[发明专利]用于射击损害减轻和冲击波损害抑制的产品和方法

说明书

技术领域

本发明涉及吸能复合材料，其用于减少单独地或组合地来自爆炸冲击波能量和射击射弹的结构损害，以及涉及采用这种材料的方法。

射击防护材料被设计用于保护结构和在这种结构内的人员不受一定范围的射击威胁的影响，射击威胁包括狙击手射击、高口径射弹和来自迫击炮、火箭推进的榴弹（RPG）、锥形装药和/或简易爆炸设备（IED）的爆炸碎片，仅列举出一些常见的射击威胁。

冲击波损害抑制材料被设计用于耗散一定比例的来自爆炸的能量，从而进一步保护结构和在这种结构内的人员不受由从爆炸产生的能量引起的损害的影响。而且，在本发明中的材料的组合将通过将碎片和射弹包含在复合材料的表面的内部或接近该表面来阻止碎片和射弹的反弹或“回溅”。对爆炸冲击波的损害结果的抑制将用于至少部分地保护结构和在该结构内的人员不受爆炸冲击波的结果的影响。

背景技术

用于屋顶材料应用的用来减少由爆炸飞行碎屑引起的附带冲击波和/或射击损害的当前结构技术包括使用高质量材料（例如，混凝土铺设材料，以大的“正方形”形式），这些材料被直接放置在绝缘的或未绝缘的屋顶板上。这种技术的应用局限于低斜坡屋顶和能够支撑这种材料的巨大的额外静载的那些屋顶结构。

在其它的基础实施应用中，例如轻重量墙和临时保护屏障，典型的建筑材料，例如胶合板和/或金属壁板被用作物理屏障来阻止射击射弹的穿透。这些方案通常从保护观点来看是不足够的并且也能在保护屏障本身被破坏时产生额外的射弹。

聚合物成分和复合材料在过去已经被用作冲击波和/或射击防护材料。例如参见美国专利 7,794,808；7,687,147；6,806,212；5,580,651；和3,866,242。还参见美国专利公开 2010-0173117；2009-0145288；2007-0036966；和2004-0067352。还参见英国专利 2288764和1534721。

如上面指出的，一些已知的保护技术使用聚氨酯弹性体和/或聚脲弹性体，这些被直接施涂到被保护的基体。这些技术中的另外一些在面板内使用聚氨酯泡沫作为吸能屏障。

发明内容

本发明的一个实施例涉及用于射击保护和/或冲击波损害抑制的防护材料，包括至少三个独立的层；包括基于纤维的面板的层；选自喷雾施涂或液体施涂的多孔泡沫材料，和包括选自喷雾施涂或液体施涂的弹塑性材料的涂覆层；其中复合防护材料在被射击射弹冲击时不会破碎。

在防护材料中采用的材料可被喷雾施涂和/或液体施涂。液体施涂包括在准备防护材料期间在现场被倾倒到适当位置的材料，并且还包括由在别处的液体倾倒过程产生的，并且此后被用于组装到防护材料内的材料。

本发明的另一实施例涉及射击防护材料，其包括被喷雾的聚氨酯泡沫（SPF）的成分，该泡沫具有在从每立方英尺约1.5-8磅的范围内的密度，该泡沫被施涂到现有基体，并且还由喷雾施涂的聚脲涂层保护，该聚脲涂层可以是加强的或非加强的。这个SPF材料可以是刚性的或半挠性的，绝缘的或非绝缘的。

本发明的又一实施例涉及冲击波损害抑制材料，其包括被喷雾的聚氨酯泡沫（SPF）的成分，该泡沫具有在从每立方英尺约1.5-8磅的范围内的密度，该泡沫被施涂到现有基体，并且还由喷雾施涂的聚脲涂层保护，该聚脲涂层可以是加强的或非加强的。这个SPF材料可以是刚性的或半挠性的，绝缘的或非绝缘的。

有利地，本发明的冲击波损害抑制和射击防护材料具有足够的厚度，使得该材料不会在由射击射弹冲击时破碎，该射击射弹有或没有额外的爆炸力。换句话说，射弹优选地被防护材料停止，或者其速度由与防护材料的撞击而被大大减小，并且防护材料本身不会在被撞击时变成额外的有害的射弹。       在冲击波损害抑制和射击防护材料的优选实施例中，SPF和聚脲涂层都被施涂在基于纤维（例如，玻璃纤维）的面板上。一种优选的玻璃纤维面板是由热固性聚合物树脂混合物（例如，可从ASHLAND商业上可获得的DERAKANE MOMENTUM牌树脂）并且组成方格布（例如来自FIBER GLASS INDUSTRIES公司的ROVCLOTH品牌）的玻璃纤维织物的多个层（取决于复合材的厚度）被压缩在一起以建立将吸收大量撞击能量的面板，例如来自HARDWIRE有限责任公司的HARDWIRE HS ARMOR品牌。这些相对轻质的玻璃纤维面板被用作抗暴风雨和抗射击损害的建筑面板，来代替更传统的建筑材料，例如胶合板和/或混凝土块。