CN204388709U - 防火耐热的超高分子量聚乙烯防弹板 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种防火耐热的超高分子量聚乙烯防弹板，其包括防弹层和防火层，所述防火层结合在所述防弹层上，所述防弹层采用超高分子量聚乙烯纤维复合材料热压成型，所述防火层采用无机材料制成。本实用新型防火耐热的超高分子量聚乙烯防弹板由多层具有不同功能的材料组成，其有效地将防弹层和防火层结合为一体，实现聚乙烯防弹板既防火又耐热。各功能层之间的界面结合并不依赖额外的胶黏剂，通过特定的工艺，可以使得各功能层之间紧密结合，不会因材料长期存放而产生分离。采用本实用新型防火耐热的超高分子量聚乙烯防弹板与现有的防弹板相比，其大大减轻了重量，进而提高了装备的机动性。

Description

防火耐热的超高分子量聚乙烯防弹板

技术领域

本实用新型涉及防弹领域，特别涉及一种防火耐热的超高分子量聚乙烯防弹板。

背景技术

在防弹领域中，超高分子量聚乙烯纤维复合材料是一种非常理想的防弹材料。超高分子量聚乙烯纤维复合材料防弹板(即PE防弹板)通常采用超高分子量聚乙烯纤维复合材料经过热压制成，其具有防弹能力强，受弹后不跳弹，重量轻，耐低温性能卓越，耐水性、耐光照且耐湿热性能好等特点。鉴于此，超高分子量聚乙烯纤维复合材料是目前市面上防弹性能最佳、综合性能最好的纤维防弹材料，已广泛应用于单兵防护装备及飞机、车辆、船只等设备的各类防护。

然而，由于受到聚乙烯本身分子结构所带来的“先天性”缺陷的制约，PE防弹板的耐高温能力较差，更不具备防火阻燃的能力。例如，PE防弹板在80℃以上时，防弹性能会出现明显的下降。在比如，在环境温度升至150℃以上时，PE复合材料会出现熔融现象，这就完全丧失了防弹能力。

因此，基于上述缺陷，PE防弹板的应用范围受到了很多限制。同时，由于许多防护装备对防火也有一定的要求，所以目前只能被迫使用一些其他材料，或者在PE防弹板的外侧再额外加装一些防火的材料。但是，在实际应用中，额外加装的防火材料往往需要占用较大的空间和重量，这就为防弹板的整体设计带来诸多不便。

由此可见，如果PE防弹板能都够克服“不防火、不耐热”的缺陷，则可以极大的扩大其应用范围，这是本领域技术人员亟待于解决的问题，对于推进防弹技术的发展有着深远的意义。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是为了克服现有技术中聚乙烯防弹板具有防火且不耐热等缺陷，提供一种防火耐热的超高分子量聚乙烯防弹板。

本实用新型是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：一种防火耐热的超高分子量聚乙烯防弹板，其特点在于，其包括防弹层和防火层，所述防火层结合在所述防弹层上，所述防弹层采用超高分子量聚乙烯纤维复合材料热压成型，所述防火层采用无机材料制成。

较佳地，所述防火层包括至少一层玻纤布和至少一层无机料，每两层所述玻纤布之间敷设有一层所述无机料。此处所述无机料具有防火和耐高温的作用，可以通过所述无机料与玻纤布粘合，当然也可以将两层不同材料粘结在一块。

较佳地，所述防弹层在120-135℃、15MPa的压强下经过1小时热压成型。

较佳地，所述防弹板还包括隔热层，所述隔热层结合在所述防弹层和所述防火层之间。

较佳地，所述隔热层和所述防弹层之间设有至少一层玻纤布，所述玻纤布上敷设有无机料。

较佳地，所述防弹层在120-135℃、15MPa的压强下经过2小时热压成型。

较佳地，所述防弹板还包括缓冲层，所述缓冲层结合在所述隔热层和所述防弹层之间，所述缓冲层采用多孔材料制成。

较佳地，所述防弹层上还设有多层超高分子量聚乙烯纤维复合布，所述防弹层与所述超高分子量聚乙烯纤维复合布热压成为一体。

较佳地，所述隔热层和所述缓冲层之间设有至少一层玻纤布，所述玻纤布上敷设有无机料。

较佳地，所述防弹层在120-135℃、15MPa的压强下经过3小时热压成型。

本实用新型的积极进步效果在于：本实用新型防火耐热的超高分子量聚乙烯防弹板由多层具有不同功能的材料组成，其有效地将防弹层和防火层结合为一体，实现聚乙烯防弹板既防火又耐热。各功能层之间的界面结合并不依赖额外的胶黏剂，通过特定的工艺，可以使得各功能层之间紧密结合，不会因材料长期存放而产生分离。采用本实用新型防火耐热的超高分子量聚乙烯防弹板与现有的防弹板相比，其大大减轻了重量，进而提高了装备的机动性。

附图说明

图1为本实用新型防火耐热的超高分子量聚乙烯防弹板的实施例一的结构示意图。

图2为本实用新型防火耐热的超高分子量聚乙烯防弹板的实施例二的结构示意图。

图3为本实用新型防火耐热的超高分子量聚乙烯防弹板的实施例三的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图给出本实用新型的较佳实施例，以详细说明本实用新型的技术方案。

实施例一：

例如，某军用作战设备要求防弹材料同时具备以下要求：

第一、在10m距离内防御79式微型冲锋枪、51B式钢芯弹以515m/s速度的多发弹打击。

第二、接触800℃火焰10秒内不会融化或变形。

由于传统的纤维基防弹复合材料均无法满足上述第二项的防火要求，因此常规的防弹材料只能采用厚度为2.5mm的装甲钢，这样防护层的总面密度达到20kg/m²。

然而，采用本实施例的超高分子量聚乙烯防弹板100可以将防护层的总面密度减低至13kg/m²，大大减轻重量，进而提高装备的机动性。

图1为本实用新型防火耐热的超高分子量聚乙烯防弹板的实施例一的结构示意图。如图1所示，其具体结构为：本实用新型防火耐热的超高分子量聚乙烯防弹板100包括防弹层110和防火层120。其中，防火层120结合在防弹层110上，特别地此处防弹层110采用超高分子量聚乙烯纤维复合材料热压成型，防火层120采用无机材料制成。

优选地，防火层120包括至少一层玻纤布和至少一层无机料，每两层所述玻纤布之间敷设有一层所述无机料。

进一步具体地，防弹层110通过超高分子量聚乙烯纤维复合材料在120-135℃的温度，以及15MPa的压强下，经过1小时热压成型。防火层120采用的无机料是通过预处理煤质煅烧高岭土和无机物溶液混合均匀后制得。在将防火层120结合在防弹层110上时，取已经制成的防弹层110放入模具中，将所述无机料平铺在防弹层110上，再平铺一层玻纤布，然后再敷上一层无机料。根据需要可以根据上述方式铺设多层玻纤布，优选地为铺设5层玻纤布，最后一道敷料刮平。为了提高其强度，待硬化到一定程度后，进一步加压压平。

通过上述方式获得所述防火耐热的超高分子量聚乙烯防弹板，在所述防弹板脱模后进行养护。

实施例二：

例如，某军用作战设备要求防弹材料同时具备以下要求：

第一、在100m距离外防御56式半自动步枪、56式低碳钢芯弹以680m/s速度的多发弹打击。

第二、外侧经1000℃火焰烘烤20分钟，防护层不会失去防弹能力，内侧温度不高于60℃。

由于传统的纤维基防弹复合材料均无法满足上述第二项的防火和隔热的要求，因此常规的防弹材料只能采用厚度为4.5mm的装甲钢，并且在装甲钢外层加装额外的隔热材料，这样防护层的总面密度就达到45kg/m²。

然而，采用本实施例的超高分子量聚乙烯防弹板200可以将防护层的总面密度减低至28kg/m²，大大减轻重量，进而提高装备的机动性。

图2为本实用新型防火耐热的超高分子量聚乙烯防弹板的实施例二的结构示意图。如图2所示，其具体结构为：本实用新型防火耐热的超高分子量聚乙烯防弹板200包括防弹层210、防火层220及隔热层230。其中，防火层220位于防弹层210上方，隔热层230结合在防弹层210和防火层220之间。特别地，此处防弹层210采用超高分子量聚乙烯纤维复合材料热压成型，防火层220采用无机材料制成。

优选地，在隔热层230和防弹层210之间设置至少一层玻纤布，所述玻纤布上敷设有无机料。

进一步具体地，防弹层210通过超高分子量聚乙烯纤维复合材料在120-135℃的温度，以及15MPa的压强下，经过2小时热压成型。防火层220采用的无机料是通过预处理煤质煅烧高岭土和无机物溶液混合均匀后制得。在将隔热层230结合至防弹层210和防火层220之间时，使隔热层230材料铺平在模具上，将所述无机料平铺至隔热层230材料上，再平铺一层玻纤布。然后再敷上一层所述无机料。根据需要可以根据上述方式铺设多层玻纤布，优选地为铺设6层玻纤布。另外，以同样的工艺在隔热层230和防弹层210之间加入一层玻纤布并敷上无机料。待硬化到一定程度后，进一步加压压平。

通过上述方式获得所述防火耐热的超高分子量聚乙烯防弹板，在所述防弹板脱模后进行养护。

实施例三：

例如，某军用作战设备要求防弹材料同时具备以下要求：

第一、在100m距离外防御12.7mm穿甲燃烧弹以810m/s速度的多发弹打击。

第二、外侧经1600℃火焰烘烤30分钟，防护层不会失去防弹能力，内侧温度不高于60℃。

第三、防护层可承受一定程度的撞击，不崩落，且内侧变形幅度不超过5％。

由于目前没有任何单一材料可以同时满足上述的全部要求，因此必须通过结构防护来实现，即使用防弹陶瓷、防弹钢(或防弹钛合金)、防火材料、隔热材料、支撑骨架、缓冲材料等制成一定厚度的结构防护装置。这类防护装置的厚度通常为48-60cm，重量非常大，而且需要经过多次加工，使得工艺非常复杂。

然而，采用本实施例的超高分子量聚乙烯防弹板300可以不依赖结构防护，直接满足上述全部指标，其厚度仅为12-18cm，重量可以减轻60-70％，而且可以一次成型，工艺简单。

图3为本实用新型防火耐热的超高分子量聚乙烯防弹板的实施例三的结构示意图。如图3所示，其具体结构为：本实用新型防火耐热的超高分子量聚乙烯防弹板300包括防弹层310、防火层320、隔热层330及缓冲层340。其中，缓冲层340、隔热层330、防火层320依次结合在防弹层310上。特别地，此处防弹层310采用超高分子量聚乙烯纤维复合材料热压成型，防火层320采用无机材料制成。缓冲层340采用多空材料制成。

另外，优选地，在防弹层310上还设有多层超高分子量聚乙烯纤维复合布(图中未示)，防弹层310与所述超高分子量聚乙烯纤维复合布热压成为一体。隔热层330和缓冲层340之间设有至少一层玻纤布，所述玻纤布上敷设有无机料。

进一步具体地，防弹层310通过超高分子量聚乙烯纤维复合材料在120-135℃的温度与15MPa的压强下，经过3小时热压成型。防火层320采用的无机料是通过预处理煤质煅烧高岭土和无机物溶液混合均匀后制得。将所述无机料敷于单层超高分子量聚乙烯纤维复合布的两侧，然后将多层这样处理过的单层超高分子量聚乙烯纤维复合布在120-135℃的温度和15MPa的压强下，经过1小时热压成型。优选为采用10层超高分子量聚乙烯纤维复合布，将其置于防弹层310上，经过热压成型为一体。

隔热层330材料铺平在模具上，将搅拌好的无机料平铺在隔热层330材料上，再平铺一层玻纤布，然后再敷上一层所述无机料。根据需要可以根据上述方式铺设多层玻纤布，优选地为铺设6层玻纤布。另外，以同样工艺在隔热层330与缓冲层340之间加入一层玻纤布并敷上所述无机料。待硬化到一定程度后，进一步加压压平。

以同样的工艺，将防弹层310与缓冲层340、隔热层330及防火层320结合为一体，使得防弹层310紧挨缓冲层340。

通过上述方式获得所述防火耐热的超高分子量聚乙烯防弹板，在所述防弹板脱模后进行养护。

综上所述，本实用新型防火隔热的超高分子量聚乙烯防弹板由多层具有不同功能的材料组成。其中，核心功能层为防弹层，由超高分子量聚乙烯纤维复合材料材料制成。其他功能层可包括防火层，隔热层，缓冲层。各功能层按一定次序分布，而且各功能层之间的界面结合并不依赖额外的胶黏剂。由于采用了特定的工艺，可以使得各功能层之间结合紧密，不会因为材料的长期存放而产生分离。采用本实用新型防火耐热的超高分子量聚乙烯防弹板与现有的防弹板相比，其大大减轻了重量，进而提高了装备的机动性。

虽然以上描述了本实用新型的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，本实用新型的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本实用新型的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式作出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种防火耐热的超高分子量聚乙烯防弹板，其特征在于，其包括防弹层和防火层，所述防火层结合在所述防弹层上，所述防弹层采用超高分子量聚乙烯纤维复合材料热压成型，所述防火层采用无机材料制成。

2.如权利要求1所述的防火耐热的超高分子量聚乙烯防弹板，其特征在于，所述防火层包括至少一层玻纤布和至少一层无机料，每两层所述玻纤布之间敷设有一层所述无机料。

3.如权利要求2所述的防火耐热的超高分子量聚乙烯防弹板，其特征在于，所述防弹层在120-135℃、15MPa的压强下经过1小时热压成型。

4.如权利要求1所述的防火耐热的超高分子量聚乙烯防弹板，其特征在于，所述防弹板还包括隔热层，所述隔热层结合在所述防弹层和所述防火层之间。

5.如权利要求4所述的防火耐热的超高分子量聚乙烯防弹板，其特征在于，所述隔热层和所述防弹层之间设有至少一层玻纤布，所述玻纤布上敷设有无机料。

6.如权利要求4所述的防火耐热的超高分子量聚乙烯防弹板，其特征在于，所述防弹层在120-135℃、15MPa的压强下经过2小时热压成型。

7.如权利要求4所述的防火耐热的超高分子量聚乙烯防弹板，其特征在于，所述防弹板还包括缓冲层，所述缓冲层结合在所述隔热层和所述防弹层之间，所述缓冲层采用多孔材料制成。

8.如权利要求7所述的防火耐热的超高分子量聚乙烯防弹板，其特征在于，所述防弹层上还设有多层超高分子量聚乙烯纤维复合布，所述防弹层与所述超高分子量聚乙烯纤维复合布热压成为一体。

9.如权利要求7所述的防火耐热的超高分子量聚乙烯防弹板，其特征在于，所述隔热层和所述缓冲层之间设有至少一层玻纤布，所述玻纤布上敷设有无机料。

10.如权利要求7所述的防火耐热的超高分子量聚乙烯防弹板，其特征在于，所述防弹层在120-135℃、15MPa的压强下经过3小时热压成型。