CN108240782B - 一种高性能组合防弹板 - Google Patents
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Abstract
本发明属于复合陶瓷技术领域，具体涉及一种高性能组合防弹板，所述防弹板包括包覆壳、第一陶瓷挡板、第二陶瓷挡板和缓冲层，所述第一陶瓷挡板位于缓冲层上表面，所述第二陶瓷挡板位于缓冲层下表面，所述第一陶瓷板与第二陶瓷板呈蜂窝状结构，所述包覆壳将第一陶瓷挡板、第二陶瓷挡板和缓冲层包覆。本发明解决了现有技术只能单次防护的问题，采用双层陶瓷挡板作为防弹区，形成多层阻挡效果，不仅提升了复合防弹板的使用寿命，而且用长路径将子弹截留至防弹层，构筑形成二次防护效果。
Description
技术领域
本发明属于复合陶瓷技术领域，具体涉及一种高性能组合防弹板。
背景技术
目前，作为防弹主体的防弹板已经由过去的硬质金属面板、高分子材料面板发展到陶瓷材料面板。陶瓷材料面板采用材料主要由氧化铝、碳化硅、碳化硼以及其他复合陶瓷材料。防弹板采用小块拼接面板。小块拼接面板有四边形或六边形，其特点是尺寸精度要求高。目前防弹板采用小块拼接面板，小块拼接面板有四边形或六边形，其特点是尺寸精度要求高，目前，这些防弹复合板虽然可以阻止子弹对人的一两次伤害，但对于不同子弹、多发子弹的弹射伤害却无能为力。
发明内容
针对现有技术中的问题，本发明提供一种高性能组合防弹板，解决了现有技术只能单次防护的问题，采用双层陶瓷挡板作为防弹区，形成多层阻挡效果，不仅提升了复合防弹板的使用寿命，而且用长路径将子弹截留至防弹层，构筑形成二次防护效果。
为实现以上技术目的，本发明的技术方案是：
一种高性能组合防弹板，所述防弹板包括包覆壳、第一陶瓷挡板、第二陶瓷挡板和缓冲层，所述第一陶瓷挡板位于缓冲层上表面，所述第二陶瓷挡板位于缓冲层下表面，所述第一陶瓷板与第二陶瓷板呈蜂窝状结构，所述包覆壳将第一陶瓷挡板、第二陶瓷挡板和缓冲层包覆。
所述第一陶瓷挡板和第二陶瓷挡板厚度不小于10-20mm。
所述第一陶瓷挡板和第二陶瓷挡板采用氮化硅材料。
所述包覆壳采用乙烯丙烯酸酯弹性体。
所述缓冲层采用聚苯乙烯-聚二甲硅氧烷交联共聚物。
所述第一陶瓷挡板和第二陶瓷挡板的蜂窝孔的孔径不大于8mm，所述蜂窝孔内充满聚苯乙烯-聚二甲硅氧烷交联共聚物。
所述第一陶瓷挡板和第二陶瓷挡板的蜂窝孔孔径不大于15mm，所述蜂窝孔内采用填满石墨烯颗粒。
所述石墨烯颗粒的粒径不大于3mm。
所述蜂窝孔内石墨烯颗粒间的缝隙内采用充满聚苯乙烯-聚二甲硅氧烷交联共聚物填满。
乙烯丙烯酸酯弹性体是由乙烯、甲基丙烯酸酯及硫化单体组层的三元共聚物，是具有良好的耐热性和耐油性的弹性体，同时乙烯丙烯酸酯弹性体耐温高达200℃，具有良好的耐低温性能和耐久性。
氮化硅是一种超硬物质，本身具有润滑性，并且耐磨损，为原子晶体；高温时抗氧化。而且它还能抵抗冷热冲击，在空气中加热到1000℃以上，急剧冷却再急剧加热，也不会碎裂，同时氮化硅是高级耐火材料，具有良好的抗热震性和抗热应力。
石墨烯具有优异的光学、电学、力学特性，在材料学、微纳加工、能源、生物医学和药物传递等方面具有重要的应用前景。石墨烯是已知强度最高的材料之一，同时还具有很好的韧性，且可以弯曲，石墨烯的理论杨氏模量达1.0TPa，固有的拉伸强度为130GPa。而利用氢等离子改性的还原石墨烯也具有非常好的强度，平均模量可大0.25TPa。同时，石墨烯具有非常好的热传导性能。纯的无缺陷的单层石墨烯的导热系数高达5300W/mK，是目前为止导热系数最高的碳材料，高于单壁碳纳米管(3500W/mK)和多壁碳纳米管(3000W/mK)。当它作为载体时，导热系数也可达600W/mK。
聚苯乙烯-聚二甲硅氧烷交联共聚物是一种合成聚亚安酯材料。这种纳米材料具有在变形时不发生破裂的性能,其不仅能够抵御9mm手枪弹的贯穿,同时还具有弥合弹孔的性能。在被高速飞行的弹头击中时,这种材料在弹孔处能够融化为液体,阻止弹头而后封闭弹孔,使子弹镶嵌在纳米材料中。
从以上描述可以看出，本发明具备以下优点：
1.本发明解决了现有技术只能单次防护的问题，采用双层陶瓷挡板作为防弹区，形成多层阻挡效果，不仅提升了复合防弹板的使用寿命，而且用长路径将子弹截留至防弹层，构筑形成二次防护效果。
2.本发明采用乙烯丙烯酸酯弹性体的包覆壳作为防弹板的外壳，充分利用了该材料的弹性效果与耐热效果、耐久性，能够起到表面束缚效果以及初次阻挡效果，起到降速效果。
3.本发明采用氮化硅作为陶瓷挡板材料能够利用其耐磨村和耐温性能，起到阻挡的同时也能够保持稳定性，确保形成的蜂窝结构保持稳定，持续形成蜂窝结构的高强度承压效果。
4.本发明采用聚苯乙烯-聚二甲硅氧烷交联共聚物作为缓冲层和缝隙填充剂，均匀利用其相变过程的吸热效果，快速转化热量，形成内部导热，同时表面遇热液化的材料在温度降低过程中重新凝化，将子弹包裹，不仅能够快速形成二次防护效果，保证后续防护的强度不变，甚至提升，而且聚苯乙烯-聚二甲硅氧烷交联共聚物材料无损耗、无断裂，保证液固转化效果的稳定性。
5.本发明将石墨烯颗粒放入蜂窝孔内，将蜂窝孔填满的同时也能够形成力学传递，增加了蜂窝孔内的防弹效果，增加了阻力；石墨烯作为高导热材料能够快速转移子弹热量，将聚苯乙烯-聚二甲硅氧烷交联共聚物重新固化，与石墨烯颗粒和氮化硅蜂窝孔形成刚柔并济的二次防弹体系。
附图说明
图1是本发明实施例1的结构示意图。
具体实施方式
结合图1，详细说明本发明的一个具体实施例，但不对本发明的权利要求做任何限定。
实施例1
一种高性能组合防弹板，所述防弹板包括包覆壳1、第一陶瓷挡板2、第二陶瓷挡板3和缓冲层4，所述第一陶瓷挡板2位于缓冲层4上表面，所述第二陶瓷挡板3位于缓冲层4下表面，所述第一陶瓷板2与第二陶瓷板3呈蜂窝状结构，所述包覆壳1将第一陶瓷挡板2、第二陶瓷挡板3和缓冲层4包覆。
所述第一陶瓷挡板2和第二陶瓷挡板3厚度不小于10-20mm。
所述第一陶瓷挡板2和第二陶瓷挡板3采用氮化硅材料。
所述包覆壳1采用乙烯丙烯酸酯弹性体。
所述缓冲层4采用聚苯乙烯-聚二甲硅氧烷交联共聚物。
所述第一陶瓷挡板2和第二陶瓷挡板3的蜂窝孔的孔径不大于8mm，所述蜂窝孔内充满聚苯乙烯-聚二甲硅氧烷交联共聚物。
实施例2
如图1所示，一种高性能组合防弹板，所述防弹板包括包覆壳1、第一陶瓷挡板2、第二陶瓷挡板3和缓冲层4，所述第一陶瓷挡板2位于缓冲层4上表面，所述第二陶瓷挡板3位于缓冲层4下表面，所述第一陶瓷板2与第二陶瓷板3呈蜂窝状结构，所述包覆壳1将第一陶瓷挡板2、第二陶瓷挡板3和缓冲层4包覆。
所述第一陶瓷挡板2和第二陶瓷挡板3厚度不小于10-20mm。
所述第一陶瓷挡板2和第二陶瓷挡板3采用氮化硅材料。
所述包覆壳1采用乙烯丙烯酸酯弹性体。
所述缓冲层4采用聚苯乙烯-聚二甲硅氧烷交联共聚物。
所述第一陶瓷挡板2和第二陶瓷挡板3的蜂窝孔孔径不大于15mm，所述蜂窝孔内采用填满石墨烯颗粒。
所述石墨烯颗粒的粒径不大于3mm。
所述蜂窝孔内石墨烯颗粒间的缝隙内采用充满聚苯乙烯-聚二甲硅氧烷交联共聚物填满。
综上所述，本发明具有以下优点：
1.本发明解决了现有技术只能单次防护的问题，采用双层陶瓷挡板作为防弹区，形成多层阻挡效果，不仅提升了复合防弹板的使用寿命，而且用长路径将子弹截留至防弹层，构筑形成二次防护效果。
2.本发明采用乙烯丙烯酸酯弹性体的包覆壳作为防弹板的外壳，充分利用了该材料的弹性效果与耐热效果、耐久性，能够起到表面束缚效果以及初次阻挡效果，起到降速效果。
3.本发明采用氮化硅作为陶瓷挡板材料能够利用其耐磨村和耐温性能，起到阻挡的同时也能够保持稳定性，确保形成的蜂窝结构保持稳定，持续形成蜂窝结构的高强度承压效果。
4.本发明采用聚苯乙烯-聚二甲硅氧烷交联共聚物作为缓冲层和缝隙填充剂，均匀利用其相变过程的吸热效果，快速转化热量，形成内部导热，同时表面遇热液化的材料在温度降低过程中重新凝化，将子弹包裹，不仅能够快速形成二次防护效果，保证后续防护的强度不变，甚至提升，而且聚苯乙烯-聚二甲硅氧烷交联共聚物材料无损耗、无断裂，保证液固转化效果的稳定性。
5.本发明将石墨烯颗粒放入蜂窝孔内，将蜂窝孔填满的同时也能够形成力学传递，增加了蜂窝孔内的防弹效果，增加了阻力；石墨烯作为高导热材料能够快速转移子弹热量，将聚苯乙烯-聚二甲硅氧烷交联共聚物重新固化，与石墨烯颗粒和氮化硅蜂窝孔形成刚柔并济的二次防弹体系。
可以理解的是，以上关于本发明的具体描述，仅用于说明本发明而并非受限于本发明实施例所描述的技术方案。本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本发明进行修改或等同替换，以达到相同的技术效果；只要满足使用需要，都在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种高性能组合防弹板，其特征在于：所述防弹板包括包覆壳、第一陶瓷挡板、第二陶瓷挡板和缓冲层，所述第一陶瓷挡板位于缓冲层上表面，所述第二陶瓷挡板位于缓冲层下表面，所述第一陶瓷挡板与第二陶瓷挡板呈蜂窝状结构，所述包覆壳将第一陶瓷挡板、第二陶瓷挡板和缓冲层包覆；所述第一陶瓷挡板和第二陶瓷挡板的蜂窝孔孔径不大于15mm，所述蜂窝孔内填满石墨烯颗粒，所述石墨烯颗粒的粒径不大于3mm，所述蜂窝孔内的石墨烯颗粒间缝隙采用聚苯乙烯-聚二甲硅氧烷交联共聚物填满。
2.根据权利要求1所述的一种高性能组合防弹板，其特征在于：所述第一陶瓷挡板和第二陶瓷挡板厚度均不小于20mm。
3.根据权利要求1所述的一种高性能组合防弹板，其特征在于：所述第一陶瓷挡板和第二陶瓷挡板采用氮化硅材料。
4.根据权利要求1所述的一种高性能组合防弹板，其特征在于：所述包覆壳采用乙烯丙烯酸酯弹性体。
5.根据权利要求1所述的一种高性能组合防弹板，其特征在于：所述缓冲层采用聚苯乙烯-聚二甲硅氧烷交联共聚物。
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