CN104567553B - 一种防火耐热的pe复合防弹板及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开的一种防火耐热的PE复合防弹板，包括PE防弹板，其特征在于，在所述PE防弹板的着弹面上直接复合有一层无机纤维增强材料层，所述无机纤维增强材料层与PE防弹板的着弹面之间没有胶黏剂。本发明还公开了该防火耐热的PE复合防弹板的制备方法。本发明与现有技术相比，具有以下优点优点(1)防火隔热，在1000度高温环境中，经过10分钟合成的PE防弹板背弹面的温升仅达到摄氏60℃。(2)热导系数为0.03W/(m.K)。(3)防水、憎水、吸水率<0.05％。(4)不返卤、不吸潮，不怕水浸。(5)长时间放置不龟裂，可保存五年以上。
Description
技术领域
本发明涉及防弹板技术领域，特别涉及一种防火耐热的PE复合防弹板及其制备方法。
背景技术
有关防弹板最早的中国专利出现在由DSM有限公司于1992年9月19日申请的中国专利号为ZL92110800.1的“由一层复合材料和一层金属组成的复合防弹板”，该复合防弹板所采用的复合材料层包括纤维和聚合物基体。
后来中国申请人卢予阳于1996年4月2日向中国专利局提交了一份有关“组合透明防弹板”的专利，其中国专利号为ZL96103360.6，该组合透明防弹板,其构造是用一层聚碳酸酯LEXAN(MR5.XL)防砸采光板与玻璃组合而成。但这项技术已经不是防弹板领域的发展主流。
中国申请人孙露于1998年1月20日向中国专利局提交了一份有关“轻质复合防弹板及其加工方法”发明专利申请，其申请号为98100353.2，该轻质复合防弹板及其加工方法,其特征是将合金板经热处理后与超高分子量聚乙烯HB系列材料在加热状态下,恒温恒压制成各种形状的轻质复合防弹板。
四川大学于1999年4月1日提交的一份专利号为ZL99114765.0有关一种高强聚乙烯醇(PVA)纤维制备热塑性非金属防弹复合材料的方法。其将高强PVA纤维制成无纬布和平纹布两种形式,选择PE、PU、EVA、PVB等热塑性树脂,与芳纶复合组成不同的结构,于130—190℃、10—30分钟压制成层压防弹板。
北京航空航天大学于1999年5月17日提出的一份专利号为ZL99210986.8有关轻质复合材料防弹板的发明专利，该轻质复合材料防弹板,由面板与背板通过特种胶粘剂或胶膜贴合而成,面板为玻璃纤维复合材料层板或碳纤维复合材料层板或其二者的混杂复合材料层板,厚度为1.5～3.0mm；背板为超高分子量聚乙烯复合材料层板,厚度为3.0～6.0mm。
北京航空航天大学于1999年9月3日提出的一份专利号为ZL99244133.1有关一种先进复合材料防弹板,其是在面板和背板之间增加了刚度梯度层,该梯度层为碳纤维或玻璃纤维或其两者混杂复合材料,厚度为1.5～3mm。面板为陶瓷类的Al2O3或B4C,厚度为2～10mm,背板为超高分子量聚乙烯或芳纶复合材料层板,厚度为3～10mm。刚度梯度层的两面用特制胶或胶膜与面板和背板结成一体。
北京航空航天大学和山东天泰碳纤维有限责任公司于1999年11月11日提出的一份专利号为ZL99253661.8的一种不锈钢-复合材料防弹板的实用新型专利，该由面板和背板组成的不锈钢—复合材料防弹板,面板为不锈钢板,背板为超高分子量聚乙烯纤维板。面板厚度为0.8mm～2.0mm,背板厚度为3.0mm～10.0mm,面板与背板之间用胶粘剂或胶膜粘合成一体。
中国兵器工业第五三研究所于2001年7月30日提出的一份专利申请号为01115176.5的一种复合材料防弹板的组合及制备方法发明专利申请，该防弹板以高性能抗弹纤维织物和热塑性聚合物胶膜为原料,经加热模压而成。
北京航空航天大学于2002年9月26日提出的一份专利号为ZL02256562.0有关一种复合材料高效高强度承力防弹板,其是一种面板为陶瓷B4C背板方超级纤维PBO,在面板和背板之间有—碳纤维构成的承力层；面板厚度15～25毫米,中间承力层厚度4～8毫米,背板厚度8～20毫米,其间用胶粘剂或胶膜将它们粘成一体。
李文新和李文辉于2003年12月19日提出的一份专利号为ZL200310107765.7有关碳化物陶瓷防弹板材料及其陶瓷防弹板的制造方法,其各成分质量百分比分别为碳化硅和碳化硼粉末占70～92,Al-Y系添加剂占5.5～25,CeO2或La2O3占0.5～3.0。所述碳化硅与碳化硼的质量比为1∶20～20∶1。陶瓷防弹板的制造方法:首先,按常规方法将碳化硅和碳化硼粉末及添加剂混合成形,然后将压坯置于真空烧结炉中,先将真空炉抽成真空,再用氩气冲洗三次。升温烧结,升温的速率为5～30℃/min,升温到1750～2050℃后,保温240～480分钟,烧结在氩气中进行。
吴杨佳君于2005年12月24日提出的一份专利号为ZL200520037954.6有关一种多层结构复合材料防弹板,其为包括两层或两层以上板材层紧贴而成,所述板材层包括有通过流延浆料的方法烧制而成的陶瓷层、以及防弹钢板层,所述不同板材层之间设置有粘合剂层,所述不同板材层紧密贴合。
霍尼韦尔国际公司于2007年3月21日提出的一份专利申请号为ZL200780018748.2有关陶瓷复面的防弹板结构发明专利申请，其由陶瓷层和多个纤维衬里层形成的防弹板。第一纤维衬里层毗邻陶瓷层,第二纤维衬里层毗邻第一纤维衬里层。每个纤维衬里层都由高韧度纤维的网络形成,但每个衬里层的纤维具有不同的组成。
霍尼韦尔国际公司于2007年3月21日提出的一份专利申请号为ZL200780019045.1有关由多个相对薄陶瓷层和至少一个高韧性纤维的纤维衬背层形成的防弹板。二个相对薄陶瓷层彼此相邻,但可被高韧性纤维的附加纤维衬背层分开。
帝斯曼知识产权资产管理有限公司于2007年5月17日提出的一份专利号为ZL200720143291.5有关防弹板实用新型专利，其包括至少两层单层的叠层以及其顶部的聚合物膜,每层单层包括单向定向的增强纤维和基质材料,而在每层单层上的纤维方向相对于在相邻单层上的纤维方向被旋转0-90°的角度。
际华三五二三特种装备有限公司于2008年12月12日提出的一份专利号为ZL200820231596.6有关一种可防二次伤害的防弹板实用新型专利，该能够防止子弹二次伤害的、结构简单适用的防弹板。本实用新型包括芳纶板,其结构要点在于芳纶板的前部设置有陶瓷板。
郑州崟成磨料磨具有限公司于2009年1月14日提出的一份专利号为ZL200910064078.9有关碳化硼双弧度防弹板的制备方法的发明专利,其包括以下步骤:(1)选料、混料,以碳化硼为原料,将原料与粘接剂混合搅拌均匀；(2)成型,将搅拌好的混合料缓慢送入压皮机反复进行压制,待混合料成片状并有一定韧性时,再缓慢调整对辊间隙继续反复进行压制,成胸板毛坯,胸板毛坯的厚度为3毫米；(3)烧结,将压制好的胸板毛坯进行烧结以得成品。
湖南中泰特种装备有限责任公司于2009年11月03日提出的一份专利号为ZL200920259170.6有关一种高性能纤维防弹板,防弹板层的外表面贴有EVA泡沫层,通过胶粘剂或胶膜将防弹板层和EVA泡沫层粘合成一体,采用弹力布包边,无纺布贴合两面。
刘书锋于2010年9月13日提出的一份专利申请号为201010279498.1有关一种超硬防弹护板实用新型专利，其采用多晶金刚石材料或多晶立方氮化硼材料作为防弹材料。所述的多晶金刚石材料或多晶立方氮化硼材料为外接圆直径为3-200毫米，厚度为0.5-50毫米，形状为三角形，四边形或六边形。
戈尔企业控股股份有限公司于2011年3月8日提出的一份专利申请号为201180023155.1有关一种防弹板和制造防弹板的方法发明专利申请，该防弹板包括防弹部件和覆盖件，该覆盖件包括层合件，该层合件包括(i)基底层和(ii)内部粘合层。覆盖件通过层合件的内部粘合层粘合至防弹部件的至少一个表面，且绕防弹部件周界进行粘合以形成周界密封。
北京雷特新技术实业公司于2011年8月1日提出的一份专利申请号为201110216397.4有关一种陶瓷防弹板的制备方法发明专利申请，其是通过负压成型工艺,用溶剂型胶粘剂将防弹陶瓷片与高性能纤维层压板粘结在一起,然后在特制的模具内模压定型。
北京普诺泰新材料科技有限公司于2011年10月11日提出的一份专利申请号为201110216397.4有关一种具有不用功能层的复合材料防弹板及防弹装置实用新型专利申请，其包括依次紧密结合的抗穿透层、结合层及抗凹陷层；抗穿透层采用以热塑性树脂为基体的超高分子量聚乙烯UD结构；抗凹陷层采用以热塑性树脂为基体的芳纶UD结构或是以热固性树脂为基体的芳纶织物结构；与抗穿透层、抗凹陷层分别相邻的结合层的两个表面分别与这两个功能层的纤维及树脂相同，且两个表面通过第三系统纱线紧固连接在一起；在抗穿透层外侧还结合有面层。
北京同益中特种纤维技术开发有限公司于2011年11月1日提出的一份专利申请号为201120426858.6有关一种陶瓷复合防弹板的实用新型专利申请，该陶瓷复合防弹板包含防弹背板(2)和与防弹背板(2)以面接触的方式结合在一起的防弹陶瓷组合板，其中所述防弹陶瓷组合板是由若干防弹陶瓷块(1)通过胶粘剂(3)拼接而成；所述防弹陶瓷块(1)为正六棱柱形，正六棱柱的主面的边长为25mm-28mm。
北京同益中特种纤维技术开发有限公司于2011年11月23日提出的一份专利申请号为201110377290.8有关一种聚乙烯复合防弹板及其制备方法发明专利申请，该聚乙烯复合防弹板包括：由两层以上浸渍阻燃环氧树脂的阻燃纤维织物叠合组成的阻燃层；由两层以上聚乙烯无纬布叠合组成的防弹芯层；粘接在所述阻燃层和所述防弹芯层之间、由预设厚度的聚氨酯泡沫板组成的隔热层。
宁波荣溢化纤科技有限公司于2011年12月26日提出的一份专利申请号为201110426106.4有关一种超高分子量聚乙烯防弹板的制备方法发明专利申请，包括：a)提供超高分子量聚乙烯无纬布；所述无纬布的面密度为135g/cm2以上；b)将若干层所述超高分子量聚乙烯无纬布逐层叠加并进行预压制，得到预制件；c)将所述预制件进行第二次压制，得到成型件；d)将所述成型件冷却至室温，得到超高分子量聚乙烯防弹板。
宁波荣溢化纤科技有限公司于2011年12月26日提出的一份专利申请号为201110426089.4有关一种超高分子量聚乙烯/碳化硅复合防弹板的制备方法，其包括提供超高分子量聚乙烯板材；所述聚乙烯板材的面密度为135g/cm2以上；将所述超高分子量聚乙烯板材与防弹碳化硅用粘结剂复合；得到预制件；对所述预制件施加0.5～1MPa压力，完成复合，得到超高分子量聚乙材/碳化硅复合防弹板。
宁波荣溢化纤科技有限公司于2011年12月26日提出的一份专利申请号为201110425554.2有关一种超高分子量聚乙烯/碳化硅复合防弹板的发明专利申请，其包括超高分子量聚乙烯板；通过粘结剂连接在所述超高分子量聚乙烯板表面上的碳化硅板。
宁波荣溢化纤科技有限公司于2011年12月26日提出的一份专利申请号为201110425582.4有关一种超高分子量聚乙烯/氧化铝复合防弹板的发明专利申请，包括提供超高分子量聚乙烯板材；所述聚乙烯板材的面密度为135g/cm2以上；将所述超高分子量聚乙烯板材与防弹氧化铝用粘结剂复合；得到预制件；对所述预制件施加0.5～1MPa压力，完成复合，得到超高分子量聚乙材/氧化铝复合防弹板。
宁波荣溢化纤科技有限公司于2011年12月26日提出的一份专利申请号为201110425516.7有关一种超高分子量聚乙烯防弹板，其包括：若干面密度在135g/cm2以上的超高分子量聚乙烯无纬布；其中，相邻两聚乙烯无纬布中的纤维丝按照0°/90°～45°/45°排列。
宁波荣溢化纤科技有限公司于2011年12月26日提出的一份专利申请号为201110425517.1有关一种超高分子量聚乙烯/氧化铝复合防弹板的发明专利申请，包括超高分子量聚乙烯板；通过粘结剂连接在所述超高分子量聚乙烯板表面上的防弹氧化铝板。
北京同益中特种纤维技术开发有限公司于2012年4月1日提出的一份专利申请号为201210096579.7有关一种软质防弹板发明专利申请，其包括多个单层防弹织物，所述单层防弹织物包括由高性能纤维形成的增强体，以及涂层到所述增强体上的热塑像树脂基体，所述热塑性树脂基体为热压后可手工弯曲成型的水性树脂与增粘助剂的混合体，且所述水性树脂的含量为70-90％。
帝人芳纶有限公司和巴尔戴公司于2012年4月26日提出的一份专利申请号为201280021557.2有关防弹板发明专利申请，该板包含至少第一层叠和第二层叠，其中第一层叠具有由第一类纤维构成的多个第一层压板且第二层叠具有由第二类纤维构成的多个第二层压板。
盐城市国泰高新防备有限公司于2012年8月31日提出的一份专利申请号为201210315242.0有关一种装甲车用PE防弹板的生产工艺，其工艺流程为100-200层单向无纬防弹布0°90°正交复合放置→上下两面添加硅油纸→上下两面放置特种铝合金板→放入UD布双向织造机械中→机器启动要开开合合3次进行放气，避免单向无纬防弹和单向无纬防弹之间夹杂空气→加压5MPa→加温到80℃-100℃后开模放气5分钟→加温128℃→加压50MPa→恒温半小时→成型。
山东宝纳新材料有限公司于2012年10月19日提出的一份专利申请号为201220569946.1有关一种整体多弧面防弹板实用新型专利，其整体为包含多个弧面的长方形曲面，周边平滑过渡，各弧面平滑连接，防弹板长度L4范围：250～350mm，宽度L2范围：200～300mm，厚度范围：5～12mm。
宁波大成新材料股份有限公司于2012年11月19日提出的一份专利申请号为201220608478.9有关复合防弹板实用新型专利申请，主要由防弹层和高强聚乙烯纤维层压板组成。防弹层和高强聚乙烯纤维层压板之间通过热塑性胶粘剂粘合在一起，其四周侧面粘结有聚氨酯发泡条子作包边，截面为凹形环状的橡筋带扣装在防弹层、高强聚乙烯纤维层压板的外缘及聚氨酯发泡条子上，并由热熔胶固定。
上海斯瑞科技有限公司于2013年3月22日提出的一份专利申请号为201320136417.1有关多层组合式超高分子量聚乙烯纤维防弹板材实用新型专利申请，包括至少二层采用超高分子量聚乙烯纤维材料制成的防弹基板本体，其总厚度为6mm以上。相邻两层防弹基板本体之间除直接叠合外，还可设置隔离层。隔离层为胶粘剂层或空气层或其它夹层材料。各层防弹基板本体的厚度相等或不等。本实用新型可制成超高分子量聚乙烯纤维防弹装甲板结构或超高分子量聚乙烯纤维防弹插板结构。
天津中纺凯泰特种材料科技有限公司于2013年4月2日提出的一份专利申请号为201320158128.1有关含有气凝胶层的复合防弹板实用新型专利申请，包括防弹背板和与防弹背板以面接触方式依靠胶粘层结合在一起的防弹面板，其中防弹面板是由一整块防弹陶瓷块直接镶嵌或多块防弹陶瓷块拼接而成，还包括增效层，所述增效层与防弹背板以面接触方式依靠胶粘层结合在一起，其中增效层由两层到多层不同密度的气凝胶层组成。
上海斯瑞科技有限公司于2013年4月19日提出的一份专利申请号为201310139187.9有关含缓冲隔离层的防弹板发明专利申请，其包括至少一层缓冲隔离层和至少两层采用高性能纤维材料制成的防弹基板，缓冲隔离层设置在相邻两层防弹基板之间，制备该含缓冲隔离层的防弹板的方法包括以下步骤：(1)制备防弹基板步骤；(2)制备缓冲隔离层步骤；(3)组装与固定步骤；(4)后处理步骤。
太仓派欧技术咨询服务有限公司于2013年4月22日提出的一份专利申请号为201310139187.9有关一种纤维/陶瓷/金属复合材料防弹板及其制备方法发明专利申请，其防弹板包含至少一个金属侧向约束树脂复合板结构，而且纤维层、陶瓷层以及金属侧向约束树脂复合板形成三明治结构。其制备过程包括：通过激光焊制备钛合金框架，根据钛合金型腔的尺寸制备超高分子量聚乙烯板，使用胶黏剂将超高分子量聚乙烯板固定在钛合金框架的型腔里，使用胶黏剂连接碳纤维层和陶瓷层，通过陶瓷表面金属化法实现陶瓷层和金属侧向约束树脂复合板的连接。
天津中纺凯泰特种材料科技有限公司于2013年10月21日提出的一份专利申请号为201310493427.5有关一种含粘接增效层的复合防弹板及其制备方法发明专利申请，其所述的含粘接增效层的复合防弹板在要与陶瓷粘接的一面增加一层改善粘接效果的增效层，该增效层为超高分子量聚乙烯纤维和极性纤维按质量比例为1：99～99：1的范围混合制得的机织布，并且该机织布单面涂布有与超高分子量聚乙烯无纬布所含树脂类型相同的胶膜。
尹邦进于2013年10月30日提出的一份专利申请号为201320680515.1有关一种陶瓷复合防弹板的组合结构实用新型申请，其防弹板从外到内依次为具有韧性的防裂层和具有硬度的陶瓷层，所述陶瓷层的内侧还设有内衬层，所述陶瓷层是由陶瓷块排列拼接组成，所述陶瓷块为十字形的柱状体或圆形的柱状体。
宁波伏尔肯机械密封件制造有限公司于2013年11月18日提出的一份专利申请号为201310578740.9有关一种整体式碳化硅陶瓷防弹板发明专利申请，其包括整体式的、可与粘合背板贴合的防弹板本体，所述防弹板本体由若干个曲面组成，其防弹板本体的外凸弧面设有若干条将防弹板本体划分为多个单元块的止裂槽。
江苏奇一科技有限公司于2014年2月2日提出的一份专利申请号为201420063738.8有关复合材料防弹板实用新型专利，其包括两侧分别为迎弹侧和非迎弹侧的表层，表层的非迎弹侧设有至少两套内层，各内层分别由靠近表层的钢丝网和远离表层的纤维树脂层构成；表层、纤维树脂层的材质分别为连续纤维增强热塑性树脂复合材料；钢丝网目数为至少4目。
北京同益中特种纤维技术开发有限公司和中纺投资发展股份有限公司于2014年2月24日提出的一份专利申请号为201410062187.8有关一种陶瓷复合防弹板发明专利申请，包括防弹背板以及设于防弹背板上的防弹陶瓷块；其防弹陶瓷块由平面板块以及用于改变子弹冲击方向的曲面突起构成；曲面突起设于平面板块的上表面；平面板块的下表面以面接触的方式固定在防弹背板上。
北京普诺泰新材料科技有限公司于2014年4月18日提出的一份专利申请号为201420191892.3有关具有吸波层结构的防弹板实用新型专利，其包括由具有粘弹性的高分子树脂制成的吸波层和由多层UD片材制成的UD复合材料防弹板；吸波层和UD复合材料防弹板固定连接；UD复合材料防弹板由多层UD片材层叠设置；每层UD片材均包括两层纤维单向平行排列的预浸片，两层纤维单向平行排列的预浸片按预设角度交叉铺层粘合连接。
北京普诺泰新材料科技有限公司于2014年4月18日提出的一份专利申请号为201420191892.3有关具有绗缝结构的防弹板实用新型专利，其包括热压成型的防弹板；防弹板包括多组UD复合材料，多组UD复合材料层叠设置，相邻的两组UD复合材料通过绗缝线缝合连接；每组UD复合材料由多层UD片材层叠设置构成，多层UD片材通过绗缝线缝合连接；每层UD片材包括多层纤维单向平行排列的预浸片。
北京普诺泰新材料科技有限公司于2014年6月17日提出的一份专利申请号为201420324125.5有关搭接式防弹板及具有该搭接式防弹板的复合装甲实用新型专利，该搭接式防弹板包括多个防弹子板，所述多个防弹子板并排设置，邻接的所述防弹子板在搭接面彼此搭接固定在一起，以构成表面平整的所述搭接式防弹板。
通过以上专利可以看出，目前的防弹板所使用的主体材料为超高分子量聚乙烯，一些复合型防弹板采用PE防弹板与陶瓷、金属材料复合而成。而PE防弹板明显缺陷是不耐高温，更谈不上防火。在高温环境下，该产品的防护功能下降50％以上。另外复合型防弹板采用陶瓷、金属材料虽然能达到防火隔热要求，但是陶瓷、金属材料基本上都是采用胶黏剂粘结在PE防弹板上的。由于采用胶黏剂粘合，使得复合防弹板的制作工艺变得复杂，同时由于在高温环境下胶黏剂容易老化，使得复合防弹板容易分层，造成复合防弹板的防护功能下降。
发明内容
本发明所要解决的技术问题之一在于针对现有复合防弹板所存在的上述问题而提供一种防火耐热俱佳的PE复合防弹板。
本发明所要解决的技术问题之二在于提供上述PE复合防弹板的制备方法。
本发明所要解决的技术问题可以通过以下技术方案来实现：
一种防火耐热的PE复合防弹板，包括PE防弹板，其特征在于，在所述PE防弹板的着弹面上直接复合有一层无机纤维增强材料层，所述无机纤维增强材料层与PE防弹板的着弹面之间没有胶黏剂。
在本发明的一个优选实施例中，所述无机纤维增强材料层由至少一层以上的玻璃纤维布和无机阻燃材料复合而成。
在本发明的一个优选实施例中，所述玻璃纤维布的层数为3～5层，每层玻璃纤维布之间隔开一段距离。
在本发明的一个优选实施例中，所述无机阻燃材料由以下重量份的原料制备而成：
所述煅烧煤质高岭土为1250-4000目煅烧煤质高岭土，所述煅烧煤质高岭土为煤矸石煅烧高岭土。
在本发明的一个优选实施例中，所述偶联剂选自硅烷或锂酸脂。
在本发明的一个优选实施例中，所述外加剂为水泥脂肪族减水剂。
作为本发明第二方面的防火耐热的PE复合防弹板制备方法，具体包括如下步骤：
(1)预处理煅烧煤质高岭土：按配方要求将煅烧煤质高岭土投入高速搅拌器中开始加热，至50～70℃将配方的偶联剂用乙醇溶解好形成偶联剂溶液，再将偶联剂溶液缓慢加入到煅烧煤质高岭土中，边加入边搅拌，继续搅拌20分钟后出料冷却至25℃得到煅烧煤质高岭土改性粉；
(2)将配方的硫酸镁和水加入反应釜内，加热控制至50℃左右进行溶解，硫酸镁完全溶解后冷却至20℃将氧化镁加入反应釜中搅拌均匀，然后依次把步骤(1)制备的煅烧煤质高岭土改性粉与膨胀珍珠岩或沸石粉或沸石粉、蛭石粉、珍珠岩、锯木粉的混合物或蛭石粉、珍珠岩、锯木粉的混合物加入反应釜中搅拌，再把外加剂加入，全部混合均匀后，停机出料得到无机阻燃材料；
(3)取已经制成的PE防弹板放入模具中并将PE防弹板的着弹面朝上，将步骤(2)制备好的无机阻燃材料平铺在PE防弹板的着弹面上，厚度为0.5mm-1.0mm，再平铺一层玻璃纤维布，然后再平铺一层步骤(3)制备好的无机阻燃材料，依次铺上3～8层玻璃纤维布；将最上面一层平铺无机阻燃材料刮平后放置半干，形成胚料，上热压机成型，胚料升温至100℃左右，停止加热，保压20分钟，泄压脱模得到PE复合防弹板半成品；各层的无机阻燃材料的厚度相等；
(4)将步骤(3)制备的PE复合防弹板半成品送入养护室，进行多级养护，养护后形成PE复合防弹板，在PE复合防弹板的无机纤维增强材料层上涂覆上保护层后，成品下线；检验后包装，入库。
在本发明的一个优选实施例中，还可以在依次把步骤(1)制备的煅烧煤质高岭土改性粉与膨胀珍珠岩或沸石粉或沸石粉、蛭石粉、珍珠岩、锯木粉的混合物或蛭石粉、珍珠岩、锯木粉的混合物加入反应釜中搅拌后，再把外加剂加入，全部混合均匀后，停机出料得到无机阻燃材料。
在本发明的一个优选实施例中，所述多级养护是指：第一级养护温度控制在30-50℃，常压下保持2天；第二级养护温度控制在25℃-30℃，常压下保持5天；第三级在常温常压下，搁置15天以上。
在本发明的一个优选实施例中，在所述无机纤维增强材料层的表面上涂保护层是涂水性隔热保温涂料。
在本发明的一个优选实施例中，所述水性隔热保温涂料由以下质量份的原料制备而成：
所有组分的百分含量之和为100％；
制作方法：一边加入上述原料，一边通过电机搅拌，在加入空心玻璃微珠过程中，所述电机搅拌的速度小于900r/h。因为空心玻璃微珠壁薄易碎，所以慢速搅拌是保护空心玻璃微珠不被碰碎。
在本发明的一个优选实施例中，所述水性隔热保温涂料由以下质量份的原料制备而成：
制作方法：将淀粉中加入氢氧化钠，用水制成粘合剂，搅拌掺入硅藻土、珍珠岩、炉渣粉、渗透剂、发泡剂充分搅拌混合均匀而成。
由于采用如上的技术方案，本发明与现有技术相比，具有以下优点优点
(1)防火隔热，在1000度高温环境中，经过10分钟合成的PE防弹板背弹面的温升仅达到摄氏60℃。
(2)热导系数为0.03W/(m.K)。
(3)防水、憎水、吸水率<0.05％。
(4)不返卤、不吸潮，不怕水浸。
(5)长时间放置不龟裂，可保存五年以上。
附图说明
图1为本发明防火耐热的PE复合防弹板的结构示意图。
具体实施方式
以下实施例仅是对本发明的说明，并不构成对本发明权利要求的限制。
参见图1，图中一种防火耐热的PE复合防弹板，包括PE防弹板10，其在PE防弹板10的着弹面11上直接复合有一层无机纤维增强材料层20，无机纤维增强材料层20与PE防弹板的着弹面之间没有胶黏剂。无机纤维增强材料层20由至少一层以上的玻璃纤维布和无机阻燃材料复合而成。玻璃纤维布的层数为3～5层，每层玻璃纤维布之间隔开一段距离。
实施例1
防火耐热的PE复合防弹板制备方法，具体包括如下步骤：
(1)预处理煅烧煤质高岭土：取4000目煅烧煤质高岭土40kg投入高速搅拌器中，进行搅拌并加热至70℃左右，然后将1.5kg偶联剂用6kg乙醇溶解好形成偶联剂溶液，再将偶联剂溶液缓慢加入到煅烧煤质高岭土中，边加入边搅拌，继续搅拌20分钟后出料冷却至25℃得到煅烧煤质高岭土改性粉；偶联剂为硅烷类
(2)取3kg硫酸镁和15kg水加入反应釜内，加热至40℃进行溶解，硫酸镁完全溶解后冷却至常温，将20Kg氧化镁加入反应釜中搅拌均匀，把外加剂1.5Kg加入，然后依次把步骤(1)制备的煅烧煤质高岭土改性粉与3Kg膨胀珍珠岩加入反应釜中搅拌，全部混合均匀后，停机出料得到无机阻燃材料；外加剂为水泥脂肪族减水剂。
(3)取已经制成的PE防弹板放入模具中并将PE防弹板的着弹面朝上，将步骤(2)制备好的无机阻燃材料平铺在PE防弹板的着弹面上，厚度为0.5mm-1mm，再平铺一层玻璃纤维布，然后再平铺一层步骤(2)制备好的无机阻燃材料，依次直至铺上3层玻璃纤维布；将最上面一层无机阻燃材料刮平后自然固化到半干程度形成胚料，上热压机成型，胚料升温至100℃-110℃，停止加热，保压20分钟，泄压脱模得到PE复合防弹板半成品；各层的无机阻燃材料的厚度相等；
(4)将步骤(3)制备的PE复合防弹板半成品送入养护室，进行多级养护，其中，第一级养护温度控制在30-50℃，常压下保持2天；第二级养护温度控制在25℃-30℃，常压下保持5天；第三级在常温常压下，搁置15天以上。养护后在PE复合防弹板的无机纤维增强材料层的表面上涂覆一层保护层后形成PE复合防弹板成品，成品下线；检验后包装，入库。
在无机纤维增强材料层的表面上涂的保护层为水性隔热保温涂料，其由以下质量份的原料制备而成：
具体的制作方法：一边加入上述原料，一边通过电机搅拌，在加入空心玻璃微珠过程中，电机搅拌的速度小于900r/h。因为空心玻璃微珠壁薄易碎，所以慢速搅拌是保护空心玻璃微珠不被碰碎。
该实施例的防火耐热的PE复合防弹板的检验方法：
做一个直径300mm的圆筒，该圆筒高度400mm，圆筒两端全部开口，一端直立在地上，待检验的防火耐热复合防弹板盖在圆筒上端上，不留空隙。
在圆筒的侧面开一个直径不小于130mm的圆孔，圆孔上边沿到圆筒的上端距离不大于40mm。氧气气割枪点燃火焰后，调到最高温度，从圆筒侧面伸入桶内直接烧烤防火耐热PE复合防弹板的中心位置，烧烤5分钟后，防火耐热PE防弹板没有接触火焰的面上表面温度不高于65℃，从桶上取下防弹板，板面平整度变形小于1mm为合格品。
实施例2
防火耐热的PE复合防弹板制备方法，具体包括如下步骤：
(1)预处理煅烧煤质高岭土：取1250目煅烧煤质高岭土70kg投入高速搅拌器中，加热至50℃进行搅拌，然后将2kg偶联剂用6kg95％乙醇溶解好形成偶联剂溶液，再将偶联剂溶液缓慢加入到煅烧煤质高岭土中，边加入边搅拌，继续搅拌20分钟后出料冷却至25℃得到煅烧煤质高岭土改性粉；偶联剂为锂酸脂。
(2)取2kg硫酸镁和20kg水加入反应釜内，加热至50℃进行溶解，硫酸镁完全溶解后冷却至20℃，将30Kg氧化镁加入反应釜中搅拌均匀，然后依次把步骤(1)制备的煅烧煤质高岭土改性粉与10Kg沸石粉加入反应釜中搅拌，全部混合均匀后，停机出料得到无机阻燃材料；
(3)取已经制成的PE防弹板放入模具中并将PE防弹板的着弹面朝上，将步骤(2)制备好的无机阻燃材料平铺在PE防弹板的着弹面上，厚度为0.5mm-1mm；再平铺一层玻璃纤维布，然后再平铺一层步骤(2)制备好的无机阻燃材料，依次直至铺上8层玻璃纤维布；将最上面一层无机阻燃材料刮平后自然固化到半干程度形成胚料，上热压机成型，胚料升温至90℃-100℃，停止加热，保压20分钟，泄压脱模得到PE复合防弹板半成品；各层无机阻燃材料的厚度相等；
(4)将步骤(3)制备的PE复合防弹板半成品送入养护室，进行多级养护，其中，第一级养护的温度控制在30-50℃，常压下保持2天；第二级养护的温度控制在25℃-30℃，常压下保持5天；第三级在常温常压下，搁置15天以上。养护完毕后，在PE复合防弹板的无机纤维增强材料层上涂覆一层保护层形成一层PE复合防弹板成品，成品下线；检验后包装，入库。
在无机纤维增强材料层的表面上涂的保护层为水性隔热保温涂料，其由以下质量份的原料制备而成：
制作方法：将淀粉中加入氢氧化钠，用水制成粘合剂，搅拌掺入水玻璃、硅藻土、珍珠岩、炉渣粉充分搅拌混合均匀而成。
防火耐热的PE复合防弹板的检验方法：做一个直径300mm的圆筒，该圆筒高度400mm，圆筒两端全部开口，一端直立在地上，待检验的防火耐热复合防弹板盖在圆筒上端上，不留空隙。
在圆筒的侧面开一个直径不小于130mm的圆孔，圆孔上边沿到圆筒的上端距离不大于40mm。氧气气割枪点燃火焰后，调到最高温度，从圆筒侧面伸入桶内直接烧烤防火耐热PE复合防弹板的中心位置，烧烤5分钟后，防火耐热PE防弹板没有接触火焰的面上表面温度不高于65℃，从桶上取下防弹板，板面平整度变形小于1mm为合格品。
实施例3
防火耐热的PE复合防弹板制备方法，具体包括如下步骤：
(1)预处理煅烧煤质高岭土：取3000目煅烧煤质高岭土20kg投入高速搅拌器中，进行搅拌并加热至70℃左右，然后将0.75kg偶联剂用3kg乙醇溶解好形成偶联剂溶液，再将偶联剂溶液缓慢加入到煅烧煤质高岭土中，边加入边搅拌，继续搅拌20分钟后出料冷却至25℃得到煅烧煤质高岭土改性粉；偶联剂为硅烷类。
(2)取3kg硫酸镁和15kg水加入反应釜内，加热至40℃进行溶解，硫酸镁完全溶解后冷却至常温，将20Kg氧化镁加入反应釜中搅拌均匀，把外加剂1.5Kg加入，然后依次把步骤(1)制备的煅烧煤质高岭土改性粉与5Kg蛭石粉、2Kg珍珠岩、1Kg锯末粉加入反应釜中搅拌，全部混合均匀后，停机出料得到无机阻燃材料；外加剂为脂肪族水泥外加剂。
(3)取已经制成的PE防弹板放入模具中并将PE防弹板的着弹面朝上，将步骤(2)制备好的无机阻燃材料平铺在PE防弹板的着弹面上，厚度为0.5mm-1mm；再平铺一层玻璃纤维布，然后再平铺一层步骤(2)制备好的无机阻燃材料，依次直至铺上5层玻璃纤维布；将最上面一层无机阻燃材料刮平后自然固化到半干程度形成胚料，上热压机成型，胚料升温至90℃-100℃左右，停止加热，保压20分钟，泄压脱模得到PE复合防弹板半成品；各层的无机阻燃材料的厚度相等；
(4)将步骤(3)制备的PE复合防弹板半成品送入养护室，进行多级养护。其中，第一级养护的温度控制在30-50℃，常压下保持2天；第二级养护的温度控制在25℃-30℃，常压下保持5天；第三级在常温常压下，搁置15天以上。养护完毕后，在PE复合防弹板的无机纤维增强材料层上涂覆一层保护层形成一层PE复合防弹板成品，成品下线；检验后包装，入库。
在无机纤维增强材料层的表面上涂的保护层为水性隔热保温涂料，其由以下质量份的原料制备而成：
制作方法：一边加入上述原料，一边通过电机搅拌，在加入空心玻璃微珠过程中，所述电机搅拌的速度小于900r/h。因为空心玻璃微珠壁薄易碎，所以慢速搅拌是保护空心玻璃微珠不被碰碎。
防火耐热的PE复合防弹板的检验方法：做一个直径300mm的圆筒，该圆筒高度400mm，圆筒两端全部开口，一端直立在地上，待检验的防火耐热复合防弹板盖在圆筒上端上，不留空隙。
在圆筒的侧面开一个直径不小于130mm的圆孔，圆孔上边沿到圆筒的上端距离不大于40mm。氧气气割枪点燃火焰后，调到最高温度，从圆筒侧面伸入桶内直接烧烤防火耐热PE复合防弹板的中心位置，烧烤3分钟后，防火耐热PE防弹板没有接触火焰的面上表面温度不高于65℃，从桶上取下防弹板，板面平整度变形小于1mm为合格品。
实施例4
防火耐热的PE复合防弹板制备方法，具体包括如下步骤：
(1)预处理煅烧煤质高岭土：取2000目煅烧煤质高岭土30kg投入高速搅拌器中，加热至50℃进行搅拌，然后将1kg偶联剂用2kg95％乙醇溶解好形成偶联剂溶液，再将偶联剂溶液缓慢加入到煅烧煤质高岭土中，边加入边搅拌，继续搅拌20分钟后出料冷却至25℃得到煅烧煤质高岭土改性粉；偶联剂为硅烷类。
(2)取2kg硫酸镁和20kg水加入反应釜内，加热至50℃进行溶解，硫酸镁完全溶解后冷却至20℃，将30Kg氧化镁加入反应釜中搅拌均匀，然后依次把步骤(1)制备的煅烧煤质高岭土改性粉与5Kg沸石粉、2Kg珍珠岩、1.5Kg蛭石粉及1Kg锯末粉加入反应釜中搅拌，全部混合均匀后，停机出料得到无机阻燃材料；
(3)取已经制成的PE防弹板放入模具中并将PE防弹板的着弹面朝上，将步骤(2)制备好的无机阻燃材料平铺在PE防弹板的着弹面上，厚度为0.5mm-1mm；再平铺一层玻璃纤维布，然后再平铺一层步骤(2)制备好的无机阻燃材料，依次直至铺上8层玻璃纤维布；将最上面一层无机阻燃材料刮平后自然固化到半干程度形成胚料，上热压机成型，胚料升温至90℃-100℃，停止加热，保压20分钟，泄压脱模得到PE复合防弹板半成品；
(4)将步骤(3)制备的PE复合防弹板半成品送入养护室，进行多级养护，其中，第一级养护的温度控制在30-50℃，常压下保持2天；第二级养护的温度控制在25℃-30℃，常压下保持5天；第三级在常温常压下，搁置15天以上。养护完毕后，在PE复合防弹板的无机纤维增强材料层上涂覆一层保护层形成一层PE复合防弹板成品，成品下线；检验后包装，入库。
在无机纤维增强材料层的表面上涂的保护层为水性隔热保温涂料，其由以下质量份的原料制备而成：
制作方法：将淀粉中加入氢氧化钠，用水制成粘合剂，搅拌掺入水玻璃、硅藻土、珍珠岩、炉渣粉充分搅拌混合均匀而成。
防火耐热的PE复合防弹板的检验方法：做一个直径300mm的圆筒，该圆筒高度400mm，圆筒两端全部开口，一端直立在地上，待检验的防火耐热复合防弹板盖在圆筒上端上，不留空隙。
在圆筒的侧面开一个直径不小于130mm的圆孔，圆孔上边沿到圆筒的上端距离不大于40mm。氧气气割枪点燃火焰后，调到最高温度，从圆筒侧面伸入桶内直接烧烤防火耐热PE复合防弹板的中心位置，烧烤5分钟后，防火耐热PE防弹板没有接触火焰的面上表面温度不高于65℃，从桶上取下防弹板，板面平整度变形小于1mm为合格品。
Claims (9)
1.一种防火耐热的PE复合防弹板，包括PE防弹板，其特征在于，在所述PE防弹板的着弹面上直接复合有一层无机纤维增强材料层，所述无机纤维增强材料层与PE防弹板的着弹面之间没有胶黏剂；所述无机纤维增强材料层由至少一层以上的玻璃纤维布和无机阻燃材料复合而成；
所述无机阻燃材料由以下重量份的原料制备而成：
所述煅烧煤质高岭土为1250-4000目煅烧煤质高岭土，所述煅烧煤质高岭土为煤矸石煅烧高岭土。
2.如权利要求1所述的防火耐热的PE复合防弹板，其特征在于，所述玻璃纤维布的层数为3～10层，每层玻璃纤维布之间隔开一段距离。
3.如权利要求1所述的防火耐热的PE复合防弹板，其特征在于，所述偶联剂选自硅烷或锂酸脂。
4.如权利要求1所述的防火耐热的PE复合防弹板，其特征在于，所述外加剂为水泥脂肪族减水剂。
5.权利要求1至4任一项权利要求所述的防火耐热的PE复合防弹板制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)预处理煅烧煤质高岭土：按配方要求将煅烧煤质高岭土投入高速搅拌器中开始加热，至50～70℃将配方的偶联剂用乙醇溶解好形成偶联剂溶液，再将偶联剂溶液缓慢加入到煅烧煤质高岭土中，边加入边搅拌，继续搅拌20分钟后出料冷却至25℃得到煅烧煤质高岭土改性粉；
(2)将配方的硫酸镁和水加入反应釜内，加热控制至50℃进行溶解，硫酸镁完全溶解后冷却至20℃将氧化镁加入反应釜中搅拌均匀，然后依次把步骤(1)制备的煅烧煤质高岭土改性粉与膨胀珍珠岩或沸石粉或沸石粉、蛭石粉、珍珠岩、锯木粉的混合物或蛭石粉、珍珠岩、锯木粉的混合物加入反应釜中搅拌，再把外加剂加入，全部混合均匀后，停机出料得到无机阻燃材料；
(3)取已经制成的PE防弹板放入模具中并将PE防弹板的着弹面朝上，将步骤(2)制备好的无机阻燃材料平铺在PE防弹板的着弹面上，厚度为0.5mm-1.0mm，再平铺一层玻璃纤维布，然后再平铺一层步骤(2)制备好的无机阻燃材料，依次铺上3～8层玻璃纤维布；将最上面一层平铺无机阻燃材料刮平后放置半干，形成胚料，上热压机成型，胚料升温至100℃，停止加热，保压20分钟，泄压脱模得到PE复合防弹板半成品；各层的无机阻燃材料的厚度相等；
(4)将步骤(3)制备的PE复合防弹板半成品送入养护室，进行多级养护，养护后形成PE复合防弹板，在PE复合防弹板的无机纤维增强材料层上涂覆上保护层后，成品下线；检验后包装，入库。
6.权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述多级养护是指：第一级养护温度控制在30-50℃，常压下保持2天；第二级养护温度控制在25℃-30℃，常压下保持5天；第三级在常温常压下，搁置15天以上。
7.权利要求5所述的制备方法，其特征在于，在所述无机纤维增强材料层的表面上涂保护层是涂水性隔热保温涂料。
8.权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述水性隔热保温涂料由以下质量份的原料制备而成：
制作方法：一边加入上述原料，一边通过电机搅拌，在加入空心玻璃微珠过程中，所述电机搅拌的速度小于900r/h。
9.权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述水性隔热保温涂料由以下质量份的原料制备而成：
所有组分的百分含量之和为100％；
制作方法：将淀粉中加入氢氧化钠，用水制成粘合剂，搅拌掺入硅藻土、珍珠岩、炉渣粉、渗透剂、水玻璃充分搅拌混合均匀而成。
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