一种吸附结构及其制备方法与流程

本发明涉及装甲防弹材料，尤其涉及一种吸附结构及其制备方法。

背景技术：

1、装甲板主要用于直升飞机装甲、船舰装甲、军用车辆、防弹头盔及人体装甲等，能够有效地防止枪弹或爆炸物等高速冲击带来的伤害。

2、现有技术中通常采用陶瓷和超高分子量聚乙烯板相结合以制作成装甲板，由此形成的装甲板不仅质量轻且防弹能力强。其防弹机制主要是：纤维受冲击时，会把冲击波能量快速扩散开，纤维断裂时需吸收断裂能，而在层间滑移和板材整体弯曲变形等运动过程中，纤维都要吸收能量，这些机制共同将弹头(或破片)的动能消耗殆尽，从而达到防弹的目的。但是，由于超高分子量聚乙烯属于易燃材料，当爆炸物在装甲板周围爆炸，发生燃烧时，很容易引发超高分子量聚乙烯板发生燃烧或者热裂解，释放有毒气体；此外，一些穿甲燃烧弹在击中装甲板后会释放燃烧剂，对超高分子量聚乙烯板造成一定的融穿，使其发生燃烧或者热裂解，从而造成超高分子量聚乙烯板产生一氧化碳和烃类气体等有毒气体。高浓度的一氧化碳可以引起窒息和死亡，烃类气体包括甲烷、乙烷和丙烷等，高浓度的烃类气体可以在空气中形成易燃易爆的混合物，存在爆炸和火灾的危险。基于此，目前还并没有针对超高分子量聚乙烯材料燃烧时，对其产生的一氧化碳和烃类等有毒气体进行有效吸附的方式和方法。

3、因此，亟需一种吸附材料及其制备方法，以解决上述问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种吸附结构及其制备方法，以解决现有技术中的超高分子量聚乙烯材料发生燃烧时，所释放大量一氧化碳和烃类气体无法得到有效吸附且易引发爆炸的问题。

2、为达此目的，本发明采用以下技术方案：

3、一方面，提供一种吸附结构，其包括超高分子量聚乙烯板和吸附层，所述吸附层包裹于所述超高分子量聚乙烯板外表面，所述吸附层包括活性碳纤维基材和一氧化碳催化剂，所述一氧化碳催化剂喷涂或浸渍于所述活性碳纤维基材上。作为优选，所述活性碳纤维基材为活性碳纤维布或活性碳纤维毡。

4、作为优选，所述一氧化碳催化剂为贵金属、氧化铜、氧化锌和氧化钴中的任何一种；或，所述一氧化碳催化剂为贵金属、氧化铜、氧化锌和氧化钴中的多种以任何比例混合。

5、作为优选，所述超高分子量聚乙烯板由超高分子量聚乙烯纤维、树脂以及一氧化碳催化剂制成。

6、作为优选，所述超高分子量聚乙烯板与所述吸附层之间设置有金属板。

7、作为优选，所述金属板为铝板。

8、另一方面，提供一种吸附结构制备方法，应用于上述的吸附结构，该吸附结构制备方法包括以下步骤：

9、步骤s1：制备活性碳纤维布或活性碳纤维毡以及超高分子量聚乙烯板，备用；

10、步骤s2：将一氧化碳催化剂均匀喷涂或浸渍于所述活性碳纤维布或所述活性碳纤维毡上，以制成吸附层；

11、步骤s3：将所述吸附层包裹于所述超高分子量聚乙烯板的外表面。

12、作为优选，在步骤s1中，制备所述超高分子量聚乙烯板时，在树脂溶液中加入一氧化碳催化剂并混合均匀后，加入超高分子量聚乙烯纤维以制成多个超高分子量聚乙烯布，再将多个超高分子量聚乙烯布叠合通过压制制成所述超高分子量聚乙烯板。

13、作为优选，在步骤s2中，喷涂或浸渍于所述活性碳纤维布或所述活性碳纤维毡上的所述一氧化碳催化剂的质量分数为1％～5％。

14、作为优选，在步骤s3中，将吸附层包裹于所述超高分子量聚乙烯板的外表面之前，在所述超高分子量聚乙烯板的外表面设置一层金属板，再将所述吸附层包裹于所述金属板的外侧。

15、本发明的有益效果：

16、本发明所提供一种吸附结构，通过将吸附层包裹于超高分子量聚乙烯板外表面，在超高分子量聚乙烯板发生燃烧时，通过活性碳纤维基材可吸附超高分子量聚乙烯板燃烧时所产生的一氧化碳和烃类气体；通过一氧化碳催化剂可将超高分子量聚乙烯板燃烧时所产生的一氧化碳气体转化为无毒的二氧化碳气体，从而有效防止人员吸入一氧化碳中毒，也可防止烃类气体在空气中形成易燃易爆的混合物，避免发生爆炸和火灾等危险事故。

17、本发明所提供一种吸附结构制备方法，在制备活性碳纤维布或活性碳纤维毡以及超高分子量聚乙烯板后，将一氧化碳催化剂均匀喷涂或浸渍于活性碳纤维布或活性碳纤维毡上，以制成吸附层，再将吸附层包裹于超高分子量聚乙烯板的外表面。通过此方法形成的吸附结构，在超高分子量聚乙烯板燃烧时，能够有效吸附一氧化碳和烃类气体等有毒气体，不会造成一氧化碳和烃类气体等有毒气体的扩散。

技术特征：

1.一种吸附结构，其特征在于，包括超高分子量聚乙烯板(1)和吸附层(2)，所述吸附层(2)包裹于所述超高分子量聚乙烯板(1)外表面；所述吸附层(2)包括活性碳纤维基材和一氧化碳催化剂，所述一氧化碳催化剂喷涂或浸渍于所述活性碳纤维基材上。

2.根据权利要求1所述的吸附结构，其特征在于，所述活性碳纤维基材为活性碳纤维布或活性碳纤维毡。

3.根据权利要求1所述的吸附结构，其特征在于，所述一氧化碳催化剂为贵金属、氧化铜、氧化锌和氧化钴中的任何一种；或，所述一氧化碳催化剂为贵金属、氧化铜、氧化锌和氧化钴中的多种以任何比例混合。

4.根据权利要求1所述的吸附结构，其特征在于，所述超高分子量聚乙烯板(1)由超高分子量聚乙烯纤维、树脂以及一氧化碳催化剂制成。

5.根据权利要求1所述的吸附结构，其特征在于，所述超高分子量聚乙烯板(1)与所述吸附层(2)之间设置有金属板(3)。

6.根据权利要求5所述的吸附结构，其特征在于，所述金属板(3)为铝板。

7.一种吸附结构制备方法，其特征在于，用于制造如权利要求1-6任一项所述的吸附结构，包括以下步骤：

8.根据权利要求7所述的吸附结构制备方法，其特征在于，在步骤s1中，制备所述超高分子量聚乙烯板(1)时，在树脂溶液中加入一氧化碳催化剂并混合均匀后，加入超高分子量聚乙烯纤维以制成多个超高分子量聚乙烯布，再将多个超高分子量聚乙烯布叠合，通过压制制成所述超高分子量聚乙烯板(1)。

9.根据权利要求7所述的吸附结构制备方法，其特征在于，在步骤s2中，喷涂或浸渍于所述活性碳纤维布或所述活性碳纤维毡上的所述一氧化碳催化剂的质量分数为1％～5％。

10.根据权利要求7所述的吸附结构制备方法，其特征在于，在步骤s3中，将吸附层(2)包裹于所述超高分子量聚乙烯板(1)的外表面之前，在所述超高分子量聚乙烯板(1)的外表面设置一层金属板(3)，再将所述吸附层(2)包裹于所述金属板(3)的外侧。

技术总结
本发明属于装甲防弹材料技术领域，公开了一种吸附结构及其制备方法，其中吸附结构包括超高分子量聚乙烯板和吸附层，吸附层包裹于超高分子量聚乙烯板外表面，吸附层包括活性碳纤维基材和一氧化碳催化剂，一氧化碳催化剂喷涂或浸渍于活性碳纤维基材上。本发明所提供的吸附结构，在超高分子量聚乙烯板发生燃烧时，通过活性碳纤维基材可吸附超高分子量聚乙烯板燃烧时所产生的一氧化碳和烃类气体；通过一氧化碳催化剂可将超高分子量聚乙烯板燃烧时所产生的一氧化碳气体转化为无毒的二氧化碳气体，从而有效防止人员吸入一氧化碳中毒，也可防止烃类气体在空气中形成易燃易爆的混合物，避免发生爆炸和火灾等危险事故。

技术研发人员：马赛,李芸芸,卢安安,丁天朋,张严
受保护的技术使用者：北京威亚特装技术有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15