CN1758012B - 一种防弹材料及其成型方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种防弹材料及其成型方法，它包括防弹层与增强过渡层，通过袋压辅助工艺整体共模塑成型，分别在增强过渡层和防弹层表面铺放高渗透介质层并设置注胶口，模具上布设有螺旋管状真空线；由真空袋膜套设的防弹层、增强过渡层与模具形成一真空密封模腔，由真空线通过外接真空泵将其密封模腔抽成真空，树脂基体在真空负压作用下经注胶口汲入模腔内浸透防弹层与增强过渡层内含的多层纤维布，而后经加压工装对多层材料施加压力，树脂在压力下对多层纤维布完全浸润并完全固化，脱模成制品，袋压辅助真空注射整体共模塑工艺可满足平板，特别是异形防弹材料的制备需求。

Description

一种防弹材料及其成型方法

技术领域

本发明专利涉及一种防弹材料及其成型方法，特别涉及一种形状不规则且由多层结构一体固化成型的防弹材料及其成型方法，主要应用于坦克、装甲车及具有防弹功能要求的炮塔、尾箱及防弹车体等装备领域。

技术背景

传统的防弹材料成型方法多采用分步成型法，各层材料分别成型，然后通过胶粘剂粘接为一体，其中，复合材料层采用模压工艺制备而成。这种工艺成型过程复杂，成本高，生产效率低，属于开模成型，对环境有污染，且对不规则形状，如带有曲面、弧形面或折面的复杂构件，模压工艺难以完成，不能满足不规则防弹材料成型的特殊要求，使成型的防弹板应用受到限制。

发明内容

为了解决传统成型方法的不足，本发明的目的是提供一种可以成型曲面、弧形面或折面等复杂构件、多层结构一体成型的防弹材料及其成型方法。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种防弹材料，它包括增强过渡层与防弹层，其特征在于：在增强过渡层与防弹层之间以及在所述防弹层上表面分别铺设有高渗透介质层，其高渗透介质层在真空负压作用下汲入树脂基体；该树脂基体浸透于所述增强过渡层与所述防弹层内含的纤维布后固化为一体成型。

在平板防弹材料中，上述的增强过渡层包括刚性背板层与加强层，其中，刚性背板层上表面与防弹层底部相接，其下表面与加强层相接。

在异型防弹材料中，上述的增强过渡层为刚性背板层，将刚性背板层与防弹层一体固化成型后的防弹材料另外在刚性背板层表面上胶粘加强层。

上述两种防弹材料中的高渗透介质层为孔隙率≥60％的有机高分子编织物，厚度为0.4～1.0mm；上述的刚性背板层由多层增强纤维布重叠铺设而成，其增强纤维布为碳纤维布、高强玻纤布或混杂纤维布中至少一种，铺设厚度为3-12mm；上述的混杂纤维布由高强玻纤与碳纤维混合编织或由高强玻纤布与碳纤维布层间混杂铺放而成；上述的防弹层由隔离层与位于其上的防弹功能层组成，该隔离层为预成型的复合材料层或橡胶板，其厚度为1-2mm，其中，复合材料层由高强玻纤布、碳纤维布或芳纶纤维布中的一种经树脂浸透固化预制而成；上述的防弹功能层由芳纶纤维编织布、PBO纤维(聚对苯撑苯并双噁唑纤维)编织布、超高分子量聚乙烯纤维编织布或混杂纤维编织布中至少一种铺设而成，其厚度为6-16mm，其中，混杂纤维编织布由芳纶纤维、PBO纤维或超高分子量聚乙烯纤维中至少两种混合编织而成；上述的加强层由下至上依次由表面耐久层、胶粘层与陶瓷层粘接而成，其中，表面耐久层为预成型的玻璃钢复合材料，其厚度为1-2mm；胶粘层选用环氧聚酰胺类胶粘剂；陶瓷层由若干个同等大小的陶瓷片规则的铺放于所述胶粘层上表面而构成，其厚度为3mm～12mm。

本发明的另一个目的是提供一种上述防弹材料的成型方法，其特点为：它由袋压辅助真空注射整体共模塑工艺成型，其工艺步骤如下：

1)设置成型装置；该成型装置由一模具与一加压工装组成，该模具为平板模具或异形模具中的一种；所述加压工装相对于所述模具设计为罩体或平板体；其加压工装两端与所述平板模具或异形模具两端设有连接的固定孔；

2)将步骤1)所述的罩体加压工装或平板体加压工装取下，在所述平板模具或异形模具上表面涂覆0.01～0.03mm脱模剂，然后由下至上依次铺设增强过渡层、高渗透介质层、防弹层及脱模布，在脱模布上再铺设一层高渗透介质层；所述高渗透介质层上表面布设有注胶口，注胶口与一注胶管相接；至少一条真空线布设于所述平板模具或异形模具上，该真空线连接一真空管；将一真空袋膜套设于上述形成的层状材料外侧，该真空袋膜底边与所述平板模具或异形模具边缘密封相接，所述注胶管管口与真空管管口分别延伸出所述真空袋膜密封边外；

3)将步骤2)所述真空管与外部真空泵相接，由真空泵将所述真空袋膜内腔抽成真空状，其内腔压力为-0.098MPa；在真空负压下，通过注胶管分别向增强过渡层上表面与防弹层上表面铺设的高渗透介质层上注入树脂基体；

4)将步骤2)与步骤3)所述的注胶管管口与真空管管口封闭，在真空袋膜顶部放置一柔性压力袋，再将步骤1)所述的加压工装压设于所述柔性压力袋上部且与所对应的模具固定连接；所述柔性压力袋的充气口由所述加压工装顶部设置的预留口伸出；

5)向步骤4)设置的柔性压力袋内充气加压，其压力为0.2～0.4MPa；通过所述真空袋膜将其压力传送至所述防弹层与增强过渡层上，所注入的树脂基体通过其高渗透介质层完全浸透于所述防弹层与所述增强过渡层内固化成一体，然后脱模成型；所述固化时间为2～3小时。

在平板防弹材料成型工艺中，步骤1)中所设置的模具及加压工装可选用钢材，也可以选用玻璃钢复合材料制备，可满足防弹材料要求的性能指标；步骤2)所述的增强过渡层采用刚性背板层与加强层，刚性背板层采用多层增强纤维布重叠铺设而成，增强纤维布可以选用碳纤维布、高强玻纤布或混杂纤维布中至少一种，铺设厚度为3-12mm；其中，混杂纤维布由高强玻纤与碳纤维混合编织或者由高强玻纤布与碳纤维布层间混杂铺放而成；所述的加强层由下至上依次由表面耐久层、胶粘层与陶瓷层粘接而成，其中，表面耐久层为预成型的玻璃钢复合材料，其厚度为1-2mm；胶粘层为环氧聚酰胺类胶粘剂；陶瓷层由若干个同等大小的陶瓷片规则的铺放于所述胶粘层上表面而构成，其厚度为3-12mm；所述的防弹层由隔离层与位于其上的防弹功能层组成，该隔离层为预成型的复合材料层或橡胶板，位于陶瓷层的上表面，其厚度为1-2mm，其中，复合材料层可以选用高强玻纤布、碳纤维布或芳纶纤维布中的一种经所述树脂基体浸透固化预制而成；所述的防弹功能层可以采用芳纶纤维编织布、PBO纤维编织布、超高分子量聚乙烯纤维编织布或混杂纤维编织布中至少一种铺设而成，其厚度为6-16mm，其中，混杂纤维编织布采用芳纶纤维、PBO纤维或超高分子量聚乙烯纤维中至少两种混合编织而成；

步骤5)所述的加压工装采用罩体，罩体为矩形罩体，其底边边缘与平板模具边缘紧密相接，矩形罩体两端与平板模具两端为螺栓紧锁连接。

在异型防弹材料的成型工艺中，步骤1)中所设置的模具及加压工装可选用钢材，也可以选用玻璃钢复合材料制备，最佳选用玻璃钢复合材料，可满足异型防弹材料曲面、弯折等部位所要求的韧性及强度要求；完成步骤5)工艺后，将脱模成型的防弹材料下表面单独贴设一加强层；该加强层包括陶瓷层与表面耐久层，陶瓷层由若干个同等规格的陶瓷片规则的平铺于所述防弹材料的刚性背板层下表面由胶粘剂粘贴而成，其厚度为3mm～12mm；所述表面耐久层为预成型的玻璃钢材质，厚度为1-2mm，其由胶粘剂粘贴于该陶瓷层的下表面，所述胶粘剂采用环氧聚酰胺类胶粘剂；

上述步骤2)中的增强过渡层采用刚性背板层，该刚性背板层由多层增强纤维布重叠铺设而成，其增强纤维布为碳纤维布、高强玻纤布或混杂纤维布中至少一种，铺设厚度为3-12mm；其中，混杂纤维布由高强玻纤与碳纤维混合编织或由高强玻纤布与碳纤维布层间混杂铺放而成；所述防弹层包括一隔离层与防弹功能层，该隔离层为预成型的复合材料层或橡胶板中一种，其厚度为1-2mm；其中，复合材料层由高强玻纤布、碳纤维布或芳纶纤维布中的一种铺设且经所述树脂基体浸透固化而成，所述隔离层下表面与所述刚性背板层上表面相接，上表面与所述防弹功能层相接；所述防弹功能层为芳纶纤维编织布或PBO纤维编织布或超高分子量聚乙烯纤维编织布或混杂纤维编织布铺设而成，其厚度为6-16mm，其中，混杂纤维编织布由芳纶纤维、PBO纤维或超高分子量聚乙烯纤维中至少两种混合编织而成；

步骤5)所述的加压工装为平板体加压工装，其平板体加压工装边缘与所述异形钢模边缘紧密相接，平板体加压工装两端与异形钢模两端为螺栓紧锁连接。

上述的两种防弹材料的成型方法中，两层不同位置的高渗透介质层上注入的树脂基体可以采用同种，也可以采用不同种树脂基体，所用的树脂基体分别为乙烯基酯树脂及增韧改性环氧树脂；乙烯基酯树脂与增韧改性环氧脂的注入量均为刚性背板层或防弹功能层内纤维布重量的35～45％，高渗透介质层采用孔隙率≥60％的有机高分子编织物，如导流布或网纱布，其厚度为0.4～1.0mm。

本发明采用上述技术方案，其优点如下：1)本发明的模具和加压工装可设计为异形状，其材质可选用钢材或玻璃钢复合材料，达到解决现有的异形防弹板手工操作、加工困难、工序繁琐、生产效率低等缺陷；又由于模具、加压工装可以依据防弹材料应用的不同部位，以及特殊的形状要求而设计，能够实现复杂形状防弹材料的成型。2)采用袋压辅助整体共模塑成型工艺，将真空技术运用于该防弹材料中，使其加工成的厚截面、多层结构一体成型的防弹材料，具有树脂渗透均匀、固化效果好，其性能指标符合国内国防军工领域及民用领域对防弹等多功能材料与构件的需求，制备出的防弹材料能防7.62mm并列机枪和12.7mm高射机枪穿甲燃烧弹的贯穿。3)在本发明的成型工艺中，在刚性过渡层与防弹功能层之间夹设有隔离层，该隔离层有效阻挡了刚性背板层与防弹功能层在注入不同树脂基体时树脂发生共混，实现刚性背板层与防弹功能层所含的纤维布被树脂各不相干的完成浸渍，实现对纤维布浸润过程的有效控制；同时在工艺中采用真空注射方式，加入高渗透介质层，以保证将多层防弹结构抽成真空后，其中的树脂在高渗透介质层上能够流动，解决了当型腔内被抽成真空后，真空袋膜与各层材料间紧紧吸附，树脂在其内不能流动而导致树脂无法浸润纤维布，影响防弹材料质量；4)对加压工装及模具的配备要求低，缩减了传统防弹材料必须要对纤维增强材料进行预浸，加热加压等操作步骤，节能降耗；又因其闭模成型，减少了环境污染，其成本较现有技术降低10％以上。

附图说明

图1为本发明防弹材料的截面结构示意图

图2为本发明实施方式一的成型工艺结构示意图

图3为图2的俯视图

图4为本发明实施方式二的成型工艺结构示意图

具体实施方式

如图1所示，为本发明的板状防弹材料的截面结构示意图，其底部为表面耐久层6，其上铺有陶瓷层2，在陶瓷层2上铺设有刚性背板层3，在表面耐久层6与陶瓷层2之间以及陶瓷层2与刚性背板层3之间分别铺设有胶粘剂9；表面耐久层6为预成型的玻璃钢复合板，其厚度为1-2mm；陶瓷层2由若干个同等规格的陶瓷片规则的平铺于表面耐久层6上表面，其厚度为3mm～12mm，其宽窄与表面耐久层6面积相同，陶瓷片可选用50mm×50mm×3mm～12mm；刚性背板层3由若干层碳纤维布或高强玻纤布或混杂纤维布中至少一种重叠铺设而成，其厚度为3-12mm；在表面耐久层6与陶瓷层2以及陶瓷层2与刚性背板层3之间用胶粘剂粘接，其胶粘剂选用环氧聚酰胺类胶粘剂；刚性背板层3上表面为防弹层，防弹层由隔离层4与防弹功能层5组合而成，隔离层4为预成型的复合材料层或橡胶片，其厚度为1-2mm，其中，复合材料层由高强玻纤布、碳纤维布与芳纶纤维布其中的一种经树脂浸渍固化而成；防弹功能层5由芳纶纤维编织布、PBO纤维布、超高分子量聚乙烯纤维布或混杂纤维布铺设而成，其厚度为6-16mm；在隔离层4与刚性背板层3之间铺设有高渗透介质层10，在刚性背板层3的高渗透介质层10上注入有树脂基体；防弹功能层5的上表面铺设有脱模布，在脱模布上再铺设一高渗透介质层，其上也注入有树脂基体；注入的树脂基体为分别为乙烯基酯树脂或增韧改性环氧树脂或两者中的一种，树脂基体在高渗透介质层上均匀流动，并渗透于刚性背板层3与防弹功能层5所含的纤维布内；隔离层4的设置是将刚性背板层3渗透的树脂基体与防弹功能层5渗透的树脂基体分隔开，目的是保证注入于二层不同位置的高渗透介质层上的树脂基体能够各自独立将刚性背板层3与防弹功能层5内含的纤维布完全浸透，在刚性背板层3与防弹功能层5上的高渗透介质层上可以同时分别注入增韧改性环氧树脂，也可以同时注入乙烯基酯树脂；或在刚性背板层3上注入乙烯基酯树脂，在防弹功能层5上注入增韧改性环氧树脂，反之亦然；该防弹板成型时，需要利用外设的一个辅助成型的罩体作为加压工装与平板模具锁紧连接，在树脂注射完毕后，利用其加压工装内设的柔性压力袋施压于该多层材料套设的真空袋膜上侧，通过2-3小时的固化，成型为所述防弹材料。

上述二种防弹材料的成型工艺过程基本相同，不同点在于板状防弹材料与异形防弹材料的加强层设置的不同。

如图2、图3所示，上述板状的防弹材料成型方法具体操作步骤如下：

1)设置成型装置；该成型装置由一模具与一加压工装组成，该模具内腔是按照产品的外轮廓形状制备的，可以为钢筋加强的玻璃钢模具，也可以是钢模；本实施方式设定的平板模具为平板钢模1A，加压工装用一矩形钢罩1B；其矩形钢罩1B两端与平板钢模1A两端对应处设有固定连接孔；

2)先将步骤1)的矩形钢罩1B取下，在平板钢模1A表面涂覆一层0.01～0.03mm脱模剂，依次由下至上铺设增强过渡层、高渗透介质层10、防弹层、脱模布18，在脱模布18上表面再铺设一层高渗透介质层10，每一层的高渗透介质层10上表面均布有注胶口12，注胶口12与注胶管16相接；将至少一条螺旋管状真空线8布设于平板钢模1A的边缘处，真空线8与真空管15相接；然后将一真空袋膜11密封套设于上述的层状材料外侧，该真空袋膜11底边除留出注胶管16的管口与真空管15的管口外，其余底边部分与所述平板模具1A边缘部分设置的密封胶带粘牢密封；

3)将步骤2)的真空管15与外设的真空泵相接，由真空泵将真空袋膜11内腔抽成真空状，其内腔压力为-0.098MPa；由注胶管16经注胶口12分别向高渗透介质层10表面注入树脂基体，该树脂基体在真空负压下汲入，渗透于增强过渡层与防弹层内所含的纤维布内；

4)将步骤2)与步骤3)的注胶管16与真空管15的管口封闭，再将步骤1)矩形钢罩1B顶部内侧加设一柔性压力袋13，该柔性压力袋13与所述真空袋膜11顶部相接处设置有一活动挡板14，该柔性压力袋13充气口由该矩形钢罩1B顶部设置的预留口伸出；将设有柔性压力袋13的矩形钢罩1B扣设于真空袋膜11外侧且与平板模具1A紧密相接；矩形钢罩1B两端与平板模具1A两端由螺栓17固定连接；

5)向步骤4)设置的柔性压力袋13内充气加压，其压力为0.2～0.4MPa；活动挡板14在柔性压力袋13的压力作用下紧紧贴附于真空袋膜11上；在柔性压力袋13充入的压力下，注入刚性背板层和防弹功能层内的树脂对纤维布充分浸渍并固化完全，2～3小时后成型为本发明所述的防弹材料，然后脱模、修整成型。

上述步骤1)辅助成型的加压工装-矩形钢罩1B，在对产品进行柔性压力袋13充压辅助成型时起到抵抗其柔性压力袋13无限变形的作用。

上述步骤2)的增强过渡层由加强层与刚性背板层3组成，加强层由预成型的表面耐久层6、陶瓷层2组成，表面耐久层6为高强玻纤增强乙烯基脂树脂，采用真空辅助成型工艺预先制备，其厚度为1～2mm，将其中一面进行打磨处理，除去残渣；陶瓷层2由若干个50mm×50mm×3mm～12mm规格的陶瓷片平铺于表面耐久层6上表面形成，陶瓷片的本身表面粗糙，用挥发性好的有机溶剂，如丙酮或酒精将陶瓷片清洗处理，晾干后，再将陶瓷片通过胶粘剂形成的胶粘层9规则的粘贴于表面耐久层6打磨过的一面上，陶瓷片与陶瓷片之间也用胶粘剂粘住；刚性背板层3由17-27层增强纤维布重叠铺设而成，其增强纤维布可选用碳纤维布、高强玻纤布或混杂纤维布中至少一种，铺设厚度为3-12mm；其中，混杂纤维布由高强玻纤与碳纤维混合编织或由高强玻纤布与碳纤维布层间混杂铺放而成；

上述的防弹层包括隔离层4和防弹功能层5，隔离层4为预成型的复合材料层或橡胶片，位于上述的刚性背板层3的上表面，其厚度为1-2mm；隔离层4与刚性背板层3之间夹着一高渗透介质层10；其中，复合材料层由高强玻纤布、碳纤维布或芳纶纤维布中的一种经树脂浸渍固化而成；防弹功能层5由30-50层的纤维编织布铺设而成，其纤维编织布可选用芳纶纤维编织布、PBO纤维编织布、超高分子量聚乙烯纤维编织布或混杂纤维编织布中至少一种，其厚度为6-16mm；其中，混杂纤维编织布由芳纶纤维、PBO纤维或超高分子量聚乙烯纤维中至少两种混合编织而成；隔离层4的作用是将刚性背板层3与防弹功能层5隔开，以免不同的树脂基体注入后，树脂基体还未完全渗透进该刚性背板层3与防弹功能层5，树脂发生相混，影响其刚性背板层3与防弹功能层5各自的强度及功能指标；高渗透介质层10采用导流布或渗透性能好的纱网，以保证树脂基体能够迅速且有规律的渗透至刚性背板层3与防弹功能层5内，将其所含纤维布渗透完全；

步骤2)、步骤3)所述的注胶口12的直径为5-15mm，注胶口12外接注胶管16，通过注胶管16向真空袋膜11内不同位置的高渗透介质层10上分别注入不同的树脂基体，在刚性背板层3上的高渗透介质层10上注入的树脂基体为乙烯基酯树脂，在防弹功能层5上的高渗透介质层10上注入的树脂基体为增韧改性环氧树脂；根据产品的要求也可以将刚性背板层3与防弹功能层5注入相同的树脂基体；乙烯基酯树脂与增韧改性环氧树脂的注入量为刚性背板层3所含纤维布重量与防弹功能层所含纤维布重量的35％～45％；

如图4所示，为本发明公开的另一种防弹材料的成型方法，即异形防弹材料的成型方法，其操作步骤基本与板状防弹材料的操作步骤相同，在此不再赘述。其成型方法中的不同点如下所述：

不同点1：设置的成型装置由异形模具1C与一平板体加压工装1D组成，其平板体加压工装1D两端与所述异形模具1C两端设有固定连接孔；

不同点2：在步骤1)所述异形模具1C上表面涂覆0.01～0.03mm脱模剂，在其上依次铺设有增强过渡层、高渗透介质层10、防弹层、脱模布18，其中的增强过渡层为刚性背板层3；在脱模布18上表面再铺设一层高渗透介质层10，每一层所述高渗透介质层10上表面均开有注胶口12；将至少一个螺旋管真空线8布设于增强过渡层的周边处；然后将一真空袋膜11密封套设于上述的层状材料外侧，该真空袋膜11底边除留出注胶口12与螺旋管真空线8与外部的接口外，其余底边部分与所述异形模具1C沿周边涂一层胶粘剂7密封胶粘，所用的胶粘剂为环氧聚酰胺类胶粘剂；

不同点3：防弹材料的加强层在步骤5)脱模成型的所述防弹材料下表面贴设。

上述带有曲面的异形模具1C，其形状可根据产品特点及要求的不同进行设计，材料可选用钢材或玻璃钢复合材料；异形模具1C采用玻璃钢材质，加压工装包括钢平板体1D和柔性压力袋13，钢平板体1D的边缘与异形模具1C边缘对应设置，其两端分别由螺栓17固定连接；

具体步骤为：先将钢平板体1D和柔性压力袋13取下，在异形模具1C上涂覆有0.01～0.03mm厚的脱模剂，然后在其上依次铺放刚性背板层3、高渗透介质10、隔离层4、防弹功能层5、脱模布18，在脱模布18的上表面再铺设一层高渗透介质10，刚性背板层3由17-27层碳纤维布平铺而成；隔离层4由真空辅助成型工艺预成型的复合材料，也可以采用橡胶片，其中复合材料由两层高强玻纤增强乙烯基酯树脂制成；防弹功能层5为30～50层的芳纶纤维布层叠铺设而成，最上一层表面铺高渗透介质层10；再用一真空袋膜11套设于上述的刚性背板层3、隔离层4与防弹功能层5的外侧，真空袋膜11的边缘与异形模具1C上贴的密封胶17粘在一起，将模腔内的刚性背板层3、隔离层4与防弹功能层5密封起来；螺旋管真空线8铺设于异形模具1C的一侧上，螺旋管真空线8的出口延伸出密封的真空袋膜11底边处；在真空袋膜11的一侧且位于上述两个不同位置的高渗透介质层10的上表面分别开设注胶口12，注胶口12外接注胶管16；螺旋管真空线8通过真空管15与真空泵相接，通过该真空管将真空袋膜11内腔抽成真空形成真空负压，其负压为-0.098MPa；通过外设的注胶管16沿注胶口12向真空袋膜11内不同位置的高渗透介质层10上注入树脂基体，树脂基体可相同也可以不同，在刚性背板层3上铺设的高渗透介质层10，其注胶口12内注入的树脂为乙烯基酯树脂或增韧改性环氧树脂，在防弹功能层5的芳纶纤维布上铺设的高渗透介质上的注胶口12内注入的树脂为乙烯基酯树脂或增韧改性环氧树脂；注胶口12的直径为5-15mm，不同的树脂基体在真空负压下汲入；隔离层4的作用是将刚性背板层3与防弹功能层5隔开，以免不同的树脂基体注入后，树脂基体还未完全渗透进该刚性背板层3与防弹功能层5，树脂发生相混，影响其刚性背板层3与防弹功能层5各自的强度及功能指标；高渗透介质层10采用导流布或渗透性能好的纱网，以保证树脂基体能够迅速且有规律的渗透至刚性背板层3与防弹功能层5内，将其所含纤维布渗透完全；

之后，将注入树脂基体的注胶管16与抽真空用的真空管15弯折或用夹子夹紧封闭，将柔性压力袋13置于真空袋膜11上表面，在柔性压力袋13上表面盖上钢平板体1D，柔性压力袋13顶端中部留有充气口，其充气口对应的所述钢平板体1D上开设有充气孔；当钢平板体1D置于放有刚性背板层3、高渗透介质层10、隔离层4、防弹功能层5、脱模布18、高渗透介质层10构成的多层结构防弹材料的异形模具1C上且与其通过螺栓17密闭锁紧后，通过充气口向柔性压力袋13内充入压缩空气，其压力为0.2～0.4MPa；在柔性压力袋13的压力作用下紧紧贴附于真空袋膜11上，将注入于刚性背板层3上表面和防弹功能层上表面的树脂基体渗透其内且固化3小时后脱模；将若干个规格大小相同、本身表面粗糙的陶瓷片经挥发性好的有机溶剂，如酒精清洗处理，晾干后，再将陶瓷片规则的铺放且用胶粘剂粘接于刚性背板层3的表面成型为陶瓷层2，陶瓷片与陶瓷片之间也用胶粘剂粘接，然后在陶瓷层2上表面刷一层胶粘剂层9，所用的胶粘剂为环氧聚酰胺类胶粘剂；再将1-2mm厚的表面耐久层6粘贴于陶瓷层2的表面；表面耐久层6与陶瓷层2相接面为经打磨处理、除去残渣的一面，表面耐久层6由真空辅助预成型的高强玻纤增强乙烯基脂树脂预制而成。

下面通过两个产品的具体实施例对上述实施方式作进一步说明：

实施例一：取平板模具，在其表面涂覆有0.01mm厚的脱模剂，先将2mm厚的表面耐久层采用常规的真空辅助成型工艺制备好，将其中一面进行打磨处理，除去残渣；取规格为50mm×50mm×10mm，本身表面粗糙的陶瓷片若干，用丙酮冲洗处理，晾干后，将陶瓷片整齐排列并通过胶粘剂粘接在表面耐久层打磨过的一面上，陶瓷片之间也用胶粘剂粘接，其陶瓷层厚度为10mm.粘接后陶瓷表面刷一层胶粘剂，胶粘剂选用环氧-聚酰胺类胶粘剂，并铺放刚性背板层，刚性背板层由27层碳纤维布铺设而成，再依次铺一层高渗透介质层、作为隔离层的复合材料，其中的复合材料也采用真空辅助成型工艺提前制备好，再铺放防弹功能层，防弹功能层由50层芳纶纤维布重叠铺设而成，其上再铺1层脱模布和高渗透介质层，一螺旋管真空线布设于上述铺设的多层材料边侧，在高渗透介质层上同一侧开有注胶口，在平板模具的周边贴上一圈密封胶，盖上真空袋膜，真空袋膜底边除留出螺旋管真空线与注入口外，其余底边通过密封胶与平板模具周边密封连接；其后，通过螺旋管真空线入口处外接真空管将其真空袋膜内抽真空，真空袋膜罩设的产品模腔内形成真空负压为-0.098MPa，保证模腔不漏气；然后再分别在两个注胶口处接注胶管，注入树脂基体，树脂基体采用乙烯基酯树脂与增韧改性环氧树脂，在刚性背板层上的高渗透介质层上注入有乙烯基酯树脂；而在防弹功能层上的高渗透介质层上注入有增韧改性环氧树脂，其间通过隔离层相挡，乙烯基酯树脂与增韧改性环氧树脂的用量分别占刚性背板层以及防弹功能层内含纤维布重量的35％～45％；乙烯基酯树脂与增韧改性环氧树脂分别经两个注胶口在真空负压下汲入浸润纤维布.树脂注射完毕立即夹住注胶管，将其封闭，以防止气泡进入真空袋膜内；同时将真空管也封闭住.再将其内设有柔性压力袋的罩体加压工装扣设于平板模具之上，罩体加压工装边缘与平板模具边缘对应紧密相接，罩体加压工装两端与平板模具两端的固定连接孔通过螺栓固定连接；然后给柔性压力袋充气至成型压力0.3MPa，挡板紧紧贴附在产品上并传递给产品表面0.3MPa的压力，树脂基体在此压力下固化2小时后脱模，脱模后修整成型为本发明公开的防弹材料成品.经打靶试验，产品可防12.7mm高射机枪穿甲燃烧弹的贯穿.

实施例二：取一异形模具，在其上涂覆有0.03mm厚的脱模剂，然后由下至上依次铺放刚性背板层、高渗透介质层、隔离层、防弹功能层、脱模布，在脱模布的上表面再铺设一层高渗透介质层，刚性背板层3由17层高强玻纤布重叠铺设而成；隔离层4选用常规的橡胶板，防弹功能层采用30层PBO纤维布重叠铺设而成；其上再铺1层脱模布和高渗透介质层，一螺旋管真空线布设于上述铺设的多层材料边侧，在高渗透介质层上同一侧开有注胶口，在异形模具的周边贴上一圈密封胶，盖上真空袋膜，真空袋膜底边除留出螺旋管真空线和注胶口与外部的接口外，其余底边通过密封胶与异形模具周边密封连接；其后，通过螺旋管真空线入口处外接真空管将其真空袋膜内抽真空，产品模腔内形成真空负压为-0.098MPa，保证模腔不漏气；然后再分别在两个注胶口处接注胶管，注入树脂基体，树脂基体采用增韧改性环氧树脂，在刚性背板层上的高渗透介质层上与防弹功能层上的高渗透介质层上分别注入增韧改性环氧树脂，其间通过隔离层相挡，两种不同位置注入的增韧改性环氧树脂的用量分别占刚性背板层以及防弹功能层内含纤维布重量的35％～45％；增韧改性环氧树脂分别经两个注胶口在真空负压下汲入浸润纤维布。树脂注射完毕立即夹住注胶管，将其封闭，以防止气泡进入真空袋膜内；同时将真空管也封闭住。再将一柔性压力袋放在真空袋膜顶部，然后将一平板体加压工装扣设于异形模具之上，平板体加压工装边缘与异形模具边缘对应紧密相接，平板体加压工装两端与异形模具两端的固定连接孔通过螺栓固定连接；然后给柔性压力袋充气至成型压力0.2MPa，柔性压力袋紧紧贴附在真空袋膜上并传递给产品表面0.2MPa的压力，树脂基体在此压力下固化。3小时后脱模，脱模后修整成型，表面进行打磨，粗糙表面利于粘接牢固，然后取若干个规格为50mm×50mm×5mm的陶瓷片，用酒精对本身表面粗糙的陶瓷片冲洗处理，晾干后，将陶瓷片整齐排列并通过胶粘剂粘接在刚性背板层底部，再在陶瓷片组成的陶瓷层底面再刷一层胶粘剂，胶粘剂采用环氧聚酰胺类胶粘剂；表面耐久层厚度为1mm，其采用真空辅助成型工艺预制，将其中一面进行打磨处理，除去残渣后将其粘结其陶瓷层的表面上成为本发明公开的异形防弹材料。经打靶试验，产品可防7.62mm并列机枪穿甲燃烧弹的贯穿。

Claims (8)

1.一种防弹材料，它包括增强过渡层与防弹层，其特征在于：在增强过渡层与防弹层之间以及在所述防弹层上表面分别铺设有高渗透介质层，其高渗透介质层在真空负压作用下汲入树脂基体；该树脂基体浸透于所述增强过渡层与所述防弹层内含的纤维布后经袋压辅助固化一体成型；所述的增强过渡层为刚性背板层或为由下至上依次设置的加强层与刚性背板层粘结后的复合层中任一种构成；其中，加强层为由下至上依次设置的表面耐久层、胶粘层与陶瓷层构成；所述表面耐久层为预成型的玻璃钢复合材料，其厚度为1-2mm；胶粘层为环氧聚酰胺类胶粘剂；陶瓷层由若干个同规格的陶瓷片规则的铺放于所述胶粘层上表面而构成，其厚度为3mm～12mm。

2.如权利要求1所述的防弹材料，其特征在于：所述高渗透介质层为孔隙率≥60％的有机高分子编织物，厚度为0.4～1.0mm；所述刚性背板层由多层增强纤维布重叠铺设而成，其增强纤维布为碳纤维布、高强玻纤布或混杂纤维布中至少一种，铺设厚度为3-12mm；所述防弹层由隔离层与位于其上的防弹功能层组成，该隔离层为预成型的复合材料层或橡胶板，其厚度为1-2mm；所述防弹功能层由芳纶纤维编织布、PBO纤维编织布、超高分子量聚乙烯纤维编织布或混杂纤维编织布中至少一种铺设而成，其厚度为6-16mm。

3.一种权利要求1所述防弹材料的成型方法，它包括预成型的隔离层；其特征在于：它由袋压辅助整体共模塑工艺成型，其工艺步骤如下：

1)设置成型装置；该成型装置由一模具与一加压工装组成，该模具为平板模具或异形模具中的一种；所述加压工装相对于所述模具设计为罩体或平板体；其加压工装两端与所述平板模具或异形模具两端设有连接的固定孔；

2)将步骤1)所述的罩体加压工装或平板体加压工装取下，在所述平板模具或异形模具上表面涂覆0.01～0.03mm脱模剂，然后由下至上依次铺设增强过渡层、高渗透介质层、防弹层及脱模布，在脱模布上再铺设一层高渗透介质层；所述高渗透介质层上表面布设有注胶口，注胶口与一注胶管相接；至少一条真空线布设于所述平板模具或异形模具上，该真空线连接一真空管；将一真空袋膜套设于上述形成的层状材料外侧，该真空袋膜底边与所述平板模具或异形模具边缘密封相接，所述注胶管管口与真空管管口分别延伸出所述真空袋膜密封边外；

3)步骤2)所述的真空管通过一外设的真空泵将所述真空袋膜内腔抽成真空状，其内腔压力为-0.098MPa；由所述注胶口分别向高渗透介质层表面注入树脂基体，该树脂基体在其真空负压下汲入；

4)将步骤2)与步骤3)所述注胶管管口与所述真空管管口封闭，在所述真空袋膜顶部放置一柔性压力袋，再将步骤1)所述的加压工装压设于所述柔性压力袋上部且与所对应的模具固定连接；所述柔性压力袋的充气口由所述加压工装顶部设置的预留口伸出；

5)向步骤4)设置的柔性压力袋内充气加压，其压力为0.2～0.4MPa；通过所述真空袋膜将其压力传送至所述防弹层与增强过渡层上，所注入的树脂基体通过其高渗透介质层完全浸透于所述防弹层与所述增强过渡层内固化成一体，然后脱模成型；所述固化时间为2～3小时。

4.如权利要求3所述的防弹材料成型方法，其特征在于：在步骤5)脱模成型的所述防弹材料下表面还贴设有一加强层。

5.如权利要求3所述的防弹材料成型方法，其特征在于：步骤1)所述模具及加压工装由钢材或玻璃钢复合材料中一种制备；步骤2)所述增强过渡层包括加强层与刚性背板层，所述加强层由下至上铺设表面耐久层与陶瓷层，其间由胶粘剂粘接；该表面耐久层为预成型的玻璃钢复合板，厚度为1-2mm；陶瓷层由若干片陶瓷规则的铺设而成，厚度为3-12mm；所述刚性背板层位于所述陶瓷层上表面，其厚度为3-12mm；所述防弹层包括一隔离层与位于其上的防弹功能层，该隔离层为预成型的复合材料层或橡胶板中一种，其位于所述刚性背板层上表面，厚度为1-2mm；其中，复合材料层由高强玻纤布、碳纤维布或芳纶纤维布中的一种经所述树脂基体浸透固化预制而成；所述防弹功能层由芳纶纤维编织布、PBO纤维编织布、超高分子量聚乙烯纤维编织布或混杂纤维编织布中至少一种铺设而成，其厚度为6-16mm；其中，混杂纤维编织布由芳纶纤维、PBO纤维或超高分子量聚乙烯纤维中至少两种混合编织而成；所述真空线为螺旋管状真空线；

所述的加压工装为一罩体，该罩体为一矩形状，其矩形罩体底边两端与所述平板模具两端为螺栓紧锁连接。

6.如权利要求3或4所述的防弹材料成型方法，其特征在于：步骤1)所述模具及加压工装为钢材或玻璃钢复合材料；步骤2)所述增强过渡层为刚性背板层，铺设厚度为3-12mm；所述防弹层包括一隔离层与位于其上的防弹功能层，该隔离层为预成型的复合材料层或橡胶板中一种，其位于所述刚性背板层上表面；其厚度为1-2mm；其中，复合材料层由高强玻纤布、碳纤维布或芳纶纤维布中的一种经所述树脂基体浸透固化预制而成；所述防弹功能层由芳纶纤维编织布、PBO纤维编织布、超高分子量聚乙烯纤维编织布或混杂纤维编织布中至少一种铺设而成，其厚度为6-16mm；其中，混杂纤维编织布由芳纶纤维、PBO纤维或超高分子量聚乙烯纤维中至少两种混合编织而成；所述真空线为螺旋管状真空线；

所述加强层包括陶瓷层与表面耐久层，所述陶瓷层由若干个相同规格的陶瓷片规则的平铺于步骤5)成型的所述防弹材料的刚性背板层下表面且由胶粘剂粘贴而成，其厚度为3mm～12mm；所述表面耐久层为预成型的玻璃钢复合板，厚度为1-2mm，其由胶粘剂粘贴于该陶瓷层的下表面；所述胶粘剂采用环氧聚酰胺类胶粘剂；所述真空线为螺旋管状真空线；

所述的加压工装为平板体加压工装，其平板体加压工装两端与所述异形模具两端为螺栓紧锁连接。

7.如权利要求3或4或5所述的防弹材料成型方法，其特征在于：步骤2)与步骤3)所述高渗透介质层为孔隙率≥60％的有机高分子编织物，厚度为0.4～1.0mm；步骤3)所述树脂基体分别为乙烯基酯树脂或增韧改性环氧树脂中的一种；所述乙烯基酯树脂或所述增韧改性环氧树脂的注入量均为所述刚性背板层或所述防弹功能层内纤维布重量的35～45％。

8.如权利要求6所述的防弹材料成型方法，其特征在于：步骤2)与步骤3)所述高渗透介质层为孔隙率≥60％的有机高分子编织物，厚度为0.4～1.0mm；步骤3)所述树脂基体分别为乙烯基酯树脂或增韧改性环氧树脂中的一种；所述乙烯基酯树脂与所述增韧改性环氧树脂的注入量均为所述刚性背板层或所述防弹功能层内纤维布重量的35～45％。

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