CN107083053B - 一种防刺砸防弹组合物 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种防刺砸防弹组合物，包括高粘性树脂组合物，高硬度填料和外包夹编织物，所述高粘性树脂组合物包括杜仲树脂、环氧树脂和固化剂。本发明构思的最大特点就是，充分利用杜仲树脂及环氧树脂组成的双树脂体系优良的粘性，将高硬度的填料粘合在一起，形成一个高硬度的防砸刺防弹的基体，而再在其中加入适量高强度短纤维，使其均匀分布在基质中，增加基质的整体性，这样一来，它在突然受到冲击性外力的打击下，不至于炸裂，最后在外面再加一层特殊结构的编织物，尼龙搭扣或发卡，由于它们的一面上织有射出的钩针，可以使钩针埋入由高硬度的树脂体系中，进一步提高提高基质的整体性，保证其在子弹冲击力作用下不会打穿炸裂。

Description

一种防刺砸防弹组合物
技术领域
本发明属于化学领域，涉及一种防刺砸防弹组合物。
背景技术
到目前为止，市场上能购买的，文献报道的或者在部队中使用的防刺砸防弹衣，其基本结构较早的一类，是以高硬度高刚性的金属，陶瓷或玻璃钢做插片的防砸刺防弹衣，作为防弹防砸基质材料，金属比重大，陶瓷容易裂，玻璃钢防弹防刺砸能力较差；而后发展的一类，是用多层凯芙拉(Kevlar)芳纶纤维层或者超高分子量聚乙烯纤维与高硬度高刚性材料组成的复合物，这类结构虽然提高了防砸刺防弹及防裂能力，但由于需多层纤维与防弹材料(合金或陶瓷)复合，仍然较重。专利CN201310616776.1提供了一种软质防弹防刺片材，所述的防弹防刺片由下述材料组成，从迎弹迎刺面开始依次的材料为：芳纶纤维浸胶机织布防刺层，芳纶纤维无纬布防弹层，PC板层及减震EVA层。所述的芳纶纤维可用超高分子量聚乙烯纤维替换。该专利的防弹防刺片材质量较重，制造防弹衣穿戴不方便。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明提供一种防刺砸防弹组合物，防刺砸防弹效果好，质量轻。
本发明提供了如下的技术方案：
一种防刺砸防弹组合物，包括高粘性树脂组合物、高硬度填料和外包夹编织物，所述高粘性树脂组合物包括杜仲树脂、环氧树脂和固化剂。
在上述方案中优选的是，所述组合物还包括高强度纤维。
在上述任一方案中优选的是，包括重量份如下的各组分：杜仲树脂1-4份，环氧树脂2-5份，固化剂2-5份，高强度纤维0-3份，高硬度填料28-45份，以及外包夹编织物。
加入高强度纤维的量的根据是看基质粘度大小，粘度大，就少加纤维，粘度小，就多加点纤维，粘度太大，就不加。
在上述任一方案中优选的是，所述杜仲树脂、所述环氧树脂、所述固化剂、所述高强度纤维和所述高硬度填料混合后，制成不同形状的混合物包夹在两层外包夹编织物之间，每层所述外包夹编织物用量根据所包夹的所述混合物的面积或使用的模具的面积决定。
在上述任一方案中优选的是，所述杜仲树脂、所述环氧树脂、所述固化剂、所述高强度纤维和所述高硬度填料混合后，制成不同形状的混合物包夹在两层外包夹编织物之间，每层所述外包夹编织物的面积与包夹的所述混合物的面积或使用的模具的面积一致。
在上述任一方案中优选的是，包括重量份如下的各组分：杜仲树脂2.4份，环氧树脂2.4份，固化剂3.2份，高硬度填料30份，以及外包夹编织物。
在上述任一方案中优选的是，包括重量份如下的各组分：杜仲树脂1.5份，环氧树脂4.5份，固化剂4份，高硬度填料40份，以及外包夹编织物。
在上述任一方案中优选的是，包括重量份如下的各组分：杜仲树脂1.5份，环氧树脂4.5份，固化剂4份，高硬度填料41.3份，以及外包夹编织物。
在上述任一方案中优选的是，包括重量份如下的各组分：杜仲树脂2.4份，环氧树脂2.4份，固化剂3.2份，高强度纤维0.3份，高硬度填料35份，以及外包夹编织物。
在上述任一方案中优选的是，包括重量份如下的各组分：杜仲树脂1.5份，环氧树脂4.5份，固化剂4份，高强度纤维0.4份，高硬度填料37份，以及外包夹编织物。
在上述任一方案中优选的是，包括重量份如下的各组分：杜仲树脂2.8份，环氧树脂2.8份，固化剂2.4份，高强度纤维2份，高硬度填料34份，以及外包夹编织物。
在上述任一方案中优选的是，所述高强度纤维为超高分子量聚乙烯纤维，芳纶纤维或碳纤维。
在上述任一方案中优选的是，所述高强度纤维剪短为5～10mm。
在上述任一方案中优选的是，所述高硬度填料为金刚石粉，碳化硅粉，石英砂，陶瓷粉及石墨烯中的一种或几种。
在上述任一方案中优选的是，所述固化剂为低分子聚酰胺。
在上述任一方案中优选的是，所述外包夹编织物为尼龙搭扣、带有钩状物的织物或带射出钩的发卡织物。
在上述任一方案中优选的是，所述尼龙搭扣为带有钩状物的尼龙搭扣。
在上述任一方案中优选的是，制备时，先将所述杜仲树脂与所述环氧树脂混匀，然后加入固化剂混匀，再加入高强度纤维混匀，再加入高硬度填料混匀得到混合物，最后，将所述混合物夹入两层所述外包夹编织物之间，并置于模型中固化完成。
在上述任一方案中优选的是，所述尼龙搭扣、带有钩状物的织物或带射出钩的发卡织物的带钩的针面朝内。
在上述任一方案中优选的是，所述尼龙搭扣、带有钩状物的织物或带射出钩的发卡织物的带钩的针面朝内向所述混合物。
本发明包括高粘性树脂组合物，高强度纤维，高硬度填料及编织物。本发明构思的最大特点就是，充分利用杜仲树脂及环氧树脂组成的双树脂体系优良的粘性，将高硬度的填料粘合在一起，形成一个高硬度的防砸刺防弹的基体，而再在其中加入高强度短纤维，使其均匀分布在基质中，这样一来，它在突然受到冲击性外力的打击下，不至于炸裂，最后在外面再加一层特殊结构的编织物，尼龙搭扣或发卡，由于它们的一面上织有射出的钩针，可以埋入由高硬度的树脂体系中，从而使防裂能力更进一步提高。
具体实施方式
为了进一步了解本发明的技术特征，下面结合具体实施例对本发明进行详细地阐述。实施例只对本发明具有示例性的作用，而不具有任何限制性的作用，本领域的技术人员在本发明的基础上做出的任何非实质性的修改，都应属于本发明的保护范围。
本发明芳纶纤维优选凯芙拉芳纶纤维。本发明使用的外包夹编织物均为市售产品，其厚度按照购买的厚度使用即可。本发明的杜仲树脂可采用现有的提取、合成等方法得到，或者购买得到。
实施例1：
一种防刺砸防弹组合物，包括杜仲树脂2.4份，环氧树脂(6101)2.4份，混匀，加低分子聚酰胺3.2份混匀，加金刚石粉30份，混匀包夹在两层尼龙搭扣之间(针面朝内)，装入模型中加压固化成型。
包夹混合物的上下两层尼龙搭扣的均面积与装入混合物材料模具的面积一样。
实施例2：
一种防刺砸防弹组合物，包括杜仲树脂1.5份，环氧树脂(6101)4.5份，混匀，加低分子聚酰胺4份混匀，加金刚石粉40份，混匀包夹在两层尼龙搭扣之间(针面朝内)，装入模型中加压固化成型。
包夹混合物的上下两层尼龙搭扣的均面积与装入混合物材料模具的面积一样。
实施例3：
一种防刺砸防弹组合物，包括杜仲树脂1.5份，环氧树脂(6101)4.5份，低分子聚酰胺4份，混匀，加石墨烯1.3份，混匀，加金刚石粉40份，混匀，包夹在两层尼龙搭扣之间(针面朝内)，装入模型中加压固化成型。
包夹混合物的上下两层尼龙搭扣的均面积与装入混合物材料模具的面积一样。
石墨烯是超细纳米结构，比重小，为提高硬度，加入量可少一些。
实施例4：
一种防刺砸防弹组合物，包括杜仲树脂2.4份，环氧树脂(6101)2.4份，混匀，加低分子聚酰胺3.2份，加金刚石粉35份，混匀，加超高分子量聚乙烯短纤维0.3份，混匀，包夹在两层发卡之间(针面朝内)，装入模型中加压固化成型。所述超高分子量聚乙烯短纤维剪短为5～10mm。
包夹混合物的上下两层尼龙搭扣的均面积与装入混合物材料模具的面积一样。
加入超高分子量聚乙烯纤维，目的是提高基质的整体性。
实施例5：
一种防刺砸防弹组合物，包括杜仲胶1.5份；环氧树脂(6101)4.5份克，加热混匀，加低分子聚酰胺4份，混匀，加芳纶短纤维0.4份混匀，加石墨烯2份，混匀，加金刚石粉35份混匀，包夹在两层尼龙搭扣之间(针面朝内)，装入模型中加压固化成型。所述芳纶短纤维剪短为5～10mm。
包夹混合物的上下两层尼龙搭扣的均面积与装入混合物材料模具的面积一样。
加入芳纶纤维也是为了提高基质整体性，与上超高分子量聚乙烯短纤维的差别是，芳纶纤维分子极性比聚乙烯大，与树脂基质的粘合性好。
实施例6：
一种防刺砸防弹组合物，包括杜仲树脂2.8份，环氧树脂2.8份，混匀加低分子聚酰胺2.4份，混匀，加碳纤维2份，混匀，加石墨烯1份，混匀，加金刚石粉33份，混匀，包夹在两层尼龙搭扣之间(针面朝内)，装入模型中加压固化成型。所述碳纤维剪短为5～10mm。
包夹混合物的上下两层尼龙搭扣的均面积与装入混合物材料模具的面积一样。
加入碳纤维是为了提高基质整体性，碳纤维的特点是纤维刚度大，它的加入，比超高分子量聚乙烯短纤维和芳纶短纤维，对提高整体硬度有贡献。
实施例7：
一种防刺砸防弹组合物，包括杜仲树脂4份，环氧树脂2份，混匀加低分子聚酰胺5份，混匀，加碳纤维2份，混匀，加金刚石粉45份，混匀，包夹在两层尼龙搭扣之间(针面朝内)，装入模型中加压固化成型。所述碳纤维剪短为5～10mm。
包夹混合物的上下两层尼龙搭扣的均面积与装入混合物材料模具的面积一样。
实施例8：
一种防刺砸防弹组合物，包括杜仲树脂1份，环氧树脂5份，混匀加低分子聚酰胺2份，混匀，加碳纤维3份，混匀，加金刚石粉28份，混匀，包夹在两层尼龙搭扣之间(针面朝内)，装入模型中加压固化成型。所述碳纤维剪短为5～10mm。
包夹混合物的上下两层尼龙搭扣的均面积与装入混合物材料模具的面积一样。
为了证实本发明所述按实施例制备的样品的抗刺砸防弹能力，将制备的样品与不同材料进行了如下对比：
1、抗刺砸对比。将其与玻璃钢，猪骨头，瓷砖及碳化硼板进行了对比。方法是用钢钉钉尖在重力作用下砸待测样品，要求砸的深度越浅越好，同时还要不被砸裂。具体方法是先将钢钉置于待测物上，用一个6.8公斤的重物，在距离钢钉顶部10cm处以自由落体方式，砸向待测物，钢钉钉尖受此冲击力后，会砸入待测样品内部，砸入深度，即是其抗砸能力。所测结果，玻璃钢的砸入深度，大多在1mm左右，猪骨头的更深，深度达1cm，而瓷砖硬度虽高一些，但用此法一砸即裂，碳化硼防弹板只是微痕(著名的美国“拦截者”防弹衣起主要防弹作用的防弹板就是碳化硼插板)。而本发明实施例制备的样品的砸痕比碳化硼明显。
2、进行了不同样品的硬度对比，用莫氏硬度笔刻画，玻璃钢的莫氏硬度约为6；猪骨头的莫氏硬度4～5；而瓷砖硬度莫氏硬度～7；碳化硼防弹板莫氏硬度9～10；本发明制备的样品，莫氏硬度也在9～10之间。而硬度高低是表示能否作为防弹板的基本要求，说明，本发明的样品具备了做防弹板的要求。本发明的实施例的样品莫氏硬度都可达到9。
3、进行了抗砸裂的对比，方法是将一直径6mm钢珠放在待测样品上，直接用铁榔头砸在钢珠上(模仿子弹),观测样品是裂，还是不裂。结果，砸玻璃钢，不裂；砸猪头，裂；砸瓷砖，裂；砸碳化硼防弹板，也裂(著名的美国“拦截者”防弹衣起主要防弹作用的防弹板就是碳化硼插板)。而本发明制备的样品，砸后，毫发无损。可见，在高冲击能打击下，本发明吸收冲击能的能力，由于有织物参与基质大大加强了样品的整体性，而远远超过了碳化硼陶瓷板。本发明的上述实施例中所述样品，均砸不裂。
4、迄今，防弹衣基本结构是，由高硬度防弹插板与多层高强度织物复合，前者起吸收冲击能的主要作用，多层高强度织物起缓冲作用。如美国拦截者防弹衣的前后两块250mm*300mm，厚10mm碳化硼陶瓷插板，重量已达3.6公斤，除此之外，还要与3.8公斤的kevlar纤维布组成复合层，这样重量就达7.4公斤。而本发明实施例6制备的样品比重也只有2.05克/厘米立方(碳化硼比重为2.6克/厘米立方)，本发明按上述相同尺寸，也做成面积250mm×300mm的两块插板，由于织物已经和防弹板基质材料混合在一起，不再需要另加厚厚的kevlar复合层了，即使我们将插板的厚度即使提高到12mm，这样总重量也只有3.70公斤，就是加上装插板的单层布兜衣，也比美国“拦截者”防弹衣7.4公斤重量小多了。

Claims (14)

1.一种防刺砸防弹组合物，包括高粘性树脂组合物、高硬度填料和外包夹编织物，所述高粘性树脂组合物由杜仲树脂、环氧树脂和固化剂组成，各组分重量份如下：杜仲树脂1-4份，环氧树脂2-5份，固化剂2-5份，高强度纤维0-3份，高硬度填料28-45份，以及外包夹编织物，所述外包夹编织物为尼龙搭扣、带有钩状物的织物；所述尼龙搭扣为带有钩状物的尼龙搭扣；所述尼龙搭扣、带有钩状物的织物的带钩的针面朝内；制备时，先将所述杜仲树脂与所述环氧树脂混匀，然后加入固化剂混匀，再加入高强度纤维混匀，再加入高硬度填料混匀得到混合物，最后，将所述混合物夹入两层所述外包夹编织物之间，并置于模型中固化完成。
2.根据权利要求1所述的防刺砸防弹组合物，其特征在于：所述杜仲树脂、所述环氧树脂、所述固化剂、所述高强度纤维和所述高硬度填料混合后，制成不同形状的混合物包夹在两层外包夹编织物之间，每层所述外包夹编织物用量根据所包夹的所述混合物的面积或使用的模具的面积决定。
3.根据权利要求2所述的防刺砸防弹组合物，其特征在于：所述杜仲树脂、所述环氧树脂、所述固化剂、所述高强度纤维和所述高硬度填料混合后，制成不同形状的混合物包夹在两层外包夹编织物之间，每层所述外包夹编织物的面积与包夹的所述混合物的面积或使用的模具的面积一致。
4.根据权利要求2所述的防刺砸防弹组合物，其特征在于：各组分重量份如下：杜仲树脂2.4份，环氧树脂2.4份，固化剂3.2份，高硬度填料30份，以及外包夹编织物。
5.根据权利要求2所述的防刺砸防弹组合物，其特征在于：各组分重量份如下：杜仲树脂1.5份，环氧树脂4.5份，固化剂4份，高硬度填料40份，以及外包夹编织物。
6.根据权利要求2所述的防刺砸防弹组合物，其特征在于：各组分重量份如下：杜仲树脂1.5份，环氧树脂4.5份，固化剂4份，高硬度填料41.3份，以及外包夹编织物。
7.根据权利要求2所述的防刺砸防弹组合物，其特征在于：各组分重量份如下：杜仲树脂2.4份，环氧树脂2.4份，固化剂3.2份，高强度纤维0.3份，高硬度填料35份，以及外包夹编织物。
8.根据权利要求2所述的防刺砸防弹组合物，其特征在于：各组分重量份如下：杜仲树脂1.5份，环氧树脂4.5份，固化剂4份，高强度纤维0.4份，高硬度填料37份，以及外包夹编织物。
9.根据权利要求2所述的防刺砸防弹组合物，其特征在于：各组分重量份如下：杜仲树脂2.8份，环氧树脂2.8份，固化剂2.4份，高强度纤维2份，高硬度填料34份，以及外包夹编织物。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的防刺砸防弹组合物，其特征在于：所述高强度纤维为超高分子量聚乙烯纤维，芳纶纤维或碳纤维。
11.根据权利要求10所述的防刺砸防弹组合物，其特征在于：所述高强度纤维剪短为5~10mm。
12.根据权利要求1至9中任一项所述的防刺砸防弹组合物，其特征在于：所述高硬度填料为金刚石粉，石英砂，陶瓷粉及石墨烯中的一种或几种。
13.根据权利要求12所述的防刺砸防弹组合物，其特征在于：所述陶瓷粉为碳化硅粉。
14.根据权利要求1至9中任一项所述的防刺砸防弹组合物，其特征在于：所述固化剂为低分子聚酰胺。
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