一种快凝快硬高强水泥基防弹板的制作方法

本发明涉及复合式防弹板技术领域，特别是涉及一种快凝快硬高强水泥基防弹板。

背景技术：

当前的防弹材料主要以防弹钢板、高性能陶瓷和高强纤维增强聚合物材料为主，主要应用于装备和人员防护，价格成本高，难以大规模使用。而工程建筑抗弹防爆仍然以传统钢筋混凝土材料为主，防护效能低，已经难以满足工程结构高效防护需要。

防弹钢板对于普通步枪弹的防护厚度约为1.5-2.0cm，面密度为120-150kg/m²，防弹钢用于建筑防弹领域，成本高、结构重、耐久性差。

高强纤维增强聚合物材料具有密度低、强度高、韧性好、易加工成型等优点，但是其成本高、环境适应性差，纤维在基体内混杂分布，对于抗弹性能提升效果有限，难以在工程建筑防弹领域大规模应用。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种快凝快硬高强水泥基防弹板，以解决上述现有技术存在的问题，能够在不大幅增加材料面密度和成本的前提下，大幅提升水泥基复合材料的强度和韧性，从而显著提高其耗能性能，解决传统水泥板材容易产生震塌贯穿破坏的难题，同时大幅降低材料抵御冲击过程中产生二次破片的概率。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

本发明提供一种快凝快硬高强水泥基防弹板，包括水泥胶凝基体层、3d高强织物层和抗震塌层，防弹板由所述水泥胶凝基体层、3d高强织物层和抗震塌层通过叠层粘接成型，防弹板的迎弹面为水泥胶凝基体层面层，防弹板的背弹面为抗震塌层，防弹板的迎弹面与背弹面之间设置有多层交替叠放的水泥胶凝基体层和3d高强织物层。

优选地，所述水泥胶凝基体层由磷酸镁系水泥粉体加水固化成型。

优选地，所述3d高强织物层由聚丙烯纤维和高强聚乙烯纤维纺织成型，所述高强聚乙烯作为织线芯材，所述聚丙烯长丝作为织线面材。

优选地，所述抗震塌层为芳纶纤维布粘接3d高强织物。

优选地，防弹板为多层复合结构，固化成型时间不高于15min，固化后抗压强度不低于90mpa。

优选地，所述迎弹面与所述背弹面之间设置有12层交替叠放的水泥胶凝基体层和3d高强织物层。

优选地，防弹板的整体厚度为2.0cm。

本发明相对于现有技术取得了以下有益技术效果：

本发明提供的快凝快硬高强水泥基防弹板，防弹板为多层结构，面密度约为40kg/m²，抗压强度不低于90mpa，抗拉强度不低于10mpa，抗弯强度不低于25mpa，可应用于多种工程结构的抗爆抗弹防护，也可用于建筑物关键结构的抢修加固；能够在不大幅增加材料面密度和成本的前提下，大幅提升水泥基复合材料的强度和韧性，从而显著提高其耗能性能，解决传统水泥板材容易产生震塌贯穿破坏的难题，同时大幅降低材料抵御冲击过程中产生二次破片的概率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明中快凝快硬高强水泥基防弹板的结构示意图；

图中：1-水泥胶凝基体层、2-3d高强织物层、3-抗震塌层。

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。

本发明的目的是提供一种快凝快硬高强水泥基防弹板，以解决现有技术存在的问题。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

本实施例中的快凝快硬高强水泥基防弹板，如图1所示，包括水泥胶凝基体层1、3d高强织物层2和抗震塌层3，防弹板由水泥胶凝基体层1、3d高强织物层2和抗震塌层3通过叠层粘接成型，复合材料通过叠层粘接成型，具有成型速度快、力学性能好、防护效能高等特点；防弹板的迎弹面为水泥胶凝基体层1面层；防弹板的背弹面为抗震塌层3，起到抗冲击震塌作用；防弹板的迎弹面与背弹面之间设置有多层交替叠放的水泥胶凝基体层1和3d高强织物层2，形成防弹板的中间层。

于本具体实施例中，水泥胶凝基体层1由磷酸镁系水泥粉体加水固化成型；按照一定水灰比调配水泥基胶凝体，将调配好的胶凝体按照一定厚度均匀涂覆到抗震塌层3上，然后粘贴3d高强织物层2，平面加压固化，形成单层高强3d织物增强胶凝基体复合材料，依次逐层叠加成型。

于本具体实施例中，3d高强织物层2由聚丙烯纤维和高强聚乙烯纤维纺织成型，高强聚乙烯作为织线芯材，聚丙烯长丝作为织线面材；制备时，以聚丙烯纤维作为织物基线的外层材料，发挥其化学稳定好，与胶凝体结合好的优点，以聚乙烯纤维为基线的内层材料，发挥其强度高、耐摩擦、耐切割的优点，将两种纤维纺织成0.2-0.5mm直径的纱线，采用平纹针织方法，将纱线制成能够提升抗侵彻能力的3d结构。与传统纤维增强水泥基材料相比，3d高强织物整体性好，使纤维在基体内的排布方式由杂乱分布变为有序分布，能够更好发挥纤维材料抗拉性能，阻止裂纹在层间扩展。

于本具体实施例中，抗震塌层3为芳纶纤维布粘接3d高强织物。制备过程是，以芳纶纤维布为底层，在其表面涂覆环氧树脂，将单层3d织物粘接到芳纶纤维布上，固化12h，形成牢固连接的防震塌层。

震塌是指在子弹冲击荷载作用下，在弹体着靶投影点内产生的应力波传到板背面产生反射拉伸波，当拉应力大于胶凝基体强度时，防弹板背面崩塌成碎块而飞出，形成震塌漏斗坑的破坏现象。

水泥基胶凝体调配过程：胶凝粉体为磷酸镁系水泥粉体，水灰比按照15:100调配，搅拌均匀，形成具有一定流动性和粘结性的胶凝体。

每层3d织物涂覆的胶凝体厚度为2mm，单层胶凝体面密度约为4kg/m²，胶凝体涂覆完成后，快速粘接3d织物，避免胶凝体固化形成弱连接界面。

防弹板为多层复合结构，固化成型时间不高于15min，固化后抗压强度不低于90mpa，固化后防弹板厚度约为2.0cm。迎弹面与背弹面之间设置有12层但不限于12层交替叠放的水泥胶凝基体层1和3d高强织物层2。

本发明应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

技术特征：

1.一种快凝快硬高强水泥基防弹板，其特征在于：包括水泥胶凝基体层、3d高强织物层和抗震塌层，防弹板由所述水泥胶凝基体层、3d高强织物层和抗震塌层通过叠层粘接成型，防弹板的迎弹面为水泥胶凝基体层面层，防弹板的背弹面为抗震塌层，防弹板的迎弹面与背弹面之间设置有多层交替叠放的水泥胶凝基体层和3d高强织物层。

2.根据权利要求1所述的快凝快硬高强水泥基防弹板，其特征在于：所述水泥胶凝基体层由磷酸镁系水泥粉体加水固化成型。

3.根据权利要求1所述的快凝快硬高强水泥基防弹板，其特征在于：所述3d高强织物层由聚丙烯纤维和高强聚乙烯纤维纺织成型，所述高强聚乙烯作为织线芯材，所述聚丙烯长丝作为织线面材。

4.根据权利要求1所述的快凝快硬高强水泥基防弹板，其特征在于：所述抗震塌层为芳纶纤维布粘接3d高强织物。

5.根据权利要求1所述的快凝快硬高强水泥基防弹板，其特征在于：防弹板为多层复合结构，固化成型时间不高于15min，固化后抗压强度不低于90mpa。

6.根据权利要求1所述的快凝快硬高强水泥基防弹板，其特征在于：所述迎弹面与所述背弹面之间设置有12层交替叠放的水泥胶凝基体层和3d高强织物层。

7.根据权利要求1所述的快凝快硬高强水泥基防弹板，其特征在于：防弹板的整体厚度为2.0cm。

技术总结
本发明公开了一种快凝快硬高强水泥基防弹板，包括水泥胶凝基体层、3D高强织物层和抗震塌层，防弹板由所述水泥胶凝基体层、3D高强织物层和抗震塌层通过叠层粘接成型，防弹板的迎弹面为水泥胶凝基体层面层，防弹板的背弹面为抗震塌层，防弹板的迎弹面与背弹面之间设置有多层交替叠放的水泥胶凝基体层和3D高强织物层；本发明中的防弹板，能够在不大幅增加材料面密度和成本的前提下，大幅提升水泥基复合材料的强度和韧性，从而显著提高其耗能性能，解决传统水泥板材容易产生震塌贯穿破坏的难题，同时大幅降低材料在抵御冲击过程中产生二次破片的概率。

技术研发人员：杨益;余睿
受保护的技术使用者：中国人民解放军军事科学院国防工程研究院
技术研发日：2020.08.10
技术公布日：2021.01.12