[发明专利]一种超高分子量聚乙烯/碳化硅复合防弹板的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及防弹成型件制备领域，尤其涉及一种超高分子量聚乙烯/碳化硅复合防弹板的制备方法。

背景技术

现代战争的胜负，仍然是解决矛和盾的问题。枪、炮、导弹是矛，防弹装甲是盾，在反暴力、反恐怖的斗争中和现代大规模战争中，防弹装甲都可以减小伤亡、提高战斗力，增加胜利因素，因而研究、开发它是十分必要的。装甲材料总的发展趋势是强韧化、轻量化、多功能和高效率。碳化硅是防弹材料中重要的一支，它具有高的硬度和耐磨性，高的压缩强度和高应力时的优良弹道性能。但是碳化硅制备相对困难，价格昂贵。

超高分子量聚乙烯纤维也称高强高模聚乙烯(HSHMPE)纤维或伸长链(ECPE)聚乙烯纤维，是指相对分子质量在(1～7)×10⁶的聚乙烯，经纺丝-超拉伸后制成的超高分子质量聚乙烯纤维。它是继碳纤维、芳纶(Kevlar)纤维之后的第三代高性能纤维。

将所述超高分子量聚乙烯纤维通过复合等步骤得到的无纬布是一种超高分子量聚乙烯纤维复合材料，与其它纤维增强复合材料相比，具有质量轻、耐冲击、介电性能高等优点，在现代化战争和航空航天、海域防御、武器装备等领域发挥着举足轻重的作用。同时，该纤维在汽车、船舶、医疗器械、体育运动器材等领域亦有广阔的应用前景。因此，超高分子量聚乙烯纤维自问世起就倍受重视，发展很快。

本发明人考虑将超高分子量聚乙烯与防弹碳化硅结合，制备一种新型防弹板，但困难的是现有技术中的超高分子量聚乙烯与碳化硅复合后无法满足高模量、高强度和低成本的要求。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于提供一种质轻、高强度、高模量的超高分子量聚乙烯/碳化硅防弹板的制备方法。

为了解决以上技术问题，本发明提供了一种超高分子量聚乙材/碳化硅复合防弹板的制备方法，其特征在于，包括：

提供超高分子量聚乙烯板材；所述聚乙烯板材的面密度为135g/cm²以上；

将所述超高分子量聚乙烯板材与防弹碳化硅用粘结剂复合；得到预制件；

对所述预制件施加0.5～1MPa压力，完成复合，得到超高分子量聚乙材/碳化硅复合防弹板。

优选的，所述超高分子量聚乙烯板材中含有40～60层无纬布。

优选的，所述超高分子量聚乙烯板材横截面的长边为弧形。

优选的，所述防弹碳化硅的厚度为6～12mm。

优选的，所述超高分子量聚乙烯板材的制备方法为：

a)提供超高分子量聚乙烯无纬布；所述无纬布的面密度为135g/cm²以上。

b)将若干层所述超高分子量聚乙烯无纬布逐层叠加并进行预压制，得到预制件；

c)将所述预制件进行第二次压制，得到成型件；

d)将所述成型件冷却至室温，得到超高分子量聚乙烯板材。

优选的，所述步骤a)中的超高分子量聚乙烯无纬布通过以下方法制备：

将300～600D的超高分子量聚乙烯纤维按照同一方向排列，并用含有粘结剂的聚合物薄膜粘结；

将2～4块所述粘结有纤维的薄膜叠放；所述两粘结有纤维的薄膜中的纤维相互垂直；

所述叠放的薄膜通过压制，得到面密度为135g/cm²以上的无纬布。

优选的，步骤b)具体为：

b1)将所述超高分子量聚乙烯无纬布逐层铺设在模具中；

b2)在80～100℃下，对所述模具施加5～10MPa的压力，预压制20～30min，得到预制件。

优选的，步骤c)具体为：

对所述预压件在100～140℃下施加25～30MPa的压力，进行第二次压制，得到成型件。

优选的，所述第二次压制的时间为20～30分钟。

优选的，还包括步骤e)将所述防弹板切割成0.3～1m³大小。