具有絎縫結(jié)構(gòu)的防彈板的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了具有絎縫結(jié)構(gòu)的防彈板，包括熱壓成型的防彈板；防彈板包括多組UD復(fù)合材料，多組UD復(fù)合材料層疊設(shè)置，相鄰的兩組UD復(fù)合材料通過(guò)絎縫線縫合連接；每組UD復(fù)合材料由多層UD片材層疊設(shè)置構(gòu)成，多層UD片材通過(guò)絎縫線縫合連接；每層UD片材包括多層纖維單向平行排列的預(yù)浸片。本實(shí)用新型通過(guò)采用絎縫線將UD復(fù)合材料縫合為一個(gè)整體，當(dāng)受到多發(fā)彈丸打擊時(shí)，絎縫線能夠有效減小以及阻止沖擊波對(duì)防彈板的層間的作用力。當(dāng)彈丸沖擊防彈板時(shí)，由于絎縫線的牽扯，防彈板中的片層之間不會(huì)輕易地散開(kāi)，克服了現(xiàn)有防彈板容易發(fā)生層間分離的缺點(diǎn)和不足，提高了防彈板承受多發(fā)彈丸沖擊的能力，從而提高防彈板整體的防彈性能。
【專利說(shuō)明】具有絎縫結(jié)構(gòu)的防彈板
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于防彈材料領(lǐng)域，具體而言，涉及具有絎縫結(jié)構(gòu)的防彈板。
【背景技術(shù)】
[0002]UD (無(wú)緯布)復(fù)合材料是一種新型復(fù)合材料，屬纖維復(fù)合材料的范圍，由于高強(qiáng)高模聚乙烯纖維的優(yōu)異性能，其作為復(fù)合材料增強(qiáng)層，在軍事、航空航天、海洋開(kāi)發(fā)等產(chǎn)業(yè)有著廣泛地應(yīng)用。高強(qiáng)高模聚乙烯纖維制備的UD復(fù)合材料，可以用于制造層壓防彈插板、頭盔和防彈裝甲等硬質(zhì)防護(hù)制品。
[0003]UD復(fù)合材料是近些年來(lái)市場(chǎng)上出現(xiàn)的、主要用于防彈領(lǐng)域的一種新型高性能復(fù)合材料。UD材料是將纖維平行排布，并用樹(shù)脂浸潰后，制成的纖維單向平行排列的預(yù)浸片。使用時(shí)，將兩層或兩層以上纖維單向平行排列的預(yù)浸片按照一定的纖維軸旋轉(zhuǎn)角度進(jìn)行交叉鋪層，采用樹(shù)脂基體之間的粘合結(jié)合在一起，從而制成可以使用的材料片層。
[0004]UD復(fù)合材料為層狀材料，將一定層數(shù)的UD材料片層在壓機(jī)中熱壓成型為板材。根據(jù)纖維復(fù)合材料防彈機(jī)理中應(yīng)力波傳播機(jī)理，在UD復(fù)合材料中，纖維處于伸直狀態(tài),沒(méi)有交織，其結(jié)構(gòu)有利于沖擊波的傳播，并且該結(jié)構(gòu)在加工過(guò)程中纖維強(qiáng)度損失極小，能充分發(fā)揮纖維本身的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，因此成品的防彈性能極好。
[0005]當(dāng)板材受到彈丸沖擊時(shí)，板材之間通過(guò)樹(shù)脂基體的粘合結(jié)合在一起，在沖擊波的作用下，板材的層與層之間會(huì)發(fā)生層間分離，同時(shí)消耗一部分的沖擊能量。
[0006]然而，在受到多發(fā)彈丸打擊時(shí)，若材料在承受前幾發(fā)彈丸沖擊時(shí)已發(fā)生了層間分離，則材料的整體防彈性能會(huì)大幅度下降，有可能不能有效地抵御后幾發(fā)彈丸的侵徹。
[0007]所以，現(xiàn)有的防彈板容易發(fā)生層間分離，在受到多次沖擊后，防彈效果會(huì)減弱。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0008]本實(shí)用新型的目的在于提供一種具有絎縫結(jié)構(gòu)的防彈板，以解決上述問(wèn)題。
[0009]在本實(shí)用新型實(shí)施例提供了 一種具有絎縫結(jié)構(gòu)的防彈板，包括熱壓成型的防彈板；
[0010]所述防彈板包括多組UD復(fù)合材料，多組所述UD復(fù)合材料層疊設(shè)置，相鄰的兩組所述UD復(fù)合材料通過(guò)絎縫線縫合連接；
[0011]每組所述UD復(fù)合材料由多層UD片材層疊設(shè)置構(gòu)成，多層所述UD片材通過(guò)絎縫線縫合連接；每層所述UD片材包括多層纖維單向平行排列的預(yù)浸片。
[0012]本實(shí)用新型提供的具有絎縫結(jié)構(gòu)的防彈板的目的在于克服現(xiàn)有防彈板容易發(fā)生層間分離的缺點(diǎn)和不足。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型通過(guò)采用絎縫線將UD復(fù)合材料縫合為一個(gè)整體，當(dāng)受到多發(fā)彈丸打擊時(shí)，絎縫線能夠有效減小以及阻止沖擊波對(duì)防彈板的層間的作用力。當(dāng)彈丸沖擊防彈板時(shí)，由于絎縫線的牽扯，防彈板中的片層之間不會(huì)輕易地散開(kāi)，防止防彈板層間分離，提高了防彈板承受多發(fā)彈丸沖擊的能力，從而提高防彈板整體的防彈性能。[0013]同時(shí)，因?yàn)榫哂辛私W縫結(jié)構(gòu)，防彈板的承受力從單獨(dú)地一個(gè)受力面變更成為多個(gè)受力面，進(jìn)一步提高了防彈板的防彈能力。
[0014]進(jìn)一步地，每層所述UD片材均包括兩層所述纖維單向平行排列的預(yù)浸片，兩層所述纖維單向平行排列的預(yù)浸片按預(yù)設(shè)角度交叉鋪層粘合連接。
[0015]所述UD片材可以包括兩層或者更多層，層數(shù)根據(jù)防彈板的防彈等級(jí)和需求來(lái)定。按照常規(guī)的防彈等級(jí)，UD片材均包括兩層纖維單向平行排列的預(yù)浸片即可。為了提高制成的UD片材的抗沖擊力，可以設(shè)置纖維單向平行排列的預(yù)浸片按預(yù)設(shè)角度交叉鋪層粘合連接，抗沖擊能力更強(qiáng)。
[0016]進(jìn)一步地，兩層所述纖維單向平行排列的預(yù)浸片是以0° /90°正交的方式交叉鋪層粘合連接。
[0017]纖維單向平行排列的預(yù)浸片以0° /90°正交的方式復(fù)合層疊鋪設(shè)，制成的UD片材防彈性能更好。
[0018]進(jìn)一步地，所述絎縫線為具有防彈性能的絎縫線。
[0019]為了提高防彈板的防彈性能，可以使用具有防彈性能的絎縫線進(jìn)行縫合，使得絎縫線本身也具有一定地防彈性能。
[0020]進(jìn)一步地，所述絎縫線是由多束長(zhǎng)絲纖維加捻制成。
[0021]為了提高絎縫線的強(qiáng)度，可以由多束長(zhǎng)絲纖維加捻制成。
[0022]進(jìn)一步地，所述長(zhǎng)絲纖維的纖維細(xì)度< 1000D，拉伸強(qiáng)力> 25cN/dteX，拉伸模量
>800cN/dtex。優(yōu)選纖維細(xì)度< 800D，拉伸強(qiáng)力> 30cN/dtex，拉伸模量> 1200cN/dtex。
[0023]為了使得防彈板能夠達(dá)到最好的防彈效果，可以設(shè)置制作防彈板的基本單元長(zhǎng)絲纖維的物理性能滿足纖維細(xì)度< 1000D，拉伸強(qiáng)力> 25cN/dtex，拉伸模量> 800cN/dtex，在該物理?xiàng)l件下，制成的防彈板不僅防彈效果好，而且使用時(shí)間長(zhǎng)，可以多次反復(fù)使用。
[0024]進(jìn)一步地,所述絎縫線縫合時(shí)，穿越所述UD復(fù)合材料層的方向與所述UD復(fù)合材料層的厚度方向相同。
[0025]為了提高絎縫線的防彈效能，在縫合時(shí)，絎縫線穿越UD復(fù)合材料層時(shí)的方向與所述UD復(fù)合材料層的厚度方向相同，也就是與子彈的射擊方向平行，這樣，絎縫線就能起到傳播分散沖擊載荷的作用。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0026]圖1為本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例提供的具有絎縫結(jié)構(gòu)的防彈板的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027]1.絎縫線，2.UD復(fù)合材料。
【具體實(shí)施方式】
[0028]下面通過(guò)具體的實(shí)施例子并結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
[0029]本實(shí)用新型提供了下述實(shí)施例，詳細(xì)介紹了具有絎縫結(jié)構(gòu)的防彈板，包括熱壓成型的防彈板；
[0030]所述防彈板包括多組UD復(fù)合材料2，多組所述UD復(fù)合材料2層疊設(shè)置，相鄰的兩組所述UD復(fù)合材料2通過(guò)絎縫線I縫合連接；
[0031]每組所述UD復(fù)合材料2由多層UD片材層疊設(shè)置構(gòu)成，多層所述UD片材通過(guò)絎縫線I縫合連接；每層所述UD片材包括多層纖維單向平行排列的預(yù)浸片。
[0032]本實(shí)用新型提供的具有絎縫結(jié)構(gòu)的防彈板的目的在于克服現(xiàn)有防彈板容易發(fā)生層間分離的缺點(diǎn)和不足。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型通過(guò)采用絎縫線I將UD復(fù)合材料2縫合為一個(gè)整體，當(dāng)受到多發(fā)彈丸打擊時(shí)，絎縫線I能夠有效減小以及阻止沖擊波對(duì)防彈板的層間的作用力。當(dāng)彈丸沖擊防彈板時(shí)，由于絎縫線I的牽扯，防彈板中的片層之間不會(huì)輕易地散開(kāi)，防止防彈板層間分離，提高了防彈板承受多發(fā)彈丸沖擊的能力，從而提高防彈板整體的防彈性能。
[0033]同時(shí)，因?yàn)榫哂辛私W縫結(jié)構(gòu)，防彈板的承受力從單獨(dú)地一個(gè)受力面變更成為多個(gè)受力面，進(jìn)一步提高了防彈板的防彈能力。
[0034]根據(jù)上述實(shí)施例，本實(shí)用新型還做了進(jìn)一步地改進(jìn):
[0035]進(jìn)一步地，每層所述UD片材均包括兩層所述纖維單向平行排列的預(yù)浸片，兩層所述纖維單向平行排列的預(yù)浸片按預(yù)設(shè)角度交叉鋪層粘合連接。
[0036]所述UD片材可以包括兩層或者更多層，層數(shù)根據(jù)防彈板的防彈等級(jí)和需求來(lái)定。按照常規(guī)的防彈等級(jí)，UD片材均包括兩層纖維單向平行排列的預(yù)浸片即可。為了提高制成的UD片材的抗沖擊力，可以設(shè)置纖維單向平行排列的預(yù)浸片按預(yù)設(shè)角度交叉鋪層粘合連接，抗沖擊能力更強(qiáng)。
[0037]進(jìn)一步地，兩層所述纖維單向平行排列的預(yù)浸片是以0° /90°正交的方式交叉鋪層粘合連接。
[0038]纖維單向平行排列的預(yù)浸片以0° /90°正交的方式復(fù)合層疊鋪設(shè)，制成的UD片材防彈性能更好。
[0039]進(jìn)一步地，所述絎縫線I為具有防彈性能的絎縫線I。
[0040]為了提高防彈板的防彈性能，可以使用具有防彈性能的絎縫線I進(jìn)行縫合，使得絎縫線I本身也具有一定地防彈性能。
[0041]進(jìn)一步地，所述絎縫線I是由多束長(zhǎng)絲纖維加捻制成。
[0042]為了提高絎縫線I的強(qiáng)度，可以由多束長(zhǎng)絲纖維加捻制成。
[0043]進(jìn)一步地，所述長(zhǎng)絲纖維的纖維細(xì)度< 1000D，拉伸強(qiáng)力> 25cN/dteX，拉伸模量
>800cN/dtex。優(yōu)選纖維細(xì)度< 800D，拉伸強(qiáng)力> 30cN/dtex，拉伸模量> 1200cN/dtex。
[0044]為了使得防彈板能夠達(dá)到最好的防彈效果，可以設(shè)置制作防彈板的基本單元長(zhǎng)絲纖維的物理性能滿足纖維細(xì)度< 1000D，拉伸強(qiáng)力> 25cN/dtex，拉伸模量> 800cN/dtex，在該物理?xiàng)l件下，制成的防彈板不僅防彈效果好，而且使用時(shí)間長(zhǎng)，可以多次反復(fù)使用。
[0045]進(jìn)一步地,所述絎縫線I縫合時(shí)，穿越所述UD復(fù)合材料2層的方向與所述UD復(fù)合材料2層的厚度方向相同。
[0046]為了提高絎縫線I的防彈效能，在縫合時(shí)，絎縫線I穿越UD復(fù)合材料2層時(shí)的方向與所述UD復(fù)合材料2層的厚度方向相同，也就是與子彈的射擊方向平行，這樣，絎縫線I就能起到傳播分散沖擊載荷的作用。
[0047]UD片材中的多束長(zhǎng)絲纖維為芳族聚酰胺纖維、UHMWPE纖維中的至少一種。
[0048]制備纖維單向平行排列的預(yù)浸片的樹(shù)脂基體為聚氨酯樹(shù)脂、聚酯類樹(shù)脂、聚烯烴樹(shù)脂、乙烯基酯樹(shù)脂、環(huán)氧樹(shù)脂、酚醛樹(shù)脂中的至少一種。
[0049]UD片材的層數(shù)、復(fù)合材料的組數(shù)根據(jù)防彈等級(jí)要求決定。[0050]具體實(shí)施例:
[0051]如圖1所示，具有絎縫結(jié)構(gòu)的防彈板，UHMWPE纖維平行伸直排列，經(jīng)熱塑性聚氨酯樹(shù)脂浸潰后，制成纖維單向平行排列的預(yù)浸片。將兩層纖維單向排列的預(yù)浸片以0° /90°正交的方式復(fù)合，制成UD片材。
[0052]將23層UD片材層疊，采用絎縫線I將其縫合成一個(gè)整體，制成一組UD復(fù)合材料2。
[0053]采用同樣的方法制備出7組UD復(fù)合材料2，然后將7組UD復(fù)合材料2層疊，相鄰兩組采用絎縫線I連接，于是將7組UD復(fù)合材料2連接成一個(gè)整體。將其放入壓機(jī)中，進(jìn)行熱壓成型，從而制得防彈板。采用國(guó)際防彈標(biāo)準(zhǔn)NIJ0101.06對(duì)該防彈板進(jìn)行防彈性能測(cè)試，可以達(dá)到防彈等級(jí)III級(jí)。
[0054]以上所述僅為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本實(shí)用新型，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，本實(shí)用新型可以有各種更改和變化。凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.具有絎縫結(jié)構(gòu)的防彈板，其特征在于，包括熱壓成型的防彈板； 所述防彈板包括多組UD復(fù)合材料，多組所述UD復(fù)合材料層疊設(shè)置，相鄰的兩組所述UD復(fù)合材料通過(guò)絎縫線縫合連接； 每組所述UD復(fù)合材料由多層UD片材層疊設(shè)置構(gòu)成，多層所述UD片材通過(guò)絎縫線縫合連接；每層所述UD片材包括多層纖維單向平行排列的預(yù)浸片。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有絎縫結(jié)構(gòu)的防彈板，其特征在于， 每層所述UD片材均包括兩層所述纖維單向平行排列的預(yù)浸片，兩層所述纖維單向平行排列的預(yù)浸片按預(yù)設(shè)角度交叉鋪層粘合連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的具有絎縫結(jié)構(gòu)的防彈板，其特征在于， 兩層所述纖維單向平行排列的預(yù)浸片是以0° /90°正交的方式交叉鋪層粘合連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有絎縫結(jié)構(gòu)的防彈板，其特征在于， 所述絎縫線為具有防彈性能的絎縫線。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的具有絎縫結(jié)構(gòu)的防彈板，其特征在于， 所述絎縫線是由多束長(zhǎng)絲纖維加捻制成。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的具有絎縫結(jié)構(gòu)的防彈板，其特征在于， 所述長(zhǎng)絲纖維的纖維細(xì)度< 1000D，拉伸強(qiáng)力> 25cN/dtex，拉伸模量> 800cN/dtex。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有絎縫結(jié)構(gòu)的防彈板，其特征在于， 所述絎縫線縫合時(shí)，穿越所述UD復(fù)合材料層的方向與所述UD復(fù)合材料層的厚度方向相同。
【文檔編號(hào)】B32B5/06GK203785555SQ201420192459
【公開(kāi)日】2014年8月20日 申請(qǐng)日期:2014年4月18日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月18日
【發(fā)明者】周慶 申請(qǐng)人:北京普諾泰新材料科技有限公司