CN104236394B - 装甲板、制造装甲板的方法及装甲装备 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种装甲板，包括防弹钢板、高分子聚乙烯板以及夹设于防弹钢板与高分子聚乙烯板之间的缓冲层，所述缓冲层具有微孔。该装甲板通过在防弹钢板、高分子聚乙烯板之间夹设一层具有微孔的缓冲层，一方面可以有效吸收冲击产生的能量,承受高速撞击带来的变形，提高防护效果；另一方面，还可以达到隔音的效果。
Description
技术领域
本发明涉及一种装甲板，尤其涉及一种防弹性能较好、重量较轻的装甲板、制造装甲板的方法及装甲装备。
背景技术
防弹装甲板主要用于直升飞机装甲、船舰装甲、军用车辆、防弹头盔及人体装甲等，能够有效地防止枪弹或爆炸物等高速冲击带来的伤害。
然而，传统的装甲板外层为高强抗撞击板,中间层为陶瓷板,内层为金属支承板。在受到枪弹或爆炸物高速撞击时，外层受到冲击力向内冲击中间层及内层，使得装甲板变形，无法达到保护的目的。另外，传统装甲板单位面积重的量大，使得装备笨重不灵活。
要提高传统装甲板的防护性能，牵涉到两个问题：成本和重量。防护升级最简单的办法是加厚防弹钢板，但该方法会大大加大重量；而现有装甲装备如装甲车辆的配重有限，成为影响提升防护级别的关键技术问题。
有鉴于此，有必要对现有的装甲板、制造装甲板的方法及装甲装备予以改进，以解决上述问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种防弹性能较好、重量较轻的装甲板及制造装甲板的方法和装甲装备。
为实现上述发明目的，本发明提供了一种装甲板，包括防弹钢板、高分子聚乙烯板以及夹设于防弹钢板与高分子聚乙烯板之间的缓冲层，所述防弹钢板与高分子聚乙烯板之间设有导引机构，使得缓冲层形成于所述防弹钢板与高分子聚乙烯板之间的所有空间; 所述缓冲层由发泡料直接发泡形成；所述缓冲层具有微孔。
作为本发明的进一步改进，所述防弹钢板的厚度介于3mm~6mm。
作为本发明的进一步改进，所述缓冲层的厚度介于1mm~40mm。
作为本发明的进一步改进，所述高分子聚乙烯板的厚度介于6mm ~20mm。
为实现上述发明目的，本发明还提供了一种制备装甲板的方法，包括如下步骤：
S1：提供防弹钢板与高分子聚乙烯板，将两者间隔固定并在两者之间形成夹层空间；
S2：将发泡聚氨酯浇灌在所述夹层空间内发泡形成缓冲层；所述防弹钢板与高分子聚乙烯板之间设有于导引机构，使得缓冲层形成于所述防弹钢板与高分子聚乙烯板之间的所有空间。
作为本发明的进一步改进，所述S1还包括在将防弹钢板与高分子聚乙烯板固定前的加工过程，所述加工过程为将防弹钢板与所述高分子聚乙烯板加工成预设的形状。
为实现上述发明目的，本发明还提供了一种装甲装备，所述装甲装备具有所述装甲板。
作为本发明的进一步改进，所述装甲装备为装甲车，所述装甲车具有由如下方法制备的装甲板：
将防弹钢板做成车体形状；
将高分子聚乙烯板固定在车体的支柱上；
将发泡聚氨酯浇灌在所述防弹钢板与所述高分子聚乙烯板之间发泡形成缓冲层。
本发明的有益效果是：本发明的装甲板通过在防弹钢板、高分子聚乙烯板之间夹设一层具有微孔的缓冲层，一方面可以有效吸收冲击产生的能量,承受高速撞击带来的变形，提高防护效果；另一方面，还可以达到隔音的效果。
附图说明
图1是本发明的装甲板的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述。
为实现上述发明目的，请参阅图1所示，本发明提供了一种装甲板100，包括防弹钢板10、高分子聚乙烯板30以及夹设于防弹钢板10与高分子聚乙烯板30之间的缓冲层20。所述装甲板100用于直升飞机装甲、船舰装甲、军用车辆、防弹头盔及人体装甲等，能够有效地防止枪弹或爆炸物等高速冲击带来的伤害。
一般情况下，所述防弹钢板10是三层材料中防护性能最好的，常作为装甲板100的外层，作为防弹的第一保护层，能够大大地阻挡并减弱子弹、爆炸物等的冲击。所述防弹钢板的厚度介于3mm~6mm之间。过薄的话，防冲击效果差，需要加厚其他层材料或者研发新材料来提高装甲板100的整体防护效果；过厚的话，防冲击效果有所增强，但是装甲板100单位面积的重量加大，给使用带来过大的负重。
所述缓冲层20由发泡聚氨酯在防弹钢板10、高分子聚乙烯板30之间直接发泡形成，同时与防弹钢板10、高分子聚乙烯板30结合，使得三层的结合力强，不易分离。当然，缓冲层20也可以由其他发泡材料发泡形成，以达到相同的效果。
众所周知，发泡成型由化学发泡、物理发泡及机械发泡三种。当选择不同的发泡材料形成缓冲层20时，可根据需要选择发泡方法。本发明中，聚氨酯的发泡成型选择化学方法。
发泡成型的所述缓冲层20具有许多微孔结构，缓冲能力强，一方面可以有效吸收冲击产生的能量，承受高速撞击带来的变形，提高防护效果；另一方面，还可以达到隔音的效果，保护使用者在一个较为安静的环境中工作。本发明中，所述微孔可以是相互连通的，也可以是相互隔开的。
所述缓冲层20的厚度介于1mm~40mm，根据装甲板100的运用场所及要达到的防护级别选择厚度。一般情况下，该缓冲层20越厚，缓冲效果越好。另外缓冲层20过厚和过薄，都可能使得灌胶发泡的工艺难度提高，容易出现溢胶或者胶体不足的现象。所述防弹钢板10与高分子聚乙烯板30之间设有导引机构，引导聚氨酯按照设计灌入到两者之间，使得缓冲层20形成于所述防弹钢板10与高分子聚乙烯板30之间的所有空间。
高分子聚乙烯板30具有轻质防弹功能，还可以兼做内饰衬板，直接贴内饰布，提高美观效果。所述高分子聚乙烯板30的厚度介于6mm~20mm。如表1和表2所示，本发明的高分子聚乙烯板30具有密度低、比强度高、比模量高的特点，用于装甲板100的防护，使得装甲板100大幅度减轻重量，或在相同重量条件下提供更高防护性能。
另外，高分子聚乙烯板30可通过多种设计方案形成具有防护特性的板材。可通过3D机织方案即多轴向铺层系统，使铺层结构每层中的每根纱线可配置到精确的位置上,以达到给定方向的最大抗拉强度，或在各方向上都有相同的抗拉强度。还可通过改变增强纤维、树脂基体种类及纤维含量、纤维集合形式及排列方式、铺层结构等材料和结构参数等多种设计方案，满足对复合材料结构和性能的各种设计要求。因此，可根据实际需要选择设计方案，得到最佳强度和抗弹性能纤维复合材料。
并且，所示高分子聚乙烯板30制备工艺简单，适合一次整体成型，可用作装甲装备如装甲车辆整体成型的内饰材料或车身外覆盖件的部件，一般不需要如防弹钢板10加工那样进行焊、铆、切割等二次加工。可以有效避免铆接部位防护较弱的缺陷。
所述装甲板100综合了防弹钢板10的结构强度、缓冲层20的缓冲及隔音功能、以及高分子聚乙烯板30的轻质防弹功能，能有效减轻装甲板100单位面积的重量。以子弹冲击为例，该装甲板100防弹的机理是：首先通过防弹钢板10破坏子弹形状，增加装甲板100与子弹的接触面，然后借助缓冲层20的缓冲吸收子弹能力，最后结合防弹钢板10、缓冲层20以及高分子聚乙烯板30挡住子弹。因此，前硬后韧的装甲板100具备最较好的防弹性能。以防5.8mm口径步枪为例，如果采用防弹钢板10，面密度为63kg.m-2，而采用本发明的装甲板100，则面密度只需要43 kg.m-2，减重32%。
为实现上述发明目的，本发明还提供了一种制备装甲板100的方法，包括如下步骤：
S1：提供防弹钢板10与高分子聚乙烯板30，将两者间隔固定并在两者之间形成夹层空间；两者之间的距离根据所需缓冲层20的厚度来设定。
S2：将发泡聚氨酯浇灌在所述夹层空间内发泡形成缓冲层20。
所述S1还包括在将防弹钢板10与高分子聚乙烯板30固定前的加工过程，所述加工过程为将防弹钢板10与所述高分子聚乙烯板30加工成预设的形状。以装甲车为例，预设的形状为车体形状。所述防弹钢板10与高分子聚乙烯板30之间设有导引机构，在灌胶时引导聚氨酯按照设计灌入到所述防弹钢板10与高分子聚乙烯板30之间，使得缓冲层20形成于所述防弹钢板10与高分子聚乙烯板30之间的所有空间，防止出现溢胶或者胶体不足的现象。
本发明还提供了一种装甲装备，所述装甲装备具有所述装甲板100。于此说明，所述装甲装备可以由单块装甲板100形成，也可以由多块拼组形成。一般情况，结构简单的装甲装备，可以由单块装甲板100形成，节约工艺；而结构复杂的装甲装备，如装甲车、装甲舰船等，则可由多块装甲板100形成，便于制备。
以所述装甲装备为装甲车来说明本发明的装甲板100结构及其制备方法。所述装甲车具有由如下方法制备的装甲板100，或者用于该装甲车的装甲板100的制备方法为：
将防弹钢板10做成车体形状；
将高分子聚乙烯板30固定在车体的支柱上；
将发泡聚氨酯浇灌在所述防弹钢板10与所述高分子聚乙烯板30之间发泡形成缓冲层20。
综上，该装甲车采用的装甲板100，所示防弹钢板10上面不需要打孔与其他层固定，能够有效保护装甲车免于枪弹或爆炸物的破坏。
综上所述，本发明的装甲板100通过在防弹钢板10、高分子聚乙烯板30之间夹设一层具有微孔的缓冲层20，一方面可以有效吸收冲击产生的能量,承受高速撞击带来的变形，提高防护效果；另一方面，还可以达到隔音的效果。
所述装甲板100的制备方法使得所述缓冲层20与防弹钢板10、高分子聚乙烯板30均紧密结合，防护效果好。而装甲装备采用防弹性能较好、重量较轻的装甲板100，在达到同样放到效果的前提下可以减少负重。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围。
Claims (8)
1.一种装甲板，其特征在于：包括防弹钢板、高分子聚乙烯板以及夹设于防弹钢板与高分子聚乙烯板之间的缓冲层，所述防弹钢板与高分子聚乙烯板之间设有导引机构，使得缓冲层形成于所述防弹钢板与高分子聚乙烯板之间的所有空间; 所述缓冲层由发泡料直接发泡形成；所述缓冲层具有微孔。
2.根据权利要求1所述的装甲板，其特征在于：所述防弹钢板的厚度介于3mm~6mm。
3.根据权利要求1所述的装甲板，其特征在于：所述缓冲层的厚度介于1mm~40mm。
4.根据权利要求1所述的装甲板，其特征在于：所述高分子聚乙烯板的厚度介于6mm ~20mm。
5.一种制备装甲板的方法，包括如下步骤：
S1：提供防弹钢板与高分子聚乙烯板，将两者间隔固定并在两者之间形成夹层空间；
S2：将发泡聚氨酯浇灌在所述夹层空间内发泡形成缓冲层；所述防弹钢板与高分子聚乙烯板之间设有导引机构，使得缓冲层形成于所述防弹钢板与高分子聚乙烯板之间的所有空间。
6.根据权利要求5所述的制备装甲板的方法，其特征在于：所述S1还包括在将防弹钢板与高分子聚乙烯板固定前的加工过程，所述加工过程为将防弹钢板与所述高分子聚乙烯板加工成预设的形状。
7.一种装甲装备，其特征在于：所述装甲装备具有权利要求1~4任意一项所述的装甲板。
8.根据权利要求7所述的装甲装备，其特征在于：所述装甲装备为装甲车，所述装甲车具有由如下方法制备的装甲板：
将防弹钢板做成车体形状；
将高分子聚乙烯板固定在车体的支柱上；
将发泡聚氨酯浇灌在所述防弹钢板与所述高分子聚乙烯板之间发泡形成缓冲层。
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