一种防弹结构的制作方法

本实用新型属于防护装备技术领域，涉及一种防弹结构。

背景技术：

防弹结构是一种广泛用于防弹车、防弹衣等防护装备上的抵御子弹、弹片等高速冲击物冲击的一种装备。

现有的防弹结构一般是通过陶瓷面板与多层单一防弹材料叠加而成，各层防弹材料紧密结合在一起，从而起到防弹作用。但是也正是由于这种由多层防弹材料叠加而成的结构，在受到子弹、弹片等高速冲击后，其所产生的入射冲击波以及在背弹面(防弹材料与其他介质之间的界面)处产生的反射波反复叠加，容易使防弹结构出现层间分离、穿透、凹陷过大等现象。

CN104197786A公开了一种碳纤维复合材料防弹板，包括刚性受弹层、受弹层连接过渡层、能量吸收层、背弹层连接过渡层和背弹刚性层，各层热压成型而成；刚性受弹层为碳纤维树脂基复合材料，由含碳纤维的纤维材料和热固性树脂体系高温交联固化而成；受弹层连接过渡层为浸有热固性树脂的碳纤维与能量吸收纤维混合编织而成；能量吸收层为多层能量吸收纤维增强复合材料板材压制而成；背弹层连接过渡层为浸有热固性树脂的碳纤维与与能量吸收纤维混合编织而成；背弹刚性层由高性能碳纤维、玄武岩纤维、陶瓷纤维中的一种或几种与增韧改性的热固性树脂复合压制而成。该发明采用多层复合材质组成，可有效抵抗弹头的冲击力，有效减小弹头贯穿深度，比传统防弹材料质量更轻。

技术实现要素：

针对现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种防弹结构，当受到子弹等高速冲击物时，能够减少冲击波对背弹层的冲击，减少防弹结构层间分离、被穿透、凹陷过大等现象。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种防弹结构，所述防弹结构包括刚性受弹层和背弹层，所述刚性受弹层设置于所述防弹结构的外侧，所述背弹层设置于所述防弹结构的内侧，其中，所述背弹层由聚氨酯连接过渡层、超高分子量聚乙烯(UHMWPE)纤维结构层和高性能碳纤维结构层交替层叠设置。

其中，本实用新型所述聚氨酯连接过渡层、超高分子量聚乙烯纤维结构层和高性能碳纤维结构层的层数相同，均为1～10层。

优选地，所述聚氨酯连接过渡层的厚度为0.2～0.5mm。

进一步地，所述超高分子量聚乙烯纤维结构层的厚度为3～6mm，面密度为130～160g/m²。

分子量在150万以上的聚乙烯称为超高分子量聚乙烯(UHMWPE)，其极高的分子量(HDPE的分子量通常只有2～30万)赋予其优异的使用性能，而且属于价格适中、性能优良的热塑性工程塑料，它几乎集中了各种塑料的优点，具有普通聚乙烯和其它工程塑料无可比拟的耐磨、耐冲击、自润滑、耐腐蚀、吸收冲击能、耐低温、卫生无毒、不易粘附、不易吸水、密度较小等综合性能。UHMWPE的冲击强度，在所有工程塑料中名列前茅，UHMWPE的冲击强度约为耐冲击PC的2倍，ABS的5倍，POM和PBTP的10余倍。其冲击强度随分子量的增大而提高，在分子量为150万时达到最大值。值得指出的是，它在液氮中(-195℃)也能保持优异的冲击强度，这一特性是其它塑料所没有的。此外，它在反复冲击表面硬度更高。

更优选地，所述高性能碳纤维结构层的厚度为0.5～1.5mm。

更进一步地，所述高性能碳纤维结构层中的高性能碳纤维为T300级以上的碳纤维。

优选地，所述防弹结构的形状为方形、正六边形或异形。

作为本实用新型的优选方案，所述背弹层由上至下依次包括聚氨酯连接过渡层、超高分子量聚乙烯纤维结构层、高性能碳纤维结构层、聚氨酯连接过渡层、超高分子量聚乙烯纤维结构层、高性能碳纤维结构层、聚氨酯连接过渡层、超高分子量聚乙烯纤维结构层、高性能碳纤维结构层。

进一步地，所述刚性受弹层为陶瓷面板层。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：

本实用新型的防弹结构中，背弹层的复合结构利用了不同材料层之间的协同作用，使防弹结构受到子弹等高速冲击物时，子弹多次通过不同的介质，其产生的冲击波会被界面所吸收从而阻隔。在这个过程中，子弹所产生的冲击波并不是只被刚性受弹层所消耗，而是通过背弹层复合结构的层层吸收，最终导致冲击波的能量逐渐递减，最终被消耗。因此，本实用新型的防弹结构，结构简单，能够减少冲击波对背弹层的冲击，减少防弹结构层间分离、被穿透、凹陷过大等现象。

附图说明

图1为本实用新型的防弹结构的结构示意图；

图2为图1中的背弹层的结构示意图。

附图标记如下：

1-刚性受弹层；2-背弹层；3-聚氨酯连接过渡层；4-超高分子量聚乙烯纤维结构层；5-高性能碳纤维结构层。

具体实施方式

下面通过附图1、2，并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。

如图1、2所示，本实用新型的一种防弹结构，防弹结构包括刚性受弹层1和背弹层2，刚性受弹层1设置于防弹结构的外侧，背弹层2设置于防弹结构的内侧，其中，背弹层2由聚氨酯连接过渡层3、超高分子量聚乙烯纤维结构层4和高性能碳纤维结构层5交替层叠设置。

在上述防弹结构中，包括有依次叠加粘合的刚性受弹层1和背弹层2，其中，刚性受弹层位于防弹结构的最外层，其主要起到防弹作用。刚性受弹层1为陶瓷面板层，当子弹冲击刚性受弹层1时，通过与刚性受弹层1接触，使子弹变形，并利用刚性受弹层1吸收子弹动能，阻挡子弹的穿透；冲击波在经过刚性受弹层1之后，仍会继续冲击背弹层2，背弹层2中的聚氨酯连接过渡层3会吸收子弹的动能，并平均传递后续的结构层；背弹层中的超高分子量聚乙烯(UHMWPE)纤维结构层4具有良好的抗冲击性能，进一步吸收子弹的动能，保护后续结构层；背弹层2中的碳纤维结构层5具有高强度和高模量，使子弹进一步变形，降低子弹穿透能力，并为整体背弹层提供刚度，降低背弹层凹陷变形。此外，子弹多次通过不同的介质，其产生的冲击波会被界面所吸收从而阻隔。在这个过程中，子弹所产生的冲击波并不是只被刚性受弹层1所消耗，而是通过背弹层2复合结构的层层吸收，最终导致冲击波的能量逐渐递减，最终被消耗。因而本实用新型所提供的防弹结构，当受到弹丸冲击时，能够减少冲击波对防弹层的冲击，减少防弹结构层间分离、被穿透、凹陷过大等现象。

背弹层2中，聚氨酯连接过渡层3、超高分子量聚乙烯纤维结构层4和高性能碳纤维结构层5的层叠顺序可以变换，例如层叠顺序可以为聚氨酯连接过渡层3、超高分子量聚乙烯纤维结构层4和高性能碳纤维结构层5，聚氨酯连接过渡层3、高性能碳纤维结构层5和超高分子量聚乙烯纤维结构层4，超高分子量聚乙烯纤维结构层4、聚氨酯连接过渡层3和高性能碳纤维结构层5。

优选地，聚氨酯连接过渡层3、超高分子量聚乙烯纤维结构层4和高性能碳纤维结构层5的层数可以相同也可以不同，一层聚氨酯连接过渡层3可与一层或多层超高分子量聚乙烯纤维结构层4、一层或多层高性能碳纤维结构层5层叠设置，例如背弹层2的具体结构为：背弹层2由上至下依次包括一层聚氨酯连接过渡层3、一层超高分子量聚乙烯纤维结构层4、一层高性能碳纤维结构层5；背弹层2的具体结构为：背弹层2由上至下依次包括一层聚氨酯连接过渡层3、两层超高分子量聚乙烯纤维结构层4、三层高性能碳纤维结构层5；背弹层2的具体结构为：背弹层2由上至下依次包括两层聚氨酯连接过渡层3、四层高性能碳纤维结构层5、三层超高分子量聚乙烯纤维结构层4；背弹层2的具体结构为：背弹层2由上至下依次包括五层超高分子量聚乙烯纤维结构层4、三层聚氨酯连接过渡层3、三层高性能碳纤维结构层5；背弹层2的具体结构为：背弹层2由上至下依次包括两层聚氨酯连接过渡层3、两层超高分子量聚乙烯纤维结构层4、两层高性能碳纤维结构层5；在此不一一列出。

作为本实用新型的优选方案，聚氨酯连接过渡层3、超高分子量聚乙烯纤维结构层4和高性能碳纤维结构层5的层数相同，均为1～10层，例如聚氨酯连接过渡层3、超高分子量聚乙烯纤维结构层4和高性能碳纤维结构层5的层数均为1层、均为2层、均为3层、均为4层、均为5层、均为6层、均为7层、均为8层、均为9层、均为10层。

进一步优选地，背弹层2的具体结构为：背弹层2由上至下依次包括聚氨酯连接过渡层3、超高分子量聚乙烯纤维结构层4、高性能碳纤维结构层5、聚氨酯连接过渡层3、超高分子量聚乙烯纤维结构层4、高性能碳纤维结构层5、聚氨酯连接过渡层3、超高分子量聚乙烯纤维结构层4。

更优选地，本实用新型的聚氨酯连接过渡层3的厚度为0.2～0.5mm，例如聚氨酯连接过渡层3的厚度为0.2mm、0.25mm、0.3mm、0.35mm、0.4mm、0.45mm、0.5mm。

进一步地，本实用新型的超高分子量聚乙烯纤维结构层4的厚度为3～6mm，例如超高分子量聚乙烯纤维结构层4的厚度为3mm、3.5mm、4mm、4.5mm、4.6mm、5mm、5.5mm、6mm；超高分子量聚乙烯纤维结构层4的面密度为130～160g/m²，例如面密度为130g/m²、140g/m²、150g/m²、160g/m²。

更进一步地，本实用新型的高性能碳纤维结构层5的厚度为0.5～1.5mm，例如高性能碳纤维结构层5的厚度为0.5mm、0.6mm、0.8mm、1mm、1.04mm、1.05mm、1.1mm、1.2mm、1.3mm、1.4mm、1.5mm。

更优选地，高性能碳纤维结构层5中的高性能碳纤维为T300级以上的碳纤维。T300、T700指的是碳纤维的品级，通常以拉伸强度指标作为衡量标准。其中，T300抗拉强度应达到3.5GPa；T700抗拉应达到4.9GPa。

其中，防弹结构的形状为方形、正六边形或异形。

承上，本实用新型的背弹层2的聚氨酯连接过渡层3、超高分子量聚乙烯纤维结构层4、高性能碳纤维结构层5之间采用热压成型工艺成型。刚性受弹层1和背弹层2之间通过第一层聚氨酯连接过渡层3粘接形成整体结构。

本实用新型的防弹结构，结构简单，能够减少冲击波对背弹层的冲击，减少防弹结构层间分离、被穿透、凹陷过大等现象。

以上内容仅为本实用新型的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。