)異性能，其作為復(fù)合材料增強層，在軍事、航空航天、海洋開發(fā)等產(chǎn)業(yè)有著廣泛地應(yīng)用。高強高模聚乙烯纖維制備的UD復(fù)合材料，可以用于制造層壓防彈插板、頭盔和防彈裝甲等硬質(zhì)防護制品。
[0003]UD復(fù)合材料是近些年來市場上出現(xiàn)的、主要用于防彈領(lǐng)域的一種新型高性能復(fù)合材料。UD材料是將纖維平行排布，并用樹脂浸潰后，制成的纖維單向平行排列的預(yù)浸片。使用時，將兩層或兩層以上纖維單向平行排列的預(yù)浸片按照一定的纖維軸旋轉(zhuǎn)角度進行交叉鋪層，采用樹脂基體之間的粘合結(jié)合在一起，從而制成可以使用的材料片層。
[0004]UD復(fù)合材料為層狀材料，將一定層數(shù)的UD材料片層在壓機中熱壓成型為板材。根據(jù)纖維復(fù)合材料防彈機理中應(yīng)力波傳播機理，在UD復(fù)合材料中，纖維處于伸直狀態(tài),沒有交織，其結(jié)構(gòu)有利于沖擊波的傳播，并且該結(jié)構(gòu)在加工過程中纖維強度損失極小，能充分發(fā)揮纖維本身的獨特優(yōu)勢，因此成品的防彈性能極好。
[0005]當板材受到彈丸沖擊時，板材之間通過樹脂基體的粘合結(jié)合在一起，在沖擊波的作用下，板材的層與層之間會發(fā)生層間分離，同時消耗一部分的沖擊能量。
[0006]然而，在受到多發(fā)彈丸打擊時，若材料在承受前幾發(fā)彈丸沖擊時已發(fā)生了層間分離，則材料的整體防彈性能會大幅度下降，有可能不能有效地抵御后幾發(fā)彈丸的侵徹。
[0007]所以，現(xiàn)有的防彈板容易發(fā)生層間分離，在受到多次沖擊后，防彈效果會減弱。
實用新型內(nèi)容
[0008]本實用新型的目的在于提供一種具有絎縫結(jié)構(gòu)的防彈板，以解決上述問題。
[0009]在本實用新型實施例提供了 一種具有絎縫結(jié)構(gòu)的防彈板，包括熱壓成型的防彈板；
[0010]所述防彈板包括多組UD復(fù)合材料，多組所述UD復(fù)合材料層疊設(shè)置，相鄰的兩組所述UD復(fù)合材料通過絎縫線縫合連接；
[0011]每組所述UD復(fù)合材料由多層UD片材層疊設(shè)置構(gòu)成，多層所述UD片材通過絎縫線縫合連接；每層所述UD片材包括多層纖維單向平行排列的預(yù)浸片。
[0012]本實用新型提供的具有絎縫結(jié)構(gòu)的防彈板的目的在于克服現(xiàn)有防彈板容易發(fā)生層間分離的缺點和不足。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型通過采用絎縫線將UD復(fù)合材料縫合為一個整體，當受到多發(fā)彈丸打擊時，絎縫線能夠有效減小以及阻止沖擊波對防彈板的層間的作用力。當彈丸沖擊防彈板時，由于絎縫線的牽扯，防彈板中的片層之間不會輕易地散開，防止防彈板層間分離，提高了防彈板承受多發(fā)彈丸沖擊的能力，從而提高防彈板整體的防彈性能。[0013]同時，因為具有了絎縫結(jié)構(gòu)，防彈板的承受力從單獨地一個受力面變更成為多個受力面，進一步提高了防彈板的防彈能力。
[0014]進一步地，每層所述UD片材均包括兩層所述纖維單向平行排列的預(yù)浸片，兩層所述纖維單向平行排列的預(yù)浸片按預(yù)設(shè)角度交叉鋪層粘合連接。
[0015]所述UD片材可以包括兩層或者更多層，層數(shù)根據(jù)防彈板的防彈等級和需求來定。按照常規(guī)的防彈等級，UD片材均包括兩層纖維單向平行排列的預(yù)浸片即可。為了提高制成的UD片材的抗沖擊力，可以設(shè)置纖維單向平行排列的預(yù)浸片按預(yù)設(shè)角度交叉鋪層粘合連接，抗沖擊能力更強。
[0016]進一步地，兩層所述纖維單向平行排列的預(yù)浸片是以0° /90°正交的方式交叉鋪層粘合連接。
[0017]纖維單向平行排列的預(yù)浸片以0° /90°正交的方式復(fù)合層疊鋪設(shè)，制成的UD片材防彈性能更好。
[0018]進一步地，所述絎縫線為具有防彈性能的絎縫線。
[0019]為了提高防彈板的防彈性能，可以使用具有防彈性能的絎縫線進行縫合，使得絎縫線本身也具有一定地防彈性能。
[0020]進一步地，所述絎縫線是由多束長絲纖維加捻制成。
[0021]為了提高絎縫線的強度，可以由多束長絲纖維加捻制成。
[0022]進一步地，所述長絲纖維的纖維細度< 1000D，拉伸強力> 25cN/dteX，拉伸模量
>800cN/dtex。優(yōu)選纖維細度< 800D，拉伸強力> 30cN/dtex，拉伸模量> 1200cN/dtex。
[0023]為了使得防彈板能夠達到最好的防彈效果，可以設(shè)置制作防彈板的基本單元長絲纖維的物理性能滿足纖維細度< 1000D，拉伸強力> 25cN/dtex，拉伸模量> 800cN/dtex，在該物理條件下，制成的防彈板不僅防彈效果好，而且使用時間長，可以多次反復(fù)使用。
[0024]進一步地,所述絎縫線縫合時，穿越所述UD復(fù)合材料層的方向與所述UD復(fù)合材料層的厚度方向相同。
[0025]為了提高絎縫線的防彈效能，在縫合時，絎縫線穿越UD復(fù)合材料層時的方向與所述UD復(fù)合材料層的厚度方向相同，也就是與子彈的射擊方向平行，這樣，絎縫線就能起到傳播分散沖擊載荷的作用。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0026]圖1為本實用新型一個實施例提供的具有絎縫結(jié)構(gòu)的防彈板的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027]1.絎縫線，2.UD復(fù)合材料。
【具體實施方式】
[0028]下面通過具體的實施例子并結(jié)合附圖對本實用新型做進一步的詳細描述。
[0029]本實用新型提供了下述實施例，詳細介紹了具有絎縫結(jié)構(gòu)的防彈板，包括熱壓成型的防彈板；
[0030]所述防彈板包括多組UD復(fù)合材料2，多組所述UD復(fù)合材料2層疊設(shè)置，相鄰的兩組所述UD復(fù)合材料2通過絎縫線I縫合連接；
[0031]每組所述UD復(fù)合材料2由多層UD片材層疊設(shè)置構(gòu)成，多層所述UD片材通過絎縫線I縫合連接；每層所述UD片材包括多層纖維單向平行排列的預(yù)浸片。
[0032]本實用新型提供的具有絎縫結(jié)構(gòu)的防彈板的目的在于克服現(xiàn)有防彈板容易發(fā)生層間分離的缺點和不足。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型通過采用絎縫線I將UD復(fù)合材料2縫合為一個整體，當受到多發(fā)彈丸打擊時，絎縫線I能夠有效減小以及阻止沖擊波對防彈板的層間的作用力。當彈丸沖擊防彈板時，由于絎縫線I的牽扯，防彈板中的片層之間不會輕易地散開，防止防彈板層間分離，提高了防彈板承受多發(fā)彈丸沖擊的能力，從而提高防彈板整體的防彈性能。
[0033]同時，因為具有了絎縫結(jié)構(gòu)，防彈板的承受力從單獨地一個受力面變更成為多個受力面，進一步提高了防彈板的防彈能力。
[0034]根據(jù)上述實施例，本實用新型還做了進一步地改進:
[0035]進一步地，每層所述UD片材均包括兩層所述纖維單向平行排列的預(yù)浸片，兩層所述纖維單向平行排列的預(yù)浸片按預(yù)設(shè)角度交叉鋪層粘合連接。
[0036]所述UD片材可以包括兩層或者更多層，層數(shù)根據(jù)防彈板的防彈等級和需求來定。按照常規(guī)的防彈等級，UD片材均包括兩層纖維單向平行排列的預(yù)浸片即可。為了提高制成的UD片材的抗沖擊力，可以設(shè)置纖維單向平行排列的預(yù)浸片按預(yù)設(shè)角度交叉鋪層粘合連接，抗沖擊能力更強。
[0037]進一步地，兩層所述纖維單向平行排列的預(yù)浸片是以0° /90°正交的方式交叉鋪層粘合連接。
[0038]纖維單向平行排列的預(yù)浸片以0° /90°正交的方式復(fù)合層疊鋪設(shè)，制成的UD片材防彈性能更好。
[0039]進一步地，所述絎縫線I為具有防彈性能的絎縫線I。
[0040]為了提高防彈板的防彈性能，可以使用具有防彈性能的絎縫線I進行縫合，使得絎縫線I本身也具有一定地防彈性能。
[0041]進一步地，所述絎縫線I是由多束長絲纖維加捻制成。
[0042]為了提高絎縫線I的強度，可以由多束長絲纖維加捻制成。
[0043]進一步地，所述長絲纖維的纖維細度< 1000D，拉伸強力> 25cN/dteX，拉伸模量
>800cN/dtex。優(yōu)選纖維細度< 800D，拉伸強力> 30cN/dtex，拉伸模量> 1200cN/dtex。
[0044]為了使得防彈板能夠達到最好的防彈效果，可以設(shè)置制作防彈板的基本單元長絲纖維的物理性能滿足纖維細度< 1000D，拉伸強力> 25cN/dtex，拉伸模量> 800cN/dtex，在該物理條件下，制成的防彈板不僅防彈效果好，而且使用時間長，可以多次反復(fù)使用。
[0045]進一步地,所述絎縫線I縫合時，穿越所述UD復(fù)合材料2層的方向與所述UD復(fù)合材料2層的厚度方向相同。
[0046]為了提高絎縫線I的防彈效能，在縫合時，絎縫線I穿越UD復(fù)合材料2層時的方向與所述UD復(fù)合材料2層的厚度方向相同，也就是與子彈的射擊方向平行，這樣，絎縫線I就能起到傳播分散沖擊載荷的作用。
[0047]UD片材中的多束長絲纖維為芳族聚酰胺纖維、UHMWPE纖維中的至少一種。
[0048]制備纖維單向平行排列的預(yù)浸片的樹脂基體為聚氨酯樹脂、聚酯類樹脂、聚烯烴樹脂、乙烯基酯樹脂、環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂中的至少一種。
[0049]UD片材的層數(shù)、復(fù)合材料的組數(shù)根據(jù)防彈等級要求決定。[0050]具體實施例:
[0051]如圖1所示，具有絎縫結(jié)構(gòu)的防彈板，UHMWPE纖維平行伸直排列，經(jīng)熱塑性聚氨酯樹脂浸潰后，制成纖維單向平行排列的預(yù)浸片。將兩層纖維單向排列的預(yù)浸片以0° /90°正交的方式復(fù)合，制成UD片材。
[0052]將23層UD片材層疊，采用絎縫線I將其縫合成一個整體，制成一組UD復(fù)合材料2。
[0053]采用同樣的方法制備出7組UD復(fù)合材料2，然后將7組UD復(fù)合材料2層疊，相鄰兩組采用絎縫線I連接，于是將7組UD復(fù)合材料2連接成一個整體。將其放入壓機中，進行熱壓成型，從而制得防彈板。采用國際防彈標準NIJ0101.06對該防彈板進行防彈性能測試，可以達到防彈等級III級。
[0054]以上所述僅為本實用新型的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本實用新型，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本實用新型可以有各種更改和變化。凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.具有絎縫結(jié)構(gòu)的防彈板，其特征在于，包括熱壓成型的防彈板； 所述防彈板包括多組UD復(fù)合材料，多組所述UD復(fù)合材料層疊設(shè)置，相鄰的兩組所述UD復(fù)合材料通過絎縫線縫合連接； 每組所述UD復(fù)合材料由多層UD片材層疊設(shè)置構(gòu)成，多層所述UD片材通過絎縫線縫合連接；每層所述UD片材包括多層纖維單向平行排列的預(yù)浸片。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有絎縫結(jié)構(gòu)的防彈板，其特征在于， 每層所述UD片材均包括兩層所述纖維單向平行排列的預(yù)浸片，兩層所述纖維單向平行排列的預(yù)浸片按預(yù)設(shè)角度交叉鋪層粘合連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的具有絎縫結(jié)構(gòu)的防彈板，其特征在于， 兩層所述纖維單向平行排列的預(yù)浸片是以0° /90°正交的方式交叉鋪層粘合連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有絎縫結(jié)構(gòu)的防彈板，其特征在于， 所述絎縫線為具有防彈性能的絎縫線。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的具有絎縫結(jié)構(gòu)的防彈板，其特征在于， 所述絎縫線是由多束長絲纖維加捻制成。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的具有絎縫結(jié)構(gòu)的防彈板，其特征在于， 所述長絲纖維的纖維細度< 1000D，拉伸強力> 25cN/dtex，拉伸模量> 800cN/dtex。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有絎縫結(jié)構(gòu)的防彈板，其特征在于， 所述絎縫線縫合時，穿越所述UD復(fù)合材料層的方向與所述UD復(fù)合材料層的厚度方向相同。
【文檔編號】B32B5/06GK203785555SQ201420192459
【公開日】2014年8月20日 申請日期:2014年4月18日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月18日
【發(fā)明者】周慶 申請人:北京普諾泰新材料科技有限公司