CN212482275U - 一种方舱防弹抗爆复合大板 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及方舱防弹抗爆技术领域，具体涉及一种方舱防弹抗爆复合大板。包括刚性防弹层、防爆保温层与弹性防弹层三个功能层，所述刚性防弹层包括纤维层、聚脲弹性体层、陶瓷结构层与混编层，所述纤维层为碳纤维与芳纶纤维制成的混编布，所述聚脲弹性体层由聚脲弹性体喷涂在陶瓷结构层表面形成，所述陶瓷结构层为防弹陶瓷板，所述混编层为芳纶‑聚乙烯混编纤维无维布，所述保温抗爆层包括聚脲弹性体填充的蜂窝芯层，所述弹性防弹层包括混编层与铝板。本实用新型设计巧妙，结构合理，最大特点是具备防弹抗爆能力，可达到良好的吸能性能，抵挡一定程度的爆炸冲击波，适合推广使用。
Description
技术领域
本实用新型涉及方舱防弹抗爆技术领域，具体涉及一种方舱防弹抗爆复合大板。
背景技术
军用方舱作为军事设备的配套及后勤保障设备，在未来战场受到打击威胁的优先级高，必须紧跟装甲战车的步伐，加快在轻型、高效防护方面的研究，以满足未来战争的需求。
传统军用方舱采用铝板夹心大板材料制备，本身强度不够，无法抵挡来自子弹的打击、爆炸冲击波与碎片的袭击，很容易被击穿摧毁，无法有效保护方舱内工作人员和设备，且金属材料密度太大，从而限制了其在防护装甲上的应用。
上世纪五十年代以来，纤维复合材料和陶瓷复合材料相继问世，复合防弹材料不断发展。但传统防弹板中多数由一种单纯防弹材料或两种材料复合胶粘而成，功能简单，普遍存在如下缺陷：1)不能全面满足方舱标准的指标要求； 2)弹丸冲击时，相当厚度的纤维复合材料承受剪切破坏，拉伸性能发挥不佳，未发挥全部防弹潜力；3)防弹板不具备基本的抗爆能力；4)防弹陶瓷和弹片碎裂后飞溅，易造成二次伤害；5)板材不具备随处安装设备的功能。
因此，有必要解决上述问题。
实用新型内容
针对背景技术中的问题，本实用新型提供了一种方舱防弹抗爆复合大板，具备防弹抗爆能力，可达到良好的吸能性能，抵挡一定程度的爆炸冲击波，达到一定的抗毁伤效果，本实用新型采用的技术方案如下：
一种方舱防弹抗爆复合大板，包括刚性防弹层、防爆保温层与弹性防弹层三个功能层，所述刚性防弹层包括纤维层、聚脲弹性体层、陶瓷结构层与混编层，所述纤维层为碳纤维与芳纶纤维制成的混编布，所述聚脲弹性体层由聚脲弹性体喷涂在陶瓷结构层表面形成，所述陶瓷结构层为防弹陶瓷板，所述混编层为芳纶-聚乙烯混编纤维无维布，所述防爆保温层包括聚脲弹性体填充的蜂窝芯层，所述弹性防弹层包括混编层与铝板。
所述聚脲弹性体层通过四次喷涂工艺附着在陶瓷结构层的表面。
所述陶瓷结构层的防弹陶瓷板材料可以为氧化铝、碳化硼、氮化硅、硼化钛中的其中一种。
所述芳纶-聚乙烯混编纤维无维布是用芳纶纤维、聚乙烯纤维分别平行排布，并用树脂浸渍后制成纤维单向平行排列的预浸片，将至少两层的预浸片按一定的纤维轴旋转角度继续交叉铺层，采用树脂基粘合在一起从而制成的纤维复合材料。
所述刚性防弹层、防爆保温层与弹性防弹层之间连接的相对面上分别设置有界面层，所述界面层为底漆材料制作，适合各层粘接。
界面层之间采用热固性树脂粘接。
制备纤维单项排列的预浸片的树脂基体为聚氨酯树脂、酚醛树脂、环氧树脂中的其中一种。
所述刚性防弹层厚度为10～15mm，防爆保温层厚度为25～30mm，弹性防弹层厚度为10～15mm。
与现有技术相比，本实用新型所具有的有益效果为：
1本实用新型采用复合材料制备，具有三个功能层共七层结构设计，三个功能层相互配合，在达到优异防弹性能的基础上具有一定的抗爆性能，远优于现有技术中存在的防弹板材的性能。
2、本实用新型的结构层中包含聚脲弹性体，在遭受较低速物体冲击或发生磕碰时，特种聚脲弹性体可减小防弹陶瓷遭受损伤的几率，并且具备一定的抗爆性能。
3、本实用新型使用聚脲填充蜂窝芯，强化吸能效应，提升抗爆能力，同时具有很好的保温性能，可满足如军用方舱等设备的保温隔热要求，且蜂窝芯复合体有较好的承载力，可使板材具备一般载荷的随处安装的功能。
综上，本实用新型设计巧妙，结构合理，最大特点是具备防弹抗爆能力，可达到良好的吸能性能，抵挡一定程度的爆炸冲击波，适合推广使用。
附图说明
图1为本实用新型整体结构示意图；
图中：1为纤维层、2为聚脲弹性体层、3为陶瓷结构层、4为混编层、5为蜂窝芯层、6为铝板。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
参见图1，本实用新型提供的一种方舱防弹抗爆复合大板，包括刚性防弹层、防爆保温层与弹性防弹层三个功能层，所述刚性防弹层包括纤维层1、聚脲弹性体层2、陶瓷结构层3与混编层4，所述纤维层1为碳纤维与芳纶纤维制成的混编布，所述聚脲弹性体层2由聚脲弹性体喷涂在陶瓷结构层3表面形成，聚脲弹性体可喷涂于任何坚硬的表面，如铝、陶瓷或钢等，该材料受到子弹冲击，在高频与超高压的共同作用下会发生玻璃化转变，使得橡胶的模量在微秒内提高1000倍以上，应力波横纵向传递消耗穿透能量，在承受弹丸冲击载荷时，不同功能区呈现不同性状，大量能量被链端运动产生的摩擦而消耗，从而耗散了子弹的动能，阻滞效应明显，有利于衰减弹丸入射时的冲击能量，并可衰减弹性防弹层(背弹面)反射冲击波，减小陶瓷、弹丸碎片产生的二次破坏。
所述陶瓷结构层3为防弹陶瓷板，防弹陶瓷板材料可以为氧化铝、碳化硼、氮化硅、硼化钛中的其中一种，陶瓷材料则具有高硬度、高强度、耐腐蚀、耐磨等诸多优点，广泛应用于坦克、飞机、舰船、车辆、人员等关键部位防护，是复合防弹板不可缺少的材料之一。
所述混编层4为芳纶-聚乙烯混编纤维无维布，所述芳纶-聚乙烯混编纤维无维布是用芳纶纤维、聚乙烯纤维分别平行排布，并用树脂浸渍后制成纤维单向平行排列的预浸片，将至少两层的预浸片按一定的纤维轴旋转角度继续交叉铺层，采用树脂基粘合在一起从而制成的纤维复合材料。试验验证，预浸片按0° /90°交叉铺层粘接的无维布效果最好。在制备纤维单项排列的预浸片的过程中，树脂基体可选用聚氨酯树脂、酚醛树脂、环氧树脂中的其中一种。
所述铝板主要承担方舱的电磁屏蔽作用。
将选好的芳纶-聚乙烯混编纤维复合材料置于热压机，工作压强为1Mpa，从常温条件下开始升温，逐步升到85℃，从常压升压到15Mpa。保此条件下温度和压强不变，恒温、恒压4小时后，开始降温操作，降温至60℃完成压板。
经试验验证，此种温度压强下的工艺操作能达到弹性防弹层的最紧密合模，防弹性能最佳，且利于修边等工艺的实施；
本实施例中聚脲弹性体层2通过“四次喷涂工艺”喷涂在陶瓷结构层3表面，“四次喷涂工艺”包括：将处理好的板材进行表面清洁处理，进行喷涂聚脲弹性体层。第一次喷涂厚度为0.8mm，第二次喷涂厚度为1.2mm，第三次喷涂厚度2mm，第四次喷涂厚度1.2±0.2mm，最后对外涂层进行外部造粒处理。
作为优选的实施例，本实用新型中所述刚性防弹层、防爆保温层与弹性防弹层之间连接的相对面上分别设置有界面层，所述界面层为底漆材料制作，适合各层粘接，另外，界面层之间采用热固性树脂粘接。
对于本实施例中的一种方舱防弹抗爆复合大板，其刚性防弹层厚度应控制在为10～15mm，防爆保温层厚度为25～30mm，弹性防弹层厚度为10～15mm，总厚度控制在50mm。如本实施例中，刚性防弹层厚度15mm,由表层、聚脲弹性体、防弹陶瓷板构成，其中表层为碳纤与芳纶纤维混编布厚度为1mm，聚脲弹性体层厚度为4mm，防弹陶瓷板厚度为8mm；抗爆保温层由聚脲填充的纤维蜂窝芯与铝板构成，总厚度为30mm，其中铝板厚度为1.5mm。弹性防弹层为芳纶-聚乙烯混编无纬布热压而成，厚度为7mm，各层之间连接的位置为热固性树脂，起粘接作用的同时补足图纸设计厚度。
复合后整板厚度为50mm，整板为正方形平板，长宽均为300mm。
上面仅对本实用新型的较佳实施例作了详细说明，但是本实用新型并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下作出各种变化，各种变化均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种方舱防弹抗爆复合大板，其特征在于：包括刚性防弹层、防爆保温层与弹性防弹层三个功能层，所述刚性防弹层包括纤维层(1)、聚脲弹性体层(2)、陶瓷结构层(3)与混编层(4)，所述纤维层(1)为碳纤维与芳纶纤维制成的混编布，所述聚脲弹性体层(2)由聚脲弹性体喷涂在陶瓷结构层(3)表面形成，所述陶瓷结构层(3)为防弹陶瓷板，所述混编层(4)为芳纶-聚乙烯混编纤维无维布，所述防爆保温层包括聚脲弹性体填充的蜂窝芯层(5)，所述弹性防弹层包括混编层(4)与铝板(6)。
2.根据权利要求1所述的一种方舱防弹抗爆复合大板，其特征在于：所述聚脲弹性体层(2)通过四次喷涂工艺附着在陶瓷结构层(3)的表面。
3.根据权利要求1所述的一种方舱防弹抗爆复合大板，其特征在于：所述陶瓷结构层(3)的防弹陶瓷板材料可以为氧化铝、碳化硼、氮化硅、硼化钛中的其中一种。
4.根据权利要求1所述的一种方舱防弹抗爆复合大板，其特征在于：所述芳纶-聚乙烯混编纤维无维布是用芳纶纤维、聚乙烯纤维分别平行排布，并用树脂浸渍后制成纤维单向平行排列的预浸片，将至少两层的预浸片按一定的纤维轴旋转角度继续交叉铺层，采用树脂基粘合在一起从而制成的纤维复合材料。
5.根据权利要求1所述的一种方舱防弹抗爆复合大板，其特征在于：所述刚性防弹层、防爆保温层与弹性防弹层之间连接的相对面上分别设置有界面层，所述界面层为底漆材料制作，适合各层粘接。
6.根据权利要求5所述的一种方舱防弹抗爆复合大板，其特征在于：界面层之间采用热固性树脂粘接。
7.根据权利要求4所述的一种方舱防弹抗爆复合大板，其特征在于：制备纤维单项排列的预浸片的树脂基体为聚氨酯树脂、酚醛树脂、环氧树脂中的其中一种。
8.根据权利要求1所述的一种方舱防弹抗爆复合大板，其特征在于：所述刚性防弹层厚度为10～15mm，防爆保温层厚度为25～30mm，弹性防弹层厚度为10～15mm。
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| CN112066806A (zh) * | 2020-10-09 | 2020-12-11 | 山西中电科技特种装备有限公司 | 一种方舱防弹抗爆复合大板 |
| CN114853423A (zh) * | 2022-05-18 | 2022-08-05 | 南京理工大学 | 一种超材料功能梯度混凝土及其制备方法 |
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- 2020-10-09 CN CN202022225567.2U patent/CN212482275U/zh active Active
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