BR102021000082A2

BR102021000082A2 - Blindagem de aplicação líquida para proteção balística e contra explosão e método para produção da mesma

Info

Publication number: BR102021000082A2
Application number: BR102021000082-1A
Authority: BR
Inventors: 6º § 4º da LPI e item 1.1 do Ato Normativo nº 127/97 Art.
Original assignee: Mylene Caruso De Freitas; Jose Antonio Cordeiro Torres
Priority date: 2021-01-04
Filing date: 2021-01-04
Publication date: 2022-07-12
Also published as: WO2022140833A1

Abstract

BLINDAGEM DE APLICAÇÃO LÍQUIDA PARA PROTEÇÃO BALÍSTICA E CONTRA EXPLOSÃO E MÉTODO PARA PRODUÇÃO DA MESMA. Estrutura de blindagem/revestimento de aplicação líquida destinada a diferentes substratos, tais como metal, vidro, concreto, madeira ou alvenaria, que se enquadra no setor técnico de proteção balística, proteção contra explosão e blindagem de estruturas civis e militares em diferentes superfícies. A BLINDAGEM LÍQUIDA consiste em um composto formado pela aplicação alternada de resinas e elemento têxtil (manta sintética) sobre a superfície a qual se pretende blindar/revestir de modo que, após a secagem, o material formado torne-se rígido e com resistência mecânica suficiente a impedir o transpasse de um projétil balístico ou deformações decorrentes de explosões. A BLINDAGEM LÍQUIDA diferencia-se das demais blindagens existentes no mercado pelo fato de ser aplicada líquida, diretamente na superfície a ser blindada/revestida, moldando-se à forma exata da mesma, aderente a diferentes substratos, tais como metais, vidros, alvenaria, madeira ou concreto, representando volume e peso cerca de 90% a 95% menores ao objeto blindado/revestido, em relação às blindagens atualmente conhecidas. A blindagem liquida permite a liberação do serviço/obra em um prazo até dez vezes menor do que as soluções existentes. Além disso, por sua forma de aplicação, baixo volume e peso, a BLINDAGEM LÍQUIDA permite seu manuseio em locais diversos e não requer grandes espaços para aplicação nem armazenamento, minimizando custos operacionais.

Description

BLINDAGEM DE APLICAÇÃO LÍQUIDA PARA PROTEÇÃO BALÍSTICA E CONTRA EXPLOSÃO E MÉTODO PARA PRODUÇÃO DA MESMA

Campo da invenção

[01] O setor técnico ao qual se refere a invenção é um composto de um revestimento/blindagem, formado por camadas de resina primária, aplicada em temperatura ambiente, resina intemediária, elemento têxtil e resina acabamento, aplicadas a quente diretamente no substrato a ser blindado/revestido para proteção balística e contra explosão.

Fundamentos da invenção

[02] A presente invenção se refere a uma estrutura para proteção balística e contra explosão e um método de aplicação dessa estrutura no substrato a ser blindado, revestido ou protegido.

[03] A presente invenção consiste em um composto formado por aplicação de camada aplicada em temperatura ambiente, no substrato a ser blindado/revestido, de uma resina primária e camadas alternadas de resina intermediária, aplicada a quente, e de um elemento têxtil, manta sintética, do tipo para- aramida, finalizando com uma camada de resina acabamento, aplicada a quente, conforme demonstrado nos desenhos e nas reivindicações.

[04] Os sistemas para proteção contra explosão e proteção balística de alto impacto, existentes atualmente, são compostos por placas pré-fabricadas, complementadas por placas de aço ou outros materiais.

[05] Os materiais utilizados, atualmente, são sólidos, pesados, de demorada e difícil logística para revestimento/blindagem. Estes sistemas necessitam grandes espaços físicos para que sejam fabricados e instalados, demandam grandes esforços para movimentação e manuseio, além de acrescerem substancial peso aos substratos e estruturas existentes, que muitas vezes necessitam de reforços para suportar o acréscimo de peso da proteção balística a ser instalada.

[06] No campo da blindagem, os materiais mais utilizados são aço balístico, na forma de folhas, painéis de fibra de vidro pré-moldados ou em folhas, painéis de fibra de aramida pré-moldado ou em folhas e UHMWPE multicamada (Polietileno de ultra alto peso molecular).

[07] O revestimento/blindagem líquida confere a proteção contra explosão e balística necessária sem a necessidade de grandes espaços físicos exclusivos, nem grandes esforços para deslocamento, movimentação e manuseio, já que o sistema pode ser executado diretamente nas instalações do cliente interessado e não acrescenta peso adicional significativo às estruturas existentes.

[08] A aplicação líquida da blindagem/revestimento balístico não demanda pré-moldagem de peças a serem blindadas, sendo este um grande diferencial em relação às demais blindagens rígidas e flexíveis que existem no mercado, pois a aplicação da blindagem pode ocorrer de forma imediata, respeitando-se a metodologia de aplicação, diminuindo significativamente o tempo de aplicação, quando comparado aos métodos e modelos já existentes.

[09] A aplicação liquida da blindagem balística adéqua-se perfeitamente as formas de quaisquer superfícies a serem blindadas/revestidas.

Síntese da invenção

[0010] O objetivo da presente invenção é o de fornecer proteção e revestimento balístico e contra explosão para os mais variados substratos, podendo o invento ser utilizado na blindagem/revestimento de veículos civis e militares, construções em metal, concreto, madeira ou alvenaria, além de vidros e peças metálicas para utilização industrial.

[0011] Um dos objetivos da invenção é fornecer uma estrutura, que constitua uma solução balística e contra explosões, eficaz mantendo um acréscimo de peso em relação à área protegida consideravelmente menor em relação aos produtos já existentes.

[0012] Outro objetivo da invenção é possibilidade de a blindagem/revestimento ser aplicada diretamente no substrato a ser blindado/revestido, podendo ser aplicado diretamente no local da obra/instalação, tornando a invenção resistente à ação de projéteis de calibres 38 (revólveres) até 7.62x51 (fuzis), a depender da forma adotada para concretização da invenção.

[0013] Outro objetivo da presente invenção é propiciar a otimização da mão-de-obra necessária ao processo de blindagem/revestimento nos mais diversos substratos, tais como: metais, vidros, concreto, madeira e alvenaria, em especial no tocante a superfícies com formas mais complexas, já que a invenção se molda as formas das superfícies existentes.

[0014] O outro objetivo da presente invenção é propiciar a liberação das superfícies blindadas/revestidas em tempo substancialmente menor. A blindagem líquida permite a liberação do serviço em um prazo até dez vezes menor do que as soluções existentes.

[0015] Os objetivos são alcançados por uma estrutura para proteção balística/revestimento e contra explosão para variadas superfícies, caracterizada por compreender ao menos uma resina primária, uma resina intermediária, um elemento têxtil e uma resina acabamento, que se fundem em processo a quente, moldando-se perfeitamente à superfície a ser blindada/revestida, conferindo-a resistência suficiente aos diversos calibres e explosivos.

[0016] A presente invenção consiste em uma estrutura formada por uma camada de resina primária, formada a partir de um composto poliuretano ou epóxi, seguida de uma sequência de camadas alternadas de resina intermediária, formada a partir de um composto de poliol e isocianato e de elemento têxtil, manta sintética, do tipo para-aramida e uma camada de resina acabamento, também obtida a partir de um composto de poliol e isocianato, aplicada sobre a última camada de resina intermediária.

[0017] O método de aplicação da invenção consiste na aplicação de uma camada de uma resina primária sobre o substrato a ser blindado/revestido, seguida de uma camada da resina intermediária e de uma camada do elemento têxtil, repetindo-se a sequencia de camadas de resina intermediária e elemento têxtil na quantidade de vezes de acordo com a finalidade de blindagem/revestimento pretendida, finalizando com a aplicação de uma camada da resina acabamento.

[0018] Todo o processo de aplicação da resina primária se dá em temperatura ambiente e das resinas intermediária e acabamento se dão a quente, com temperatura entre 40°C e 80°C, por meio de equipamento apropriado.

[0019] Após o tempo de cura completo, a invenção apresentará resistência mecânica, tanto a explosivos, quanto ao impacto à penetração de projéteis que podem variar desde calibre 38 (comum em revólveres) até calibre 7.62x51 (Fuzil 762), em função do grau de proteção ou tipo de munição/explosivo a que deva resistir o substrato.

Breve descrição da Invenção e método de aplicação

[0020] Trata a invenção de produto e método de aplicação que conjuga resinas e elemento têxtil (manta sintética), com objetivo de formação de uma camada de blindagem/revestimento sobre a superfície que se pretende proteger.

[0021] Conforme comprovam os testes realizados, a invenção alcança seus objetivos, promovendo a detenção de projéteis de calibres entre 38 e 7.62x51.

[0022] O método de aplicação da invenção se concretiza, primeiramente, aplicando uma camada de resina primária sobre o substrato (metal, vidro, concreto, madeira ou alvenaria) que se pretende proteger. Após secagem da resina primária, aplica-se uma camada de resina intermediária e, após o tempo de cura, aplica-se uma camada do elemento têxtil (manta sintética) e, em seguida, uma camada da resina intermediária, um composto de poliol com isocianato e aguarda-se o tempo de secagem. Em seguida, repete-se o procedimento de aplicação do elemento têxtil (manta sintética) e resina intermediária, quantas vezes forem necessárias, de acordo com o grau de blindagem/revestimento que se pretenda obter e, ao final, aplica-se sobre a última camada de resina intermediária uma camada da resina acabamento, que também é um composto de poliol e isocianato, aguardando a secagem.

[0023] Todo o processo de aplicação da resina primária se dá em temperatura ambiente e das resinas intermediária e acabamento se dão a quente, com temperatura entre 40°C e 80°C, por meio de equipamento apropriado.

[0024] Durante o processo inventivo e os testes, se pode perceber que quanto maior o grau de blindagem/revestimento, que se pretenda impor a superfície, mais vezes deve ser repetido o processo de aplicação do elemento têxtil (manta sintética) e da camada de resina intermediária.

[0025] Os testes realizados comprovaram que a partir 02 (duas) camadas de resina intermediária e manta sintética já se obtém uma blindagem capaz de conter um projétil calibre 38 e com 05 (cinco) camadas de resina intermediária e manta sintética, já é possível se obter blindagem capaz de conter um projétil calibre 762x51 a uma distância de 10m entre o projétil e o objeto da blindagem. Para todas as situações, é imprescindível a aplicação da resina primária, como base e da resina acabamento para finalização.

[0026] Além dos projéteis serem contidos, conforme disposto no item 0025, a blindagem também é capaz de conter os impactos de explosivos, razão pela qual a estrutura se enquadra no conceito de blindagem balística e contra explosão.

Breve descrição dos desenhos

[0027] A figura 1 dos desenhos anexos demonstra a vista frontal da aplicação da invenção, considerando quatro configurações de aplicações diferentes, descritas como perfil I, perfil II, perfil III e perfil IV, onde é possível notar que a resina acabamento (4) é a única parte visível da estrutura após a aplicação.

[0028] A figura 2 descreve a vista superior do perfil I que corresponde as etapas das aplicações dos produtos , onde é possível verificar que, inicialmente, se aplica uma camada de resina primária (1) ao substrato a ser protegido e, em sequência, uma camada de resina intermediária (2), seguida por uma manta sintética (3), outra camada de resina intermediária (2) seguida de uma segunda manta sintética (3) e outra camada de resina intermediária (2) e, ao final, uma camada de resina acabamento (4).

[0029] A figura 3 descreve a vista superior do perfil II que corresponde as etapas das aplicações dos produtos, onde é possível verificar que, inicialmente, se aplica uma camada de resina primária (1) ao substrato a ser protegido e, em sequência, uma camada de resina intermediária (2), seguida por uma manta sintética (3), uma camada de resina intermediária (2), outra manta sintética (3), mais uma camada de resina intermediária (2), uma terceira manta sintética (3), mais uma camada de resina intermediária (2) e, ao final, uma camada de resina acabamento (4).

[0030] A figura 4 descreve a vista superior do perfil III que corresponde as etapas das aplicações dos produtos, onde é possível verificar que, inicialmente, se aplica uma camada de resina primária (1) ao substrato a ser protegido e, em sequência, uma camada de resina intermediária (2), seguida de uma manta sintética (3), uma camada de resina intermediária (2), uma segunda manta sintética (3), outra camada de resina intermediária (2), uma terceira manta sintética (3), outra camada de resina intermediária (2), uma quarta manta sintética (3), seguida de uma camada de resina intermediária (2) e, ao final, uma camada de resina acabamento (4).

[0031] A figura 5 descreve a vista superior do perfil IV que corresponde as etapas das aplicações dos produtos, onde é possível verificar que, inicialmente, se aplica uma camada de resina primária (1) ao substrato a ser protegido e, em sequência, uma camada de resina intermediária (2), seguida de uma manta sintética (3), uma camada de resina intermediária (2), uma segunda manta sintética (3), outra camada de resina intermediária (2), uma terceira manta sintética (3), outra camada de resina intermediária (2), uma quarta manta sintética (3), seguida de uma camada de resina intermediária (2), uma quinta manta sintética (3), seguida de uma camada de resina intermediária (2) e, ao final, uma camada de resina acabamento (4).

Concretizações da invenção

[0032] De acordo com as figuras anexas, foram testadas quatro formas de concretização do composto, que se diferenciam pelo número de camadas de resina intermediária e de mantas sintéticas utilizadas, certo que, se constatou que quanto maior o número de camadas de resina intermediária e de mantas sintéticas aplicadas, maior será o grau de proteção conferido ao substrato após a secagem do produto.

[0033] As quatro formas de aplicação foram denominadas Perfil I, Perfil II, Perfil III e Perfil IV.

[0034] O Perfil I é formado por uma camada de resina primária (1), três camadas de resina intermediária (2), duas camadas de manta sintética (3) e uma camada final de resina acabamento (4) e, durante os testes, verificou-se que o perfil I se mostrou eficiente contra disparos de revólver calibre 38 à velocidade de 290m/s e de pistola calibre .40, à velocidade de 320m/s, todos a uma distância de 10 metros entre a arma e o objeto de teste, mas se mostrou ineficiente ao disparo de fuzil 7.62 à velocidade de 840m/s à 10 metros de distância entre a arma e o objeto de teste.

[0035] O Perfil II é formado por uma camada de resina primária (1), quatro camadas de resina intermediária (2), três camadas de manta sintética (3) e uma camada final de resina acabamento (4) e, durante os testes, verificou-se que o perfil II se mostrou eficiente contra disparos de pistola calibre .40, à velocidade de 320m/s e de fuzil 556 à velocidade de 750m/s, todos a uma distância de 10 metros entre a arma e o objeto de teste, mas se mostrou ineficiente ao disparo de fuzil 7.62 à velocidade de 840m/s à 10 metros de distância entre a arma e o objeto de teste.

[0036] O Perfil III é formado por uma camada de resina primária (1), cinco camadas de resina intermediária (2), quatro camadas de manta sintética (3) e uma camada final de resina acabamento (4) e, durante os testes, verificou-se que o perfil III se mostrou eficiente contra disparos de fuzil 556 à velocidade de 750m/s e de fuzil 7.62 à velocidade de 840m/s, todos a uma distância de 10 metros entre a arma e o objeto de teste.

[0037] O Perfil IV é formado por uma camada de resina primária (1), seis camadas de resina intermediária (2), cinco camadas de manta sintética (3) e uma camada final de resina acabamento (4) e, durante os testes, verificou-se que o perfil III se mostrou eficiente contra disparos de fuzil 556 à velocidade de 750m/s e de fuzil 7.62 à velocidade de 840m/s, todos a uma distância de 10 metros entre a arma e o objeto de teste.

[0038] Conclusivamente, tem-se que a concretização do composto no Perfil I e no Perfil II confere blindagem e proteção ao substrato contra explosões e disparos de revólver calibre 38 e de pistola .40, ressalvando que o Perfil II confere proteção também contra disparos de fuzil 556, enquanto a concretização do composto no Perfil III e no Perfil IV confere blindagem e proteção ao substrato contra explosões e disparos, também, de fuzil 556 e fuzil 7.62.

Dos resultados dos testes

[0039] Com o intuito de demonstrar a viabilidade do composto e do método de aplicação, foram feitos testes em paredes de blocos de concreto protegidos com a invenção nos perfis I, II, III e IV, conforme descritos nos itens 34, 35, 36 e 37 e foram alcançados os resultados descritos no item 38, evidenciando a viabilidade de aplicação industrial da invenção.

[0040] A eficiência da invenção se comprova, uma vez que testes realizados demonstraram que disparos de projetil calibre 38, realizados a 10 metros de distância, com velocidade de 290 m/s não foram suficientes para atravessar o corpo de prova, assim como disparos de projétil calibre .40, realizados a 10 metros de distância, com velocidade de 320 m/s não foram suficientes para atravesasr o corpo de prova. De igual forma, projéteis de fuzil 7.65x51 e 556mm, realizados à 10 metros de distância, não foram capazes de atravessar o corpo de prova, demonstrando que a invenção é eficiente quanto à blindagem para estes projéteis.

[0041] Considerando os resultados dos testes, que demonstram que a invenção alcançou seus objetivos, bem como a viabilidade de aplicação industrial do invento e sua novidade, em especial pela modalidade de aplicação da blindagem de forma líquida, deverá ser conferido o competente registro de patente da invenção, devendo ser protegidos os direitos de propriedade intelectual/industrial dos inventores.

Claims

Estrutura de blindagem/revestimento de aplicação líquida destinada a diferentes substratos, tais como metal, vidro, concreto, madeira ou alvenaria, compreendendo uma resina primária, ao menos uma resina intermediária, ao menos um elemento têxtil e uma resina acabamento, caracterizado por aplicação da resina primária e camadas alternadas da resina intermediária e do elemento têxtil (manta sintética) e aplicação na última camada de resina acabamento.
Estrutura de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por a dita resina primária consistir em uma resina poliuretana ou epoxi, utilizada como base para a aplicação sobre o substrato a ser blindado/revestido para receber as camadas de resina intermediária mais a da estrutura elemento têxtil.
Estrutura de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o dito elemento têxtil, manta sintética, compreender um ou mais fios da matriz para-aramida.
Estrutura de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por a dita resina intermediária e a dita resina acabamento serem formadas por um composto de poliol e Isocianato.
Estrutura de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por revestir e proteger superfícies de diversos substratos, tais como metal, vidro, concreto, madeira ou alvenaria, tornando a superfície blindada, resistente à ação balística e contra explosões.
Estrutura de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por aplicação diretamente no substrato a ser blindado/revestido.
Estrutura de acordo com as reivindicações 1, 5 e 6, caracterizado por aplicação da resina primária em temperatura ambiente e das resinas intermediária e acabamento à quente, em temperaturas entre 40°C e 80°C.
Estrutura de acordo com as reivindicações 1 e 5, caracterizado por acrescentar pouco peso a superfície blindada/revestida, não interferindo substancialmente em seu peso e medidas originais.
Método para a produção de uma estrutura de proteção balística e contra explosão destinada a ser aplicada em metais, vidros, concretos, madeiras ou alvenaria, conforme definido na reivindicação 1, caracterizado por o dito método compreender a aplicação de uma resina primaria em temperatura ambiente sobre o substrato e, em seguida, camadas alternadas da dita resina intermediária, aplicada a quente e do dito elemento têxtil e, por fim, uma camada da dita resina acabamento, por meio de aplicação a quente.