CN112629324A - 一种碳纤维复合防弹板及其制备工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及防弹板复合材料技术领域，具体涉及一种碳纤维复合防弹板及其制备工艺。本发明通过制备首先环氧树脂胶模，然后制备出预浸料，将预浸料裁剪17cm×17cm的大小，置于电脑恒温箱恒湿箱中，进行2h的恒温恒湿处理；打开平板硫化机，将其加热至130℃并使得温度恒定；取两块边长为30cm的正方形钢板，用酒精以及丙酮溶液将其表面擦拭干净，然后将两块板的表面喷涂脱模剂；将预浸料与高模量聚乙烯板进行铺层，预浸料层数为9层，高模量聚乙烯板层数为8层，制得复合材料；将铺层后的复合材料用夹板固定好，一同放入平板硫化机固化0~2h后加压；待夹板冷却后将已成型后的复合材料取出，并修边，即制得防弹板;本发明的防弹板具有重量轻、性能好的特点。
Description
技术领域
本发明涉及防弹板复合材料技术领域，具体涉及一种碳纤维复合防弹板及其制备工艺。
背景技术
虽然目前在和平年代，但在世界范围内，突发的局部战争和恐怖袭击事件时有发生，枪支等热武器的出现，极大地增大了人员的伤亡。枪弹的防护材料应运而生，对于减少伤亡、提高士兵的生存能力和提高军队战斗力都十分重要。随着科学技术的发展，防弹装甲也经历了多次的更新换代，从硬金属到陶陶瓷材料，再到高性能合成纤维材料，从单纯的合成材料到多种材料的复合体系，防弹装甲的发展可以简单归结为三个阶段：钢板装甲板——陶瓷甲板——高性能纤维增强树脂复合材料装甲板。
由于传统的装甲材料密度高、厚重，降低了使用者的机动性；为了适应现代战争快速、高效的特征，本发明为解决以上问题，提供一种一种碳纤维复合防弹板及其制备工艺，以制备出高防弹性能以及较轻便的防弹板。
发明内容
针对现有技术存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种碳纤维复合防弹板及其制备工艺。
为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种碳纤维复合防弹板及其制备工艺，包括以下步骤:
步骤一、环氧树脂胶模的制备：称取固体环氧树脂，将固化剂在180℃的油浴中熔融，然后加入液体环氧树脂，搅拌4~5min至均匀状态，将其冷却到80℃；向上述混合液中加入固体环氧树脂和剩余的液体环氧树脂，先加固体环氧树脂,再加液体环氧树脂，在90℃水浴搅拌约30min，制得胶液；将胶液放入真空烘箱中放置10min，制得树脂体系；趁热将树脂体系倒入已预热的聚四氟乙烯模具中，放入真空烘箱中，将温度调至80℃，压强抽至-0.1MPa，保压一段时间后放气，取出模具放入烘箱中固化，冷却到70~80℃脱模，得到样品；
步骤二、预浸料的制备：将碳纤维在预浸机上先铺展，并进行有序排列；有序排列后的碳纤维与步骤一制备的环氧树脂胶模在热压辊上相遇，采用双胶模嵌合碳纤维制备预浸料，分别制备出30~50%含胶量的预浸料；
步骤三、防弹板的制备:将步骤二制备的预浸料裁剪17cm×17cm的大小，置于电脑恒温箱恒湿箱中，进行2h的恒温恒湿处理；打开平板硫化机，将其加热至130℃并使得温度恒定；取两块边长为30cm的正方形钢板，用酒精以及丙酮溶液将其表面擦拭干净，然后将两块板的表面喷涂脱模剂；将预浸料与高模量聚乙烯板进行铺层，预浸料层数为9层，高模量聚乙烯板层数为8层，制得复合材料；将铺层后的复合材料用夹板固定好，一同放入平板硫化机固化0~2h后加压；待夹板冷却后将已成型后的复合材料取出，并修边，即制得防弹板。
进一步地，所述胶液放入真空烘箱中的温度为90℃、真空度为-0.1MPa。
进一步地，所述液体环氧树脂：固体环氧树脂：固化剂=2:2:1。
进一步地，所述聚四氟乙烯模具在140℃环境下预热30min。
进一步地，所述热压辊温度为80~100℃，热压辊的速度为3~4min，热压次数为14~18次。
进一步地，所述电脑恒温箱恒湿箱中温度21℃，相对湿度60%。
进一步地，所述平板硫化机的参数设置为130℃、0~0.8MPa。
与现有技术相比，本发明的防弹板具有重量轻、性能好的特点；这是由于加入的碳纤维以及适应的制备工艺使得防弹板具有耐腐蚀、耐高温、高强度、高模量的特点；当子弹与防弹板接触后会产生应力波，此后应力波开始向外扩散，能量被逐渐消耗，进而得到较优异的防弹性能。
附图说明
图1为本发明中不同压力对防弹板弯曲强度的影响；
图2为本发明中不同压力对防弹板层间剪切强度的影响；
图3为本发明不同加压时间对防弹板弯曲强度的影响；
图4为本发明不同加压时间对防弹板剪切强度的影响。
具体实施方式
为了实现高防弹性能以及较轻便的防弹板，本发明提供一种碳纤维复合防弹板及其制备工艺。
下面结合实例对本发明做进一步的说明，这是本发明的较佳实施例。
实施例1
本实施例为一种碳纤维复合防弹板及其制备工艺，包括以下步骤：
步骤一、环氧树脂胶模的制备：称取固体环氧树脂，将固化剂在180℃的油浴中熔融，然后加入液体环氧树脂，搅拌4~5min至均匀状态，将其冷却到80℃；向上述混合液中加入固体环氧树脂和剩余的液体环氧树脂，先加固体环氧树脂,再加液体环氧树脂，在90℃水浴搅拌约30min，制得胶液；将胶液放入真空烘箱中放置10min，制得树脂体系；趁热将树脂体系倒入已预热的聚四氟乙烯模具中，放入真空烘箱中，将温度调至80℃，压强抽至-0.1MPa，保压一段时间后放气，取出模具放入烘箱中固化，冷却到70~80℃脱模，得到样品；
步骤二、预浸料的制备：将碳纤维在预浸机上先铺展，并进行有序排列；有序排列后的碳纤维与步骤一制备的环氧树脂胶模在热压辊上相遇，采用双胶模嵌合碳纤维制备预浸料，制备出40%含胶量的预浸料；
步骤三、防弹板的制备:将步骤二制备的预浸料裁剪17cm×17cm的大小，置于电脑恒温箱恒湿箱中，进行2h的恒温恒湿处理；打开平板硫化机，将其加热至130℃并使得温度恒定；取两块边长为30cm的正方形钢板，用酒精以及丙酮溶液将其表面擦拭干净，然后将两块板的表面喷涂脱模剂；将预浸料与高模量聚乙烯板进行铺层，预浸料层数为9层，高模量聚乙烯板层数为8层，制得复合材料；将铺层后的复合材料用夹板固定好，一同放入平板硫化机固化1h后加压；待夹板冷却后将已成型后的复合材料取出，并修边，即制得防弹板。
优选地，所述胶液放入真空烘箱中的温度为90℃、真空度为-0.1MPa。
优选地，所述液体环氧树脂：固体环氧树脂：固化剂=2:2:1。
优选地，所述聚四氟乙烯模具在140℃环境下预热30min。
优选地，所述热压辊温度为80~100℃，热压辊的速度为3~4min，热压次数为14~18次。
优选地，所述电脑恒温箱恒湿箱中温度21℃，相对湿度60%。
优选地，所述平板硫化机的参数设置为130℃、0.2MPa。
实施例2
本实施例为一种碳纤维复合防弹板及其制备工艺，包括以下步骤：
步骤一、环氧树脂胶模的制备：称取固体环氧树脂，将固化剂在180℃的油浴中熔融，然后加入液体环氧树脂，搅拌4~5min至均匀状态，将其冷却到80℃；向上述混合液中加入固体环氧树脂和剩余的液体环氧树脂，先加固体环氧树脂,再加液体环氧树脂，在90℃水浴搅拌约30min，制得胶液；将胶液放入真空烘箱中放置10min，制得树脂体系；趁热将树脂体系倒入已预热的聚四氟乙烯模具中，放入真空烘箱中，将温度调至80℃，压强抽至-0.1MPa，保压一段时间后放气，取出模具放入烘箱中固化，冷却到70~80℃脱模，得到样品；
步骤二、预浸料的制备：将碳纤维在预浸机上先铺展，并进行有序排列；有序排列后的碳纤维与步骤一制备的环氧树脂胶模在热压辊上相遇，采用双胶模嵌合碳纤维制备预浸料，制备出40%含胶量的预浸料；
步骤三、防弹板的制备:将步骤二制备的预浸料裁剪17cm×17cm的大小，置于电脑恒温箱恒湿箱中，进行2h的恒温恒湿处理；打开平板硫化机，将其加热至130℃并使得温度恒定；取两块边长为30cm的正方形钢板，用酒精以及丙酮溶液将其表面擦拭干净，然后将两块板的表面喷涂脱模剂；将预浸料与高模量聚乙烯板进行铺层，预浸料层数为9层，高模量聚乙烯板层数为8层，制得复合材料；将铺层后的复合材料用夹板固定好，一同放入平板硫化机固化1h后加压；待夹板冷却后将已成型后的复合材料取出，并修边，即制得防弹板。
优选地，所述胶液放入真空烘箱中的温度为90℃、真空度为-0.1MPa。
优选地，所述液体环氧树脂：固体环氧树脂：固化剂=2:2:1。
优选地，所述聚四氟乙烯模具在140℃环境下预热30min。
优选地，所述热压辊温度为80~100℃，热压辊的速度为3~4min，热压次数为14~18次。
优选地，所述电脑恒温箱恒湿箱中温度21℃，相对湿度60%。
优选地，所述平板硫化机的参数设置为130℃、0.4MPa。
实施例3
本实施例为一种碳纤维复合防弹板及其制备工艺，包括以下步骤：
步骤一、环氧树脂胶模的制备：称取固体环氧树脂，将固化剂在180℃的油浴中熔融，然后加入液体环氧树脂，搅拌4~5min至均匀状态，将其冷却到80℃；向上述混合液中加入固体环氧树脂和剩余的液体环氧树脂，先加固体环氧树脂,再加液体环氧树脂，在90℃水浴搅拌约3 min，制得胶液；将胶液放入真空烘箱中放置10min，制得树脂体系；趁热将树脂体系倒入已预热的聚四氟乙烯模具中，放入真空烘箱中，将温度调至80℃，压强抽至-0.1MPa，保压一段时间后放气，取出模具放入烘箱中固化，冷却到70~80℃脱模，得到样品；
步骤二、预浸料的制备：将碳纤维在预浸机上先铺展，并进行有序排列；有序排列后的碳纤维与步骤一制备的环氧树脂胶模在热压辊上相遇，采用双胶模嵌合碳纤维制备预浸料，制备出40%含胶量的预浸料；
步骤三、防弹板的制备:将步骤二制备的预浸料裁剪17cm×17cm的大小，置于电脑恒温箱恒湿箱中，进行2h的恒温恒湿处理；打开平板硫化机，将其加热至130℃并使得温度恒定；取两块边长为30cm的正方形钢板，用酒精以及丙酮溶液将其表面擦拭干净，然后将两块板的表面喷涂脱模剂；将预浸料与高模量聚乙烯板进行铺层，预浸料层数为9层，高模量聚乙烯板层数为8层，制得复合材料；将铺层后的复合材料用夹板固定好，一同放入平板硫化固化1h后加压；待夹板冷却后将已成型后的复合材料取出，并修边，即制得防弹板。
优选地，所述胶液放入真空烘箱中的温度为90℃、真空度为-0.1MPa。
优选地，所述液体环氧树脂：固体环氧树脂：固化剂=2:2:1。
优选地，所述聚四氟乙烯模具在140℃环境下预热30min。
优选地，所述热压辊温度为80~100℃，热压辊的速度为3~4min，热压次数为14~18次。
优选地，所述电脑恒温箱恒湿箱中温度21℃，相对湿度60%。
优选地，所述平板硫化机的参数设置为130℃、0.6MPa。
实施例4
本实施例为一种碳纤维复合防弹板及其制备工艺，包括以下步骤：
步骤一、环氧树脂胶模的制备：称取固体环氧树脂，将固化剂在180℃的油浴中熔融，然后加入液体环氧树脂，搅拌4~5min至均匀状态，将其冷却到80℃；向上述混合液中加入固体环氧树脂和剩余的液体环氧树脂，先加固体环氧树脂,再加液体环氧树脂，在90℃水浴搅拌约30min，制得胶液；将胶液放入真空烘箱中放置10min，制得树脂体系；趁热将树脂体系倒入已预热的聚四氟乙烯模具中，放入真空烘箱中，将温度调至80℃，压强抽至-0.1MPa，保压一段时间后放气，取出模具放入烘箱中固化，冷却到70~80℃脱模，得到样品；
步骤二、预浸料的制备：将碳纤维在预浸机上先铺展，并进行有序排列；有序排列后的碳纤维与步骤一制备的环氧树脂胶模在热压辊上相遇，采用双胶模嵌合碳纤维制备预浸料，制备出40%含胶量的预浸料；
步骤三、防弹板的制备:将步骤二制备的预浸料裁剪17cm×17cm的大小，置于电脑恒温箱恒湿箱中，进行2h的恒温恒湿处理；打开平板硫化机，将其加热至130℃并使得温度恒定；取两块边长为30cm的正方形钢板，用酒精以及丙酮溶液将其表面擦拭干净，然后将两块板的表面喷涂脱模剂；将预浸料与高模量聚乙烯板进行铺层，预浸料层数为9层，高模量聚乙烯板层数为8层，制得复合材料；将铺层后的复合材料用夹板固定好，一同放入平板硫化机固化1h后加压；待夹板冷却后将已成型后的复合材料取出，并修边，即制得防弹板。
优选地，所述胶液放入真空烘箱中的温度为90℃、真空度为-0.1MPa。
优选地，所述液体环氧树脂：固体环氧树脂：固化剂=2:2:1。
优选地，所述聚四氟乙烯模具在140℃环境下预热30min。
优选地，所述热压辊温度为80~100℃，热压辊的速度为3~4min，热压次数为14~18次。
优选地，所述电脑恒温箱恒湿箱中温度21℃，相对湿度60%。
优选地，所述平板硫化机的参数设置为130℃、0.8MPa。
实施例5
本实施例为一种碳纤维复合防弹板及其制备工艺，包括以下步骤：
步骤一、环氧树脂胶模的制备：称取固体环氧树脂，将固化剂在180℃的油浴中熔融，然后加入液体环氧树脂，搅拌4~5min至均匀状态，将其冷却到80℃；向上述混合液中加入固体环氧树脂和剩余的液体环氧树脂，先加固体环氧树脂,再加液体环氧树脂，在90℃水浴搅拌约30min，制得胶液；将胶液放入真空烘箱中放置10min，制得树脂体系；趁热将树脂体系倒入已预热的聚四氟乙烯模具中，放入真空烘箱中，将温度调至80℃，压强抽至-0.1MPa，保压一段时间后放气，取出模具放入烘箱中固化，冷却到70~80℃脱模，得到样品；
步骤二、预浸料的制备：将碳纤维在预浸机上先铺展，并进行有序排列；有序排列后的碳纤维与步骤一制备的环氧树脂胶模在热压辊上相遇，采用双胶模嵌合碳纤维制备预浸料，分别制备出40%含胶量的预浸料；
步骤三、防弹板的制备:将步骤二制备的预浸料裁剪17cm×17cm的大小，置于电脑恒温箱恒湿箱中，进行2h的恒温恒湿处理；打开平板硫化机，将其加热至130℃并使得温度恒定；取两块边长为30cm的正方形钢板，用酒精以及丙酮溶液将其表面擦拭干净，然后将两块板的表面喷涂脱模剂；将预浸料与高模量聚乙烯板进行铺层，预浸料层数为9层，高模量聚乙烯板层数为8层，制得复合材料；将铺层后的复合材料用夹板固定好，一同放入平板硫化机固化0.5h后加压；待夹板冷却后将已成型后的复合材料取出，并修边，即制得防弹板。
优选地，所述胶液放入真空烘箱中的温度为90℃、真空度为-0.1MPa。
优选地，所述液体环氧树脂：固体环氧树脂：固化剂=2:2:1。
优选地，所述聚四氟乙烯模具在140℃环境下预热30min。
优选地，所述热压辊温度为80~100℃，热压辊的速度为3~4min，热压次数为14~18次。
优选地，所述电脑恒温箱恒湿箱中温度21℃，相对湿度60%。
优选地，所述平板硫化机的参数设置为130℃、0.5MPa。
实施例6
本实施例为一种碳纤维复合防弹板及其制备工艺，包括以下步骤：
步骤一、环氧树脂胶模的制备：称取固体环氧树脂，将固化剂在180℃的油浴中熔融，然后加入液体环氧树脂，搅拌4~5min至均匀状态，将其冷却到80℃；向上述混合液中加入固体环氧树脂和剩余的液体环氧树脂，先加固体环氧树脂,再加液体环氧树脂，在90℃水浴搅拌约30min，制得胶液；将胶液放入真空烘箱中放置10min，制得树脂体系；趁热将树脂体系倒入已预热的聚四氟乙烯模具中，放入真空烘箱中，将温度调至80℃，压强抽至-0.1MPa，保压一段时间后放气，取出模具放入烘箱中固化，冷却到70~80℃脱模，得到样品；
步骤二、预浸料的制备：将碳纤维在预浸机上先铺展，并进行有序排列；有序排列后的碳纤维与步骤一制备的环氧树脂胶模在热压辊上相遇，采用双胶模嵌合碳纤维制备预浸料，分别制备出40%含胶量的预浸料；
步骤三、防弹板的制备:将步骤二制备的预浸料裁剪17cm×17cm的大小，置于电脑恒温箱恒湿箱中，进行2h的恒温恒湿处理；打开平板硫化机，将其加热至130℃并使得温度恒定；取两块边长为30cm的正方形钢板，用酒精以及丙酮溶液将其表面擦拭干净，然后将两块板的表面喷涂脱模剂；将预浸料与高模量聚乙烯板进行铺层，预浸料层数为9层，高模量聚乙烯板层数为8层，制得复合材料；将铺层后的复合材料用夹板固定好，一同放入平板硫化机固化1.5h后加压；待夹板冷却后将已成型后的复合材料取出，并修边，即制得防弹板。
优选地，所述胶液放入真空烘箱中的温度为90℃、真空度为-0.1MPa。
优选地，所述液体环氧树脂：固体环氧树脂：固化剂=2:2:1。
优选地，所述聚四氟乙烯模具在140℃环境下预热30min。
优选地，所述热压辊温度为80~100℃，热压辊的速度为3~4min，热压次数为14~18次。
优选地，所述电脑恒温箱恒湿箱中温度21℃，相对湿度60%。
优选地，所述平板硫化机的参数设置为130℃、0.5MPa。
实施例7
本实施例为一种碳纤维复合防弹板及其制备工艺，包括以下步骤：
步骤一、环氧树脂胶模的制备：称取固体环氧树脂，将固化剂在180℃的油浴中熔融，然后加入液体环氧树脂，搅拌4~5min至均匀状态，将其冷却到80℃；向上述混合液中加入固体环氧树脂和剩余的液体环氧树脂，先加固体环氧树脂,再加液体环氧树脂，在90℃水浴搅拌约30min，制得胶液；将胶液放入真空烘箱中放置10min，制得树脂体系；趁热将树脂体系倒入已预热的聚四氟乙烯模具中，放入真空烘箱中，将温度调至80℃，压强抽至-0.1MPa，保压一段时间后放气，取出模具放入烘箱中固化，冷却到70~80℃脱模，得到样品；
步骤二、预浸料的制备：将碳纤维在预浸机上先铺展，并进行有序排列；有序排列后的碳纤维与步骤一制备的环氧树脂胶模在热压辊上相遇，采用双胶模嵌合碳纤维制备预浸料，分别制备出40%含胶量的预浸料；
步骤三、防弹板的制备:将步骤二制备的预浸料裁剪17cm×17cm的大小，置于电脑恒温箱恒湿箱中，进行2h的恒温恒湿处理；打开平板硫化机，将其加热至130℃并使得温度恒定；取两块边长为30cm的正方形钢板，用酒精以及丙酮溶液将其表面擦拭干净，然后将两块板的表面喷涂脱模剂；将预浸料与高模量聚乙烯板进行铺层，预浸料层数为9层，高模量聚乙烯板层数为8层，制得复合材料；将铺层后的复合材料用夹板固定好，一同放入平板硫化机固化2h后加压；待夹板冷却后将已成型后的复合材料取出，并修边，即制得防弹板。
优选地，所述胶液放入真空烘箱中的温度为90℃、真空度为-0.1MPa。
优选地，所述液体环氧树脂：固体环氧树脂：固化剂=2:2:1。
优选地，所述聚四氟乙烯模具在140℃环境下预热30min。
优选地，所述热压辊温度为80~100℃，热压辊的速度为3~4min，热压次数为14~18次。
优选地，所述电脑恒温箱恒湿箱中温度21℃，相对湿度60%。
优选地，所述平板硫化机的参数设置为130℃、0.5MPa。
实施例8
本实施例为一种碳纤维复合防弹板及其制备工艺，包括以下步骤：
步骤一、环氧树脂胶模的制备：称取固体环氧树脂，将固化剂在180℃的油浴中熔融，然后加入液体环氧树脂，搅拌4~5min至均匀状态，将其冷却到80℃；向上述混合液中加入固体环氧树脂和剩余的液体环氧树脂，先加固体环氧树脂,再加液体环氧树脂，在90℃水浴搅拌约30min，制得胶液；将胶液放入真空烘箱中放置10min，制得树脂体系；趁热将树脂体系倒入已预热的聚四氟乙烯模具中，放入真空烘箱中，将温度调至80℃，压强抽至-0.1MPa，保压一段时间后放气，取出模具放入烘箱中固化，冷却到70~80℃脱模，得到样品；
步骤二、预浸料的制备：将碳纤维在预浸机上先铺展，并进行有序排列；有序排列后的碳纤维与步骤一制备的环氧树脂胶模在热压辊上相遇，采用单胶模嵌合碳纤维制备预浸料，分别制备出40%含胶量的预浸料；
步骤三、防弹板的制备:将步骤二制备的预浸料裁剪17cm×17cm的大小，置于电脑恒温箱恒湿箱中，进行2h的恒温恒湿处理；打开平板硫化机，将其加热至130℃并使得温度恒定；取两块边长为30cm的正方形钢板，用酒精以及丙酮溶液将其表面擦拭干净，然后将两块板的表面喷涂脱模剂；将预浸料与高模量聚乙烯板进行铺层，预浸料层数为9层，高模量聚乙烯板层数为8层，制得复合材料；将铺层后的复合材料用夹板固定好，一同放入平板硫化机固化1h后加压；待夹板冷却后将已成型后的复合材料取出，并修边，即制得防弹板。
优选地，所述胶液放入真空烘箱中的温度为90℃、真空度为-0.1MPa。
优选地，所述液体环氧树脂：固体环氧树脂：固化剂=2:2:1。
优选地，所述聚四氟乙烯模具在140℃环境下预热30min。
优选地，所述热压辊温度为80~100℃，热压辊的速度为3~4min，热压次数为14~18次。
优选地，所述电脑恒温箱恒湿箱中温度21℃，相对湿度60%。
优选地，所述平板硫化机的参数设置为130℃、0.5MPa。
如图1、图2所示：本发明实施例1~4，不同的热压压力导致防弹板弯曲强度以及剪切强度的不同，成型压力的选择考虑到树脂的粘度、防弹板的结构、模具结构等因素，由于树脂体系固化时从粘度平台区开始，此时树脂体系的粘度最低，有利于碳纤维的浸润，但是树脂体系粘度较低，施加较低的压力即可，从图1可以看出当压力为0和0.2MPa时候，下步骤:的弯曲强度都较低，由于压力较小，防弹板中的碳纤维与树脂浸润性较差、粘结性差，以及防弹板中的空隙导致的；而在压力为0.4、0.6、0.8MPa时，弯曲强度变化不大，由于在一定的临界压力条件下，弯曲强度主要与纤维的性能有关，因而大于0.4MPa，改变压力对弯曲强度的影响较小，因而压力变大，防弹板中的空隙减少，弯曲模量压增加了；在施加较小压力时候，防弹板中存在空隙，防弹板也比较厚，对其性能影响较大，层间剪切强度也相应较低；当压力达到临界压力时，层间剪切强度达到最佳，之后随压力的增加而降低，这是由于树脂的体系粘度较低，压力过大，一部分树脂流掉，导致贫胶，因而层间剪切强度降低。
如图3、图4所示，本发明实施例2、实施例5、实施例6、实施例7中，由于加压时间不同，导致防弹板的性能有所差异，当加压时间过早，会造成贫胶，加压太晚由于树脂流动性变差。引起富树脂现象，不利于气泡的排除，加压太早由于压力的阻碍的作用，发挥份和空气没有能够彻底消除，形成了较多的空隙，甚至空洞；防弹板模量的变化主要由两种因素引起，一是孔隙含量，二是树脂含量，体系内部孔隙较多，引起模量下降，树脂含量较低，有利于提高模量，加压时间太早时，尽管树脂粘度较低，流胶多，但内部孔隙偏多占主导作用，因而模量偏低；随着加压时间的推迟，孔隙含量降低，同时树脂粘度不断增大，流胶量降低；而在1h加压时候，树脂粘度较低，树脂含量较低，体系内部的挥发分已经基本移除，孔隙含量也较低。
实施例3、实施例8中由于在预浸料的制备中，分别采用双膜法与单膜法制备，其中实施例3制备的防弹板的弯曲强度为68MPa、弯曲强度为1360MPa,实施例8制备的防弹板的弯曲强度为44MPa、弯曲强度为1240MPa，这是由于双膜法更能使树脂基体与碳纤维很好的嵌合、浸润，而单膜会使预浸料部分贫胶，导致防弹板层与层之间的粘结性差，进而影响了防弹板的力学性能。
最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，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实质和范围。
Claims (7)
1.一种碳纤维复合防弹板及其制备工艺，其特征在于，包括以下步骤:
步骤一、环氧树脂胶模的制备：称取固体环氧树脂，将固化剂在180℃的油浴中熔融，然后加入液体环氧树脂，搅拌4~5min至均匀状态，将其冷却到80℃；向上述混合液中加入固体环氧树脂和剩余的液体环氧树脂，先加固体环氧树脂,再加液体环氧树脂，在90℃水浴搅拌约30min，制得胶液；将胶液放入真空烘箱中放置10min，制得树脂体系；趁热将树脂体系倒入已预热的聚四氟乙烯模具中，放入真空烘箱中，将温度调至80℃，压强抽至-0.1MPa，保压一段时间后放气，取出模具放入烘箱中固化，冷却到70~80℃脱模，得到样品；
步骤二、预浸料的制备：将碳纤维在预浸机上先铺展，并进行有序排列；有序排列后的碳纤维与步骤一制备的环氧树脂胶模在热压辊上相遇，采用双胶模嵌合碳纤维制备预浸料，分别制备出30~50%含胶量的预浸料；
步骤三、防弹板的制备:将步骤二制备的预浸料裁剪17cm×17cm的大小，置于电脑恒温箱恒湿箱中，进行2h的恒温恒湿处理；打开平板硫化机，将其加热至130℃并使得温度恒定；取两块边长为30cm的正方形钢板，用酒精以及丙酮溶液将其表面擦拭干净，然后将两块板的表面喷涂脱模剂；将预浸料与高模量聚乙烯板进行铺层，预浸料层数为9层，高模量聚乙烯板层数为8层，制得复合材料；将铺层后的复合材料用夹板固定好，一同放入平板硫化机固化0~2h后加压；待夹板冷却后将已成型后的复合材料取出，并修边，即制得防弹板。
2.根据权利要求1所述的一种碳纤维复合防弹板及其制备工艺，其特征在于，所述胶液放入真空烘箱中的温度为90℃、真空度为-0.1MPa。
3.根据权利要求1所述的一种碳纤维复合防弹板及其制备工艺，其特征在于，所述液体环氧树脂：固体环氧树脂：固化剂=2:2:1。
4.根据权利要求1所述的一种碳纤维复合防弹板及其制备工艺，其特征在于，所述聚四氟乙烯模具在140℃环境下预热30min。
5.根据权利要求1所述的一种碳纤维复合防弹板及其制备工艺，其特征在于，所述热压辊温度为80~100℃，热压辊的速度为3~4min，热压次数为14~18次。
6.根据权利要求1所述的一种碳纤维复合防弹板及其制备工艺，其特征在于，所述电脑恒温箱恒湿箱中温度21℃，相对湿度60%。
7.根据权利要求1所述的一种碳纤维复合防弹板及其制备工艺，其特征在于，所述平板硫化机的参数设置为130℃、0~0.8MPa。
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