[发明专利]一种非晶合金复合防弹材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种非晶合金复合防弹材料及其制备方法。本发明中以非晶合金材料颗粒、超高分子量聚乙烯纤维、水性聚氨酯、聚烯烃树脂、硼化钛粉体、碳纳米管薄膜为原料，制备非晶合金复合防弹材料。本发明中聚烯烃树脂与超高分子量聚乙烯纤维具有良好的界面效应，能够提高固体颗粒原料在碳纳米管薄膜表面的结合力，同时超高分子量聚乙烯纤维作为支撑结构能够增强复合防弹材料的稳定性，延长防弹材料的使用寿命。非晶合金材料在增强防弹性能的同时，能够提高防弹材料的柔韧性和加工性能。本发明中选用合适的原料及其配比，制备了一种质轻、防弹性能好、加工性能良好的非晶合金复合防弹材料。

技术领域

本发明属于防护材料领域，具体涉及一种非晶合金复合防弹材料及其制备方法。

背景技术

在科学技术和经济水平不断发展的同时，全球范围内恐怖事件时有发生，现在的恐怖事件具有杀伤力大、伤害范围广、致伤致死迅速的特点，其中主要的伤害来自于枪支弹药的侵彻和爆炸碎片的打击。为了减少恐怖事件带来的人员伤亡，防弹材料的研究和开发受到越来越多的重视，防弹材料的应用领域也越来越广，如防弹衣、防弹头盔等小型防护装备，以及汽车、飞机、坦克、舰船等大型武器装备。

高性能防弹材料通过纤维的变形吸收并分散动能，使得高速飞行的子弹或爆炸碎片被阻滞，并变成饼状或蘑菇状，通过防弹材料的减震缓冲，从而达到防弹的效果。目前使用较多的防弹材料有Kevlar纤维、超高分子量聚乙烯纤维（UHMWPE）、玻璃纤维、陶瓷材料、钢板、亚克力板材复合材料等，其中Kevlar纤维密度较低、强度高、韧性好、具有良好的热稳定性，并且易于加工成型，其强度为等同质量钢铁的5倍以上，密度仅为钢铁的五分之一，广泛应用于防弹防刺装备中，但是Kevlar纤维自身价格较高，工业上使用成本高，限制了Kevlar纤维的使用。UHMWPE纤维的强度和模量比Kevlar纤维高，而且密度更低，UHMWPE纤维弹道防护性能超过了以Kevlar纤维为代表的芳香族聚酰胺纤维，断裂伸长率大于高强度的碳纤维，是一种性能优良的防弹材料，但是UHMWPE纤维为惰性表面，不易被树脂润湿，不能与树脂形成力学咬合作用，影响UHMWPE纤维与树脂之间的附着力，制约了UHMWPE纤维在制备复合材料中的应用。

防弹材料是制备防弹装备的基础，开发新的防弹材料，满足防弹要求的同时，增强其加工性能和成型性能，对防弹装备的开发，以及保护执勤人员的生命安全具有重要意义。

发明内容

为了解决所述现有技术的不足，本发明提供了一种非晶合金复合防弹材料及其制备方法。本发明中以非晶合金材料颗粒、超高分子量聚乙烯纤维、水性聚氨酯、聚烯烃树脂、硼化钛粉体、碳纳米管薄膜为原料，制备非晶合金复合防弹材料。本发明中聚烯烃树脂与超高分子量聚乙烯纤维具有良好的界面效应，能够提高固体颗粒原料在碳纳米管薄膜表面的结合力，同时超高分子量聚乙烯纤维作为支撑结构能够增强复合防弹材料的稳定性，当子弹或者爆炸碎片侵彻时，减少防弹材料的形变，延长防弹材料的使用寿命。非晶合金材料在增强防弹性能的同时，能够提高防弹材料的柔韧性和加工性能。本发明中选用合适的原料及其配比，制备了一种质量轻、防弹性能好、加工性能良好的非晶合金复合防弹材料。

本发明所要达到的技术效果通过以下方案实现：

本发明提供了一种非晶合金复合防弹材料，该非晶合金复合防弹材料中各组成及组成质量份数分别为：

非晶合金材料颗粒： 32-50份

超高分子量聚乙烯纤维： 6-12份

水性聚氨酯： 20-30份

聚烯烃树脂： 18-32份

硼化钛粉体： 8-15份

碳纳米管薄膜： 12-25份