CN209763881U - 一种复合防弹结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种复合防弹结构，其包括基材及设置在所述基材的预定表面上并与之相连的复合高分子材料层，所述复合高分子材料层包括层叠设置的聚苯乙烯层和聚二甲基硅氧烷层。本实用新型的复合防弹结构其具有结构简单、制作容易、成本低、厚度薄、质量轻等优势，并能有效降低子弹的动能，起到防弹的作用。

Description

一种复合防弹结构

技术领域

本实用新型涉及防弹装备技术领域，具体涉及一种复合防弹结构。

背景技术

防弹装备主要用于保护个人、武器装备或银行等特殊处所免遭子弹、炸弹等的伤害和威胁。防弹装备常见的有防弹衣、防弹装甲和防弹玻璃等。其中，防弹衣通常采用厚重的金属板、陶瓷等材料，并设置多层不同的材料以抵御弹片的冲击；防弹玻璃则通过在两层玻璃之间嵌入几厘米以上的夹层来防弹；防弹装甲则是完全依靠几十厘米厚的合金来防弹。然而，现有的防弹装备的厚度大，重量大，而且制作较为复杂，成本高。

实用新型内容

为了解决上述全部或部分问题，本实用新型的目的是提供一种复合防弹结构，其具有结构简单、制作容易、成本低、厚度薄、质量轻等优势，并能有效降低子弹的动能，起到防弹的作用。

本实用新型提供了一种复合防弹结构，其包括基材及设置在所述基材的预定表面上并与之相连的复合高分子材料层，所述复合高分子材料层包括层叠设置的聚苯乙烯层和聚二甲基硅氧烷层。

进一步地，所述聚苯乙烯层和聚二甲基硅氧烷层的数量皆为多个，多个所述聚苯乙烯层和多个所述聚二甲基硅氧烷层沿着远离所述预定表面的方向交替层叠设置。

进一步地，每个所述聚苯乙烯层的厚度和每个聚二甲基硅氧烷层的厚度皆为20nm～50μm，优选二者的厚度均为500nm。

更进一步地，紧邻所述基材的所述聚苯乙烯层或聚二甲基硅氧烷层通过刮涂或喷涂方式形成在所述基材的预定表面上。

进一步地，所述基材与复合高分子材料层相接合的表面具有预设纹路。

进一步地，所述预定表面为背弹面。

进一步地，所述基材是由金属、陶瓷、玻璃、碳纤维或织物制造的板体。

进一步地，所述复合防弹结构还包括设置在所述复合高分子材料层远离所述基材的表面上的防护层。

本实用新型的复合防弹结构通过复合高分子材料层来有效地降低子弹的动能，起到防弹的作用。与已有防弹结构相比，本实用新型的复合防弹结构具有结构简单、制作容易、成本低、厚度薄、质量轻、挠性好，使用安全可靠等优点，适用于各个领域中的防弹装备，例如防弹衣、防弹装甲和防弹玻璃等，便于实施推广应用。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。

图1为根据本实用新型实施例一的复合防弹结构的结构示意图；

图2为图1所示复合防弹结构的复合高分子材料层的结构示意图；

图3为根据本实用新型实施例二的复合防弹结构的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。

实施例一

图1为根据本实用新型实施例一的复合防弹结构的结构示意图；图2为图1所示复合防弹结构的复合高分子材料层的结构示意图。如图1和图2所示，该复合防弹结构10可以用于防弹衣、防弹玻璃、防弹装甲等防弹设备中。如图1所示，该复合防弹结构10包括基材1。该基材1通常为由金属、陶瓷、玻璃、碳纤维或织物制造的板体。需要说的是，该基材1的形状、构造及材料与复合防弹结构10的用途相关。具体讲，例如当该复合防弹结构 10应用在防弹衣上时，基材1通常为织物；当该复合防弹结构10应用在防弹玻璃上时，基材1通常为玻璃板；当该复合防弹结构10应用在防弹装甲上时，基材1通常为金属基板。

如图1所示，该复合防弹结构10还包括设置在基材1的预定表面上并与之相连的复合高分子材料层2a。其中，预定表面优选为基材1的背弹面。该背弹面例如是防弹衣面料靠近人体的一侧表面、防弹玻璃朝向被保护空间的一侧表面，以防止复合高分子材料层2a暴露于外部受到不必要的损耗。

如图2所示，复合高分子材料层2a包括层叠设置的聚苯乙烯层21和聚二甲基硅氧烷层22。聚苯乙烯层21的数量至少为一个，聚二甲基硅氧烷层 22的数量也至少为一个。基材1既可与复合高分子材料层2a中的聚苯乙烯层21直接相连，也可以与复合高分子材料层2a中的聚二甲基硅氧烷层22 直接相连。优选地，紧邻基材1的聚苯乙烯层21或聚二甲基硅氧烷层22可通过刮涂或喷涂方式形成在基材1的预定表面上，以提高复合高分子材料层 2a与基材1二者连接的稳定性。但是，当基材1与复合高分子材料层2a中的聚苯乙烯层22直接相连时，防弹效果最好。

本实用新型的发明人发现，聚苯乙烯(Polystyrene，缩写PS)为热塑性材料，具有玻璃特性，玻璃转化温度超过100℃的，较低温度下，如室温时，其刚度较大；聚二甲基硅氧烷(Polydimethylsiloxane，缩写PDMS)具有橡胶特性，玻璃转化温度为-125℃，在室温时其弹性较强。玻璃转化温度随着压力的增大而升高。当子弹以高速撞击到复合高分子材料层2a，子弹所具有的动能转移给材料分子时，使分子相互挤压移动，使材料温度升高，动能转化为热能使子弹速度降低。具体地，聚苯乙烯层21的刚度较大程度降低子弹的速度，聚苯乙烯层21和聚二甲基硅氧烷层22本身具有的弹性能进一步对子弹的动能和冲击进行缓冲，通过多层的能量传递使子弹速度降为零，以起到防弹的作用。此外，材料受撞击时吸收能量，温度升高达到相变温度时使局部融化，在截留子弹的同时还能对形成的孔洞进行密封。总之，聚苯乙烯层21和聚二甲基硅氧烷层22都能够较好的吸收和释放子弹的能量，保证该复合防弹结构10具有良好的防弹效果。

在本实施例中，为了提高防弹效果，聚苯乙烯层21和聚二甲基硅氧烷层22的数量皆为多个，且多个聚苯乙烯层21和多个聚二甲基硅氧烷层22 沿着远离预定表面的方向交替层叠设置。与其他形式的复合高分子材料层相比，当复合高分子材料层2a包括多个聚苯乙烯层21和多个聚二甲基硅氧烷层22，且多个聚苯乙烯层21和多个聚二甲基硅氧烷层22沿着远离预定表面的方向交替层叠时，该复合高分子材料层2a的防弹效果有明显的提高。

为了兼顾该复合高分子材料层2a的防弹效果及成本，每个聚苯乙烯层21的厚度和每个聚二甲基硅氧烷层22的厚度皆选为20nm～50μm。为了更好地兼顾该复合高分子材料层2a的防弹效果及成本，每个聚苯乙烯层21的厚度和每个聚二甲基硅氧烷层22的厚度皆为500nm(误差为±10nm)。对于聚苯乙烯层21的数量和聚二甲基硅氧烷层22的数量，本领域技术人员可以根据需要设置，如数百至数千层，若不计成本，层数越多，防弹性能越好。同理，为了兼顾该复合高分子材料层2a的防弹效果及成本，聚苯乙烯层21的数量和聚二甲基硅氧烷层22的数量之和大于或等于100层。

在本实施例中，基材1与复合高分子材料层2a相接合的表面具有预设纹路，以提高二者连接的稳定性。例如，在基材1的预定表面上设有规则或不规则的花纹、凸起或凹槽，当聚苯乙烯层21或聚二甲基硅氧烷层22通过喷涂或刮涂设置在上面时，能够提高基材1与复合高分子材料层2a的结合强度。对于花纹、凸起和凹槽的数量、形状等布置特征，本领域技术人员可以根据需要自行选择。

在本实施例中，该复合防弹结构10还包括设置在复合高分子材料层2a 远离基材1的表面上的防护层(未示出)。防护层能够保护复合高分子材料层2a，以对复合防弹结构10进行基础防护，如防止划伤、被污染等。比如说，当该复合防弹结构10应用在防弹衣上时，基材1为外层面料，复合高分子材料层2a为夹层，而防护层为内层面料。再比如说，当该复合防弹结构10应用在防弹玻璃上时，基材1和防护层皆为玻璃板，复合高分子材料层2a为两层玻璃板中的夹层；再例如，当该复合防弹结构10应用在防弹装甲上时，基材1和防护层分别为外层金属装甲和内衬层(金属、织物等)，复合高分子材料层2a为外层金属装甲和内衬层二者间的夹层。

需要特别说明的是，本实施例的复合防弹结构10不仅可以用于防弹，还可以用于其他领域，例如设置在屋顶以防止高空坠物(如冰雹)砸穿。

实施例二

实施例二与实施例一的不同之处在于复合高分子材料层2b。为了节约篇幅起见，实施例一和实施例二的相同之处不再赘述。接下来，针对二者不同进行详述。

图3为根据本实用新型实施例二的复合防弹结构的结构示意图，该复合防弹结构10中的复合高分子材料层2b包括嵌段共聚合物层，该嵌段共聚合物层由聚苯乙烯-聚二甲基硅氧烷二嵌段共聚物(PS-b-PDMS二嵌段共聚物) 构成。嵌段共聚物层通过喷涂、刮涂的方式设置于基材1的预定表面。与实施例1类似，在基材1与复合高分子材料层2b相接合的表面具有预设纹路，以提高二者连接的稳定性。预设纹路的形状、数量等布置特征，可以与实施例一相同，也可以不同。嵌段共聚合物层的数量既可以一个，也可以多个。当嵌段共聚合物层的数量为多个，且多个嵌段共聚合物层沿着远离基材1的预定表面的方向层叠设置。

本实用新型的发明人发现，嵌段共聚合物层的玻璃转化温度由聚二甲基硅氧烷决定，软化点温度由聚苯乙烯决定，因此其高弹态温度范围较聚苯乙烯和聚二甲基硅氧烷都高，在标准大气压、室温条件下，其刚性的特性较为显著，消耗子弹的动能，随着对子弹能量的吸收，材料温度升高局部进入高弹态，由于高弹态的温度范围相应提高，因此通过弹性性能缓冲子弹的动能的效果增强。由于枪械的口径等性能参数不同，本领域技术人员可以根据需要对复合高分子材料层2b的厚度进行设定。优选地，嵌段共聚合物层的厚度大于或等于20μm。

总之，本实用新型实施例一和实施例二的复合防弹结构10都通过复合高分子材料层来有效地降低子弹的动能，起到防弹的作用。与已有防弹结构相比，该复合防弹结构10具有结构简单、制作容易、成本低、厚度薄、质量轻、挠性好，使用安全可靠等优点，适用于各个领域中的防弹装备，例如防弹衣、防弹装甲和防弹玻璃等，便于实施推广应用。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连通”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连通，也可以通过中间媒介间接连通，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求和说明书的范围当中。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本实用新型并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

Claims (9)

1.一种复合防弹结构，其特征在于，包括基材及设置在所述基材的预定表面上并与之相连的复合高分子材料层，所述复合高分子材料层包括层叠设置的聚苯乙烯层和聚二甲基硅氧烷层。

2.根据权利要求1所述的复合防弹结构，其特征在于，所述聚苯乙烯层和聚二甲基硅氧烷层的数量皆为多个，多个所述聚苯乙烯层和多个所述聚二甲基硅氧烷层沿着远离所述预定表面的方向交替层叠设置。

3.根据权利要求2所述的复合防弹结构，其特征在于，每个所述聚苯乙烯层的厚度和每个聚二甲基硅氧烷层的厚度皆为20nm～50μm。

4.根据权利要求2所述的复合防弹结构，其特征在于，每个所述聚苯乙烯层的厚度和每个聚二甲基硅氧烷层的厚度皆为500nm。

5.根据权利要求2所述的复合防弹结构，其特征在于，紧邻所述基材的所述聚苯乙烯层或聚二甲基硅氧烷层通过刮涂或喷涂方式形成在所述基材的预定表面上。

6.根据权利要求1到5中任一项所述的复合防弹结构，其特征在于，所述基材与复合高分子材料层相接合的表面具有预设纹路。

7.根据权利要求1到5中任一项所述的复合防弹结构，其特征在于，所述预定表面为背弹面。

8.根据权利要求1到5中任一项所述的复合防弹结构，其特征在于，所述基材是由金属、陶瓷、玻璃、碳纤维或织物制造的板体。

9.根据权利要求1到5中任一项所述的复合防弹结构，其特征在于，还包括设置在所述复合高分子材料层远离所述基材的表面上的防护层。