具有绗缝结构的防弹板的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了具有绗缝结构的防弹板，包括热压成型的防弹板；防弹板包括多组UD复合材料，多组UD复合材料层叠设置，相邻的两组UD复合材料通过绗缝线缝合连接；每组UD复合材料由多层UD片材层叠设置构成，多层UD片材通过绗缝线缝合连接；每层UD片材包括多层纤维单向平行排列的预浸片。本实用新型通过采用绗缝线将UD复合材料缝合为一个整体，当受到多发弹丸打击时，绗缝线能够有效减小以及阻止冲击波对防弹板的层间的作用力。当弹丸冲击防弹板时，由于绗缝线的牵扯，防弹板中的片层之间不会轻易地散开，克服了现有防弹板容易发生层间分离的缺点和不足，提高了防弹板承受多发弹丸冲击的能力，从而提高防弹板整体的防弹性能。
【专利说明】具有绗缝结构的防弹板
【技术领域】
[0001]本实用新型属于防弹材料领域，具体而言，涉及具有绗缝结构的防弹板。
【背景技术】
[0002]UD (无纬布)复合材料是一种新型复合材料，属纤维复合材料的范围，由于高强高模聚乙烯纤维的优异性能，其作为复合材料增强层，在军事、航空航天、海洋开发等产业有着广泛地应用。高强高模聚乙烯纤维制备的UD复合材料，可以用于制造层压防弹插板、头盔和防弹装甲等硬质防护制品。
[0003]UD复合材料是近些年来市场上出现的、主要用于防弹领域的一种新型高性能复合材料。UD材料是将纤维平行排布，并用树脂浸溃后，制成的纤维单向平行排列的预浸片。使用时，将两层或两层以上纤维单向平行排列的预浸片按照一定的纤维轴旋转角度进行交叉铺层，采用树脂基体之间的粘合结合在一起，从而制成可以使用的材料片层。
[0004]UD复合材料为层状材料，将一定层数的UD材料片层在压机中热压成型为板材。根据纤维复合材料防弹机理中应力波传播机理，在UD复合材料中，纤维处于伸直状态,没有交织，其结构有利于冲击波的传播，并且该结构在加工过程中纤维强度损失极小，能充分发挥纤维本身的独特优势，因此成品的防弹性能极好。
[0005]当板材受到弹丸冲击时，板材之间通过树脂基体的粘合结合在一起，在冲击波的作用下，板材的层与层之间会发生层间分离，同时消耗一部分的冲击能量。
[0006]然而，在受到多发弹丸打击时，若材料在承受前几发弹丸冲击时已发生了层间分离，则材料的整体防弹性能会大幅度下降，有可能不能有效地抵御后几发弹丸的侵彻。
[0007]所以，现有的防弹板容易发生层间分离，在受到多次冲击后，防弹效果会减弱。
实用新型内容
[0008]本实用新型的目的在于提供一种具有绗缝结构的防弹板，以解决上述问题。
[0009]在本实用新型实施例提供了 一种具有绗缝结构的防弹板，包括热压成型的防弹板；
[0010]所述防弹板包括多组UD复合材料，多组所述UD复合材料层叠设置，相邻的两组所述UD复合材料通过绗缝线缝合连接；
[0011]每组所述UD复合材料由多层UD片材层叠设置构成，多层所述UD片材通过绗缝线缝合连接；每层所述UD片材包括多层纤维单向平行排列的预浸片。
[0012]本实用新型提供的具有绗缝结构的防弹板的目的在于克服现有防弹板容易发生层间分离的缺点和不足。与现有技术相比，本实用新型通过采用绗缝线将UD复合材料缝合为一个整体，当受到多发弹丸打击时，绗缝线能够有效减小以及阻止冲击波对防弹板的层间的作用力。当弹丸冲击防弹板时，由于绗缝线的牵扯，防弹板中的片层之间不会轻易地散开，防止防弹板层间分离，提高了防弹板承受多发弹丸冲击的能力，从而提高防弹板整体的防弹性能。[0013]同时，因为具有了绗缝结构，防弹板的承受力从单独地一个受力面变更成为多个受力面，进一步提高了防弹板的防弹能力。
[0014]进一步地，每层所述UD片材均包括两层所述纤维单向平行排列的预浸片，两层所述纤维单向平行排列的预浸片按预设角度交叉铺层粘合连接。
[0015]所述UD片材可以包括两层或者更多层，层数根据防弹板的防弹等级和需求来定。按照常规的防弹等级，UD片材均包括两层纤维单向平行排列的预浸片即可。为了提高制成的UD片材的抗冲击力，可以设置纤维单向平行排列的预浸片按预设角度交叉铺层粘合连接，抗冲击能力更强。
[0016]进一步地，两层所述纤维单向平行排列的预浸片是以0° /90°正交的方式交叉铺层粘合连接。
[0017]纤维单向平行排列的预浸片以0° /90°正交的方式复合层叠铺设，制成的UD片材防弹性能更好。
[0018]进一步地，所述绗缝线为具有防弹性能的绗缝线。
[0019]为了提高防弹板的防弹性能，可以使用具有防弹性能的绗缝线进行缝合，使得绗缝线本身也具有一定地防弹性能。
[0020]进一步地，所述绗缝线是由多束长丝纤维加捻制成。
[0021]为了提高绗缝线的强度，可以由多束长丝纤维加捻制成。
[0022]进一步地，所述长丝纤维的纤维细度< 1000D，拉伸强力> 25cN/dteX，拉伸模量
>800cN/dtex。优选纤维细度< 800D，拉伸强力> 30cN/dtex，拉伸模量> 1200cN/dtex。
[0023]为了使得防弹板能够达到最好的防弹效果，可以设置制作防弹板的基本单元长丝纤维的物理性能满足纤维细度< 1000D，拉伸强力> 25cN/dtex，拉伸模量> 800cN/dtex，在该物理条件下，制成的防弹板不仅防弹效果好，而且使用时间长，可以多次反复使用。
[0024]进一步地,所述绗缝线缝合时，穿越所述UD复合材料层的方向与所述UD复合材料层的厚度方向相同。
[0025]为了提高绗缝线的防弹效能，在缝合时，绗缝线穿越UD复合材料层时的方向与所述UD复合材料层的厚度方向相同，也就是与子弹的射击方向平行，这样，绗缝线就能起到传播分散冲击载荷的作用。
【专利附图】
【附图说明】
[0026]图1为本实用新型一个实施例提供的具有绗缝结构的防弹板的结构示意图；
[0027]1.绗缝线，2.UD复合材料。
【具体实施方式】
[0028]下面通过具体的实施例子并结合附图对本实用新型做进一步的详细描述。
[0029]本实用新型提供了下述实施例，详细介绍了具有绗缝结构的防弹板，包括热压成型的防弹板；
[0030]所述防弹板包括多组UD复合材料2，多组所述UD复合材料2层叠设置，相邻的两组所述UD复合材料2通过绗缝线I缝合连接；
[0031]每组所述UD复合材料2由多层UD片材层叠设置构成，多层所述UD片材通过绗缝线I缝合连接；每层所述UD片材包括多层纤维单向平行排列的预浸片。
[0032]本实用新型提供的具有绗缝结构的防弹板的目的在于克服现有防弹板容易发生层间分离的缺点和不足。与现有技术相比，本实用新型通过采用绗缝线I将UD复合材料2缝合为一个整体，当受到多发弹丸打击时，绗缝线I能够有效减小以及阻止冲击波对防弹板的层间的作用力。当弹丸冲击防弹板时，由于绗缝线I的牵扯，防弹板中的片层之间不会轻易地散开，防止防弹板层间分离，提高了防弹板承受多发弹丸冲击的能力，从而提高防弹板整体的防弹性能。
[0033]同时，因为具有了绗缝结构，防弹板的承受力从单独地一个受力面变更成为多个受力面，进一步提高了防弹板的防弹能力。
[0034]根据上述实施例，本实用新型还做了进一步地改进:
[0035]进一步地，每层所述UD片材均包括两层所述纤维单向平行排列的预浸片，两层所述纤维单向平行排列的预浸片按预设角度交叉铺层粘合连接。
[0036]所述UD片材可以包括两层或者更多层，层数根据防弹板的防弹等级和需求来定。按照常规的防弹等级，UD片材均包括两层纤维单向平行排列的预浸片即可。为了提高制成的UD片材的抗冲击力，可以设置纤维单向平行排列的预浸片按预设角度交叉铺层粘合连接，抗冲击能力更强。
[0037]进一步地，两层所述纤维单向平行排列的预浸片是以0° /90°正交的方式交叉铺层粘合连接。
[0038]纤维单向平行排列的预浸片以0° /90°正交的方式复合层叠铺设，制成的UD片材防弹性能更好。
[0039]进一步地，所述绗缝线I为具有防弹性能的绗缝线I。
[0040]为了提高防弹板的防弹性能，可以使用具有防弹性能的绗缝线I进行缝合，使得绗缝线I本身也具有一定地防弹性能。
[0041]进一步地，所述绗缝线I是由多束长丝纤维加捻制成。
[0042]为了提高绗缝线I的强度，可以由多束长丝纤维加捻制成。
[0043]进一步地，所述长丝纤维的纤维细度< 1000D，拉伸强力> 25cN/dteX，拉伸模量
>800cN/dtex。优选纤维细度< 800D，拉伸强力> 30cN/dtex，拉伸模量> 1200cN/dtex。
[0044]为了使得防弹板能够达到最好的防弹效果，可以设置制作防弹板的基本单元长丝纤维的物理性能满足纤维细度< 1000D，拉伸强力> 25cN/dtex，拉伸模量> 800cN/dtex，在该物理条件下，制成的防弹板不仅防弹效果好，而且使用时间长，可以多次反复使用。
[0045]进一步地,所述绗缝线I缝合时，穿越所述UD复合材料2层的方向与所述UD复合材料2层的厚度方向相同。
[0046]为了提高绗缝线I的防弹效能，在缝合时，绗缝线I穿越UD复合材料2层时的方向与所述UD复合材料2层的厚度方向相同，也就是与子弹的射击方向平行，这样，绗缝线I就能起到传播分散冲击载荷的作用。
[0047]UD片材中的多束长丝纤维为芳族聚酰胺纤维、UHMWPE纤维中的至少一种。
[0048]制备纤维单向平行排列的预浸片的树脂基体为聚氨酯树脂、聚酯类树脂、聚烯烃树脂、乙烯基酯树脂、环氧树脂、酚醛树脂中的至少一种。
[0049]UD片材的层数、复合材料的组数根据防弹等级要求决定。[0050]具体实施例:
[0051]如图1所示，具有绗缝结构的防弹板，UHMWPE纤维平行伸直排列，经热塑性聚氨酯树脂浸溃后，制成纤维单向平行排列的预浸片。将两层纤维单向排列的预浸片以0° /90°正交的方式复合，制成UD片材。
[0052]将23层UD片材层叠，采用绗缝线I将其缝合成一个整体，制成一组UD复合材料2。
[0053]采用同样的方法制备出7组UD复合材料2，然后将7组UD复合材料2层叠，相邻两组采用绗缝线I连接，于是将7组UD复合材料2连接成一个整体。将其放入压机中，进行热压成型，从而制得防弹板。采用国际防弹标准NIJ0101.06对该防弹板进行防弹性能测试，可以达到防弹等级III级。
[0054]以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【权利要求】
1.具有绗缝结构的防弹板，其特征在于，包括热压成型的防弹板； 所述防弹板包括多组UD复合材料，多组所述UD复合材料层叠设置，相邻的两组所述UD复合材料通过绗缝线缝合连接； 每组所述UD复合材料由多层UD片材层叠设置构成，多层所述UD片材通过绗缝线缝合连接；每层所述UD片材包括多层纤维单向平行排列的预浸片。
2.根据权利要求1所述的具有绗缝结构的防弹板，其特征在于， 每层所述UD片材均包括两层所述纤维单向平行排列的预浸片，两层所述纤维单向平行排列的预浸片按预设角度交叉铺层粘合连接。
3.根据权利要求2所述的具有绗缝结构的防弹板，其特征在于， 两层所述纤维单向平行排列的预浸片是以0° /90°正交的方式交叉铺层粘合连接。
4.根据权利要求1所述的具有绗缝结构的防弹板，其特征在于， 所述绗缝线为具有防弹性能的绗缝线。
5.根据权利要求4所述的具有绗缝结构的防弹板，其特征在于， 所述绗缝线是由多束长丝纤维加捻制成。
6.根据权利要求5所述的具有绗缝结构的防弹板，其特征在于， 所述长丝纤维的纤维细度< 1000D，拉伸强力> 25cN/dtex，拉伸模量> 800cN/dtex。
7.根据权利要求1所述的具有绗缝结构的防弹板，其特征在于， 所述绗缝线缝合时，穿越所述UD复合材料层的方向与所述UD复合材料层的厚度方向相同。
【文档编号】B32B5/06GK203785555SQ201420192459
【公开日】2014年8月20日 申请日期:2014年4月18日 优先权日:2014年4月18日
【发明者】周庆 申请人:北京普诺泰新材料科技有限公司