[发明专利]一种多层次防弹构件及其制备方法与应用

权利要求书

1.一种多层次防弹构件，其特征在于，所述防弹构件包括金属/陶瓷止裂反射层、纤维/弹性体复合吸能层和二维织物防护钝伤层；三层结构顺次叠加而成；

所述金属/陶瓷止裂反射层采用陶瓷预制体金属溶液浸渗法对表面预处理的陶瓷材料预制体进行复合制得，其中金属与陶瓷含量1：1；

所述纤维/弹性体复合吸能层采用高性能纤维浸渍基体树脂与弹性体材料复合制备而成，所述基体树脂占纤维/弹性体复合吸能层的25-35wt%，弹性体材料占15-20wt%；所述基体树脂为热固性环氧树脂、酚醛树脂、有机硅树脂中的一种；所述弹性体材料为剪切增稠液、聚氨酯泡沫中的一种；

所述二维织物防护钝伤层由连续长度的高性能纤维平纹织物浸渍基体树脂复合制备而成。

2.根据权利要求1所述的多层次防弹构件，其特征在于，所述金属/陶瓷止裂反射层中金属为铝合金的一种；所述陶瓷为碳化硅、碳化硼、氮化硼、氧化铝中的一种或多种；所述金属/陶瓷止裂反射层的厚度为7mm-9mm。

3.根据权利要求2所述的多层次防弹构件，其特征在于，所述铝合金为2024系列Al-Cu-Mg、7000系列Al-Zn、5000系列Al-Mg或2000系列Al-Cu中的一种或多种。

4.根据权利要求1所述的多层次防弹构件，其特征在于，所述纤维/弹性体复合吸能层的厚度为3.5mm-4.5mm。

5.根据权利要求4所述的多层次防弹构件，其特征在于，所述纤维/弹性体复合吸能层中高性能纤维为芳纶纤维、超高分子量聚乙烯纤维、碳纤维、PBO纤维长丝或短纤中的一种；所述高性能纤维长丝采用的织物形式为平纹、斜纹、缎纹中的一种。

6.根据权利要求1所述的多层次防弹构件，其特征在于，所述二维织物防护钝伤层中高性能纤维按预浸渍织物长度方向排列；所述二维织物防护钝伤层的厚度为10mm-12mm。

7.根据权利要求6所述的多层次防弹构件，其特征在于，所述二维织物防护钝伤层中的高性能纤维由芳纶纤维、超高分子量聚乙烯纤维、PBO纤维中的一种或多种分层排布构成。

8.根据权利要求6所述的多层次防弹构件，其特征在于，所述二维织物防护钝伤层中的基体树脂为热固性环氧树脂、酚醛树脂、有机硅树脂、乙烯基树脂中的任意一种；所述基体树脂含量占二维织物防护钝伤层的15-25wt%。

9.一种多层次防弹构件的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：

（1）金属/陶瓷止裂反射层的制备：采用陶瓷预制体金属溶液浸渗法对表面预处理的陶瓷材料预制体进行复合，其中金属与陶瓷含量1：1，预制体预热温度300℃-500℃，浇铸温度700℃-900℃，渗透压力2 MPa -5MPa；

（2）纤维/弹性体复合吸能层的制备：采用“浸渍干燥法”或发泡固化工艺将高性能纤维与弹性体材料结合，制备得到纤维/弹性体复合材料，再通过真空辅助成型工艺与基体树脂复合，固化温度为80℃-150℃；

（3）二维织物防护钝伤层： 将一种或多种高性能纤维束和高性能纤维平纹织物分别浸渍于基体树脂中，利用压辊均匀铺展，其中高性能纤维束用于制备单UD片材，基体树脂含量控制为15-20wt%；按预设混杂比例将单UD片材沿着0°/90°正交铺设20层，高性能纤维平纹织物铺设4-6层，二者通过复合机和平板热压机结合在一起，固化温度80℃-150℃，10MPa-20MPa压制4 h -5h；

（4）将制备的金属/陶瓷止裂反射层、纤维/弹性体复合吸能层和二维织物防护钝伤层粘接复合制得多层次防弹构件。