一种混杂复合材料防爆筒及其结构的制作方法

本发明涉及防爆筒技术领域，具体为一种混杂复合材料防爆筒及其结构。

背景技术：

防爆炸系列防护产品主要是为防止爆炸物对周围的人和财产造成严重伤害而设计的产品，包括在捜爆和排爆过程中为人体提供防护的排爆服，用于处置和隔离爆炸物的防爆毯,防爆球与防爆罐，爆炸时使人逃生的泄爆门，银行等重要場所使用的防爆炸复合玻璃等，不同类型和级别的防护装备能够対不同种类和强度的爆炸冲击提供防护，是公安民警执勤执法过程中的重要装备，防爆罐作为一种专门放置爆炸装置的排爆设备，它能够抑制爆炸物爆炸所产生的冲击波和破片对周围环境造成的杀伤效应，可防范并弱化爆炸物引爆时产生的爆炸威力对于周边人员及财物造成的巨大损害。

传统的防爆罐的主体结构为钢制或特种金属制备的筒体，该筒体可以有效组织爆炸物的辐射状冲击，将爆炸冲击波和破片飞溅的伤害限制的筒体范围内，同时通过防爆产品筒体自身的耐冲击吸能结构消除冲击能量，而这种破坏冲击能量的吸收主要靠金属材料的自身抵抗破坏的物理特性决定，而且金属材料存在密度较大的问题，因此制备的防爆产品筒体往往厚度大、体积笨重、不易于移动，同时金属筒体存在长期使用的锈蚀现象，正常服役寿命较短。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种混杂复合材料防爆筒及其结构，具备质量轻、良好的能量吸能力、耐腐蚀、使用使用寿命长和有效提高危险阻碍的优点，解决了现有的防爆筒在使用时对于爆炸能量吸收效果不佳，危险阻碍能力较低、密度大、质量重和使用寿命不长的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种混杂复合材料防爆筒及其结构，包括内部刚性复合层、中间吸能层和表面缓冲层，所述中间吸能层缠绕于内部刚性复合层的表面，所述表面缓冲层缠绕于中间吸能层的表面，所述内部刚性复合层采用碳纤维混杂高韧性纤维的二维编织复合结构构成，所述中间吸能层采用高韧性纤维的螺旋单向缠绕复合结构构成，所述表面缓冲层采用高韧性纤维混杂的二维编织或三维立体编织结构构成。

优选的，所述内部刚性复合层可选用t300、t700、t800、t1000其中的一种碳纤维与高韧性的uhmwpe纤维、芳纶纤维、pbo纤维中的一种混杂形成增强结构，且其中两种特性纤维的混杂比例根据要求灵活设计，所述内部刚性复合层制备所用的树脂基体可选用环氧树脂、酚醛树脂、不饱和聚酯树脂中的一种，所述内部刚性复合层通过二维编织的混杂纤维和树脂机体浸泡、加压热固化成型制成，且内部刚性复合层的厚度根据设计要求决定。

优选的，所述中间吸能层采用可用uhmwpe纤维、芳纶纤维、pbo纤维和玻璃纤维中的任意一种，所述中间吸能层的uhmwpe纤维、芳纶纤维、pbo纤维和玻璃纤维采用单向排布螺旋结构且通过浸渍热固性树脂处理，所述中间吸能层缠绕于内部刚性复合层的表面，并且通过加压热固化成型方式制成，所述中间吸能层的浸渍热固性树脂可选用环氧树脂、酚醛树脂和不饱和聚酯树脂中的任意一种，所述中间吸能层的厚度根据设计要求决定。

优选的，所述表面缓冲层选用高韧性纤维混杂增强，且高韧性纤维可选用uhmwpe纤维、芳纶纤维、pbo纤维和玻璃纤维中的任意一种，所述表面缓冲层的二维编织方式可以采用平纹、斜纹和缎纹中的任意一种，所述表面缓冲层的三维编织方式采用三维多向编织结构。

优选的，所述表面缓冲层采用环氧树脂、酚醛树脂和不饱和聚酯树脂中的任意一种进行树脂浸渍，所述表面缓冲层缠绕于中间吸能层的表面，并且通过加压热固化成型方式制成，所述表面缓冲层的厚度根据设计要求决定。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

1、本发明通过内部刚性复合层、中间吸能层和外部缓冲层的配合，通过不同特性纤维复合材料的综合特性协同作用，发挥刚性支撑、高效吸能和破坏缓冲等多种作用，有效提高对于爆炸物威胁的阻隔和能量吸收能力，同时复合材料结构的密度小、重量轻而且具有耐腐蚀特性，可有效提高防爆筒体的使用寿命。

2、本发明通过设置内部刚性复合层，提供防爆筒整体的整体刚度从而抵抗筒体变形，通过设置中间吸能层，提供防爆筒整体的爆炸冲击能吸收功能，通过设置表面缓冲层，提供了防爆筒整体抵抗破坏变形兼备吸收残余爆炸冲击能的作用。

附图说明

图1为本发明结构示意图。

图中：1内部刚性复合层、2中间吸能层、3表面缓冲层。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1，一种混杂复合材料防爆筒及其结构，包括内部刚性复合层1、中间吸能层2和表面缓冲层3，通过设置内部刚性复合层1，提供防爆筒整体的整体刚度从而抵抗筒体变形，中间吸能层2缠绕于内部刚性复合层1的表面，通过设置中间吸能层2，提供防爆筒整体的爆炸冲击能吸收功能，表面缓冲层1缠绕于中间吸能层2的表面，通过设置表面缓冲层3，提供了防爆筒整体抵抗破坏变形兼备吸收残余爆炸冲击能的作用内部刚性复合层1采用碳纤维混杂高韧性纤维的二维编织复合结构构成，中间吸能层2采用高韧性纤维的螺旋单向缠绕复合结构构成，表面缓冲层3采用高韧性纤维混杂的二维编织或三维立体编织结构构成；

内部刚性复合层1可选用t300、t700、t800、t1000其中的一种碳纤维与高韧性的uhmwpe纤维、芳纶纤维、pbo纤维中的一种混杂形成增强结构，且其中两种特性纤维的混杂比例根据要求灵活设计，内部刚性复合层1制备所用的树脂基体可选用环氧树脂、酚醛树脂、不饱和聚酯树脂中的一种，内部刚性复合层1通过二维编织的混杂纤维和树脂机体浸泡、加压热固化成型制成，且内部刚性复合层1的厚度根据设计要求决定；

中间吸能层2采用可用uhmwpe纤维、芳纶纤维、pbo纤维和玻璃纤维中的任意一种，中间吸能层2的uhmwpe纤维、芳纶纤维、pbo纤维和玻璃纤维采用单向排布螺旋结构且通过浸渍热固性树脂处理，中间吸能层2缠绕于内部刚性复合层1的表面，并且通过加压热固化成型方式制成，中间吸能层2的浸渍热固性树脂可选用环氧树脂、酚醛树脂和不饱和聚酯树脂中的任意一种，中间吸能层2的厚度根据设计要求决定；

表面缓冲层3选用高韧性纤维混杂增强，且高韧性纤维可选用uhmwpe纤维、芳纶纤维、pbo纤维和玻璃纤维中的任意一种，表面缓冲层3的二维编织方式可以采用平纹、斜纹和缎纹中的任意一种，表面缓冲层3的三维编织方式采用三维多向编织结构；

表面缓冲层3采用环氧树脂、酚醛树脂和不饱和聚酯树脂中的任意一种进行树脂浸渍，表面缓冲层3缠绕于中间吸能层2的表面，并且通过加压热固化成型方式制成，表面缓冲层3的厚度根据设计要求决定，通过内部刚性复合层1、中间吸能层2和外部缓冲层的配合，通过不同特性纤维复合材料的综合特性协同作用，发挥刚性支撑、高效吸能和破坏缓冲等多种作用，有效提高对于爆炸物威胁的阻隔和能量吸收能力，同时复合材料结构的密度小、重量轻而且具有耐腐蚀特性，可有效提高防爆筒体的使用寿命。

使用时，内部刚性复合层1提供防爆筒整体的整体刚度从而抵抗筒体变形，中间吸能层2提供防爆筒整体的爆炸冲击能吸收功能，表面缓冲层3，提供了防爆筒整体抵抗破坏变形兼备吸收残余爆炸冲击能的作用，通过不同特性纤维复合材料的综合特性协同作用，发挥刚性支撑、高效吸能和破坏缓冲等多种作用，有效提高对于爆炸物威胁的阻隔和能量吸收能力，同时复合材料结构的密度小、重量轻而且具有耐腐蚀特性，可有效提高防爆筒体的使用寿命。

综上所述：该混杂复合材料防爆筒及其结构通过内部刚性复合层1、中间吸能层2和表面缓冲层3的配合，解决了现有的防爆筒在使用时对于爆炸能量吸收效果不佳，危险阻碍能力较低、密度大、质量重和使用寿命不长的问题。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。