[实用新型]具有吸波层结构的防弹板

说明书

技术领域

本实用新型属于防弹材料领域，具体而言，涉及具有吸波层结构的防弹板。

背景技术

根据弹丸与防弹复合材料作用机理中冲击波的传播机理，当弹丸冲击复合材料时，子弹与防弹板接触的瞬间产生的冲击波以两个方向传播，一是以连续的脉冲沿纤维的轴向传播，受到冲击的纤维通过基体，在很多纤维上扩散开来；二是冲击波的沿防弹板纵向传播，冲击波在两种不同的材料中传播时，当传至两种材料的界面会发生透射和反射现象。反射波会与入射波进行叠加，使冲击波本身的振幅增加，对防弹板产生较大的破坏，反射波使压力变成拉应力，造成防弹复合材料层间剥离，影响材料的防弹性能。

UD（无纬布）复合材料是一种新型复合材料，属纤维复合材料的范围，由于高强高模聚乙烯纤维的优异性能，其作为复合材料增强层，在军事、航空航天、海洋开发等产业有着广泛地应用。高强高模聚乙烯纤维制备的UD复合材料，可以用于制造层压防弹插板、头盔和防弹装甲等硬质防护制品。

UD片材是将纤维平行排布，并用树脂浸渍后，制成纤维单向平行排列的预浸片。使用时，将两层或两层以上纤维单向平行排列的预浸片按照一定的纤维轴旋转角度进行交叉铺层，采用树脂基体之间的粘合结合在一起，从而制成可以使用的材料片层。

目前市场上出现的、主要用于防弹领域纤维增强树脂基复合材料防弹板采用多层纤维单向平行排列的UD层叠，通过热压的方式制成。

当防弹板的背弹面为自由端面，即当防弹板背弹面直接与空气接触，弹丸的冲击波在防弹板中传至背弹面时，在该界面处冲击波产生大量的反射波反射回防弹板中，反射波使得压力变成拉应力。

因为防弹板层与层之间依靠树脂基体热压后结合在一起，该拉应力容易造成热压在一起的防弹板层间的分离，当受到多发弹丸冲击时，层间分离的速度会更快，进而使得防弹板的寿命较短。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种具有吸波层结构的防弹板，以解决上述问题。

在本实用新型实施例提供了一种具有吸波层结构的防弹板，包括由具有粘弹性的高分子树脂制成的吸波层和由多层UD片材制成的UD复合材料防弹板；

所述吸波层和所述UD复合材料防弹板固定连接；

所述UD复合材料防弹板由多层所述UD片材层叠设置；

每层所述UD片材均包括两层所述纤维单向平行排列的预浸片，两层所述纤维单向平行排列的预浸片按预设角度交叉铺层粘合连接。

本实用新型提供的具有吸波层结构的防弹板，制成吸波层的粘弹性高分子树脂材料是一种兼有粘性液体和弹性固体物理特性的材料。此种高分子材料处于低温或高频率的玻璃态时，模量高、损耗因子小；处于高温或低频率的橡胶态时，其模量比玻璃态时小3-4个数量级。通过合理的设计和选择，使得材料在承受弹丸的冲击载荷时，在不同的功能区中各个材料显现出不同的性状，分子之间的阻滞效应明显，有利于衰减弹丸的入射时的冲击能量，并且可以衰减由背弹面的端面反射回来的冲击波，尤其当防弹板吸波层的背部处于无支撑材料时，即吸波层的背弹面处于自由端面时，吸波层衰减弹丸冲击能量的作用更为明显，材料达到最优的防弹性能。

当吸波层将射入的弹丸上的能量衰减至一定程度时，复合材料防弹板再继续阻挡已经衰减了大部分能量的弹丸，进而能够很好地阻挡多个弹丸对于防弹板的冲击。

采用国际防弹标准NIJ0101.06对该吸波层结构的防弹板进行防弹性能测试，可以达到防弹等级Ⅲ级。

其中，为了提高防弹板减少弹丸的能量的能力，可以设置，每组UD复合材料组由多层UD片材层叠设置构成。这样，防弹板在受到弹丸冲击时，能够逐层地将弹丸上的能量消除，进而减小弹丸对于防弹板的冲击，延长防弹板的使用寿命。

为了提高UD片材的强度，可以设置其是由两层的纤维单向平行排列的预浸片按照一定的纤维轴旋转角度交叉铺层粘合而成。这样制成的UD片材的强度高，使用寿命长，不易破损。

进一步地，两层所述纤维单向平行排列的预浸片是以0°/90°正交的方式交叉铺层粘合连接。

为了进一步提高UD片材的强度，制成UD片材的纤维单向平行排列的预浸片以0°/90°正交的方式复合层叠铺设。这样制成的UD片材在被拉扯时不容易被撕裂，同时当弹丸冲击防弹板时，以0°/90°正交的方式复合层叠铺设的结构，也就是说其结构为网状结构，该网状结构能将弹丸的冲击力分散开，能够极大地将弹丸的冲击力减弱，同时也提高了防弹板的防弹效能和使用寿命。

进一步地，所述吸波层的厚度为1-10mm。