[发明专利]具备阻燃性能的异形耗能复合抗爆防护装甲及制备方法

说明书

本发明提供了具备阻燃性能的异形耗能复合抗爆防护装甲。所述防护装甲以能量处理层为中心，两侧由内到外对称设置聚脲涂层2和防护金属板1。所述能量处理层由金属波纹板3、粘弹性阻尼层4和金属吸能管5组成。所述粘弹性阻尼层4位于两片金属波纹板3形成的夹层中。所述金属波纹板3采用等腰梯形波纹。所述聚脲涂层2喷涂于装甲内侧。所述金属波纹板3的凸出部与聚脲涂层2直接相连，所述波纹板的凹槽则通过金属吸能管5与聚脲涂层2相连接。所述金属吸能管5横向对称设置在所述金属波纹板3凹槽底部的两端。所述防护装甲采用的聚脲材料添加了ZnO@MOF@聚磷腈阻燃剂，在不影响聚脲材料力学性能的前提下提高了其阻燃性能，从而实现了防护装甲阻燃性能的提升。

技术领域

本发明属于材料领域，涉及一种防爆装甲，具体地说，涉及一种军用防护领域的异形耗能复合抗爆防护装甲，所述防护装甲具有良好的阻燃性能。

背景技术

近年来，随着武器装备技术的迅速发展，国际政治形势的变化，各国军队在反恐作战中经常遭受恐怖分子汽车炸弹、破甲弹、简易爆炸装置(IDE)等的攻击，来自这些武器爆炸所带来的冲击波会对车辆及内部乘员造成严重损伤。

防爆结构的研究主要集中在两个方面，一方面是基于材料本身的吸能特性，也就是利用材料变形吸收能量或提高材料损耗因子的原理研究新材料。如通过加装附加防爆装甲实现对军用运输车的防护。这种方法可以有效的提高车辆的安全性，但附加装甲会大幅度增加运输车辆自重，从而使车辆的机动性大幅度下降，其运载量也受到一定限制。另一方面是利用反动量原理抵抗来袭爆炸波，设计复杂的结构。比如通过采用V形车底结构分散爆炸冲击能量，减小车身底部爆炸冲击压力，从而提高车辆的防地雷能力。目前，越来越多的现代防地雷车辆均采用类似的车底结构，然而由于军用车辆对野外通过性有较髙要求，车身底部安装V形防护结构往往导致离地间隙减小，从而使得车辆重心位置往往较高，造成车辆操作稳定性降低。而针对车厢内人员，目前大多采用优化座椅的方式，设计耗能座椅对乘客进行保护。

发明专利201510211687.8公开了“一种防爆炸波复合装甲结构”，该发明所述的防爆结构一方面通过超材料层的微结构设计，可以阻挡爆炸波中超压峰值附近区域的冲击波；另一方面通过吸能缓冲层吸收爆炸压力波，从而提高了结构的防爆能力。然而，对于爆炸所带来的大变形，结构只能通过吸能缓冲层的压溃变形而达到吸能效果，因而该结构只能抵抗单次爆炸；一旦吸能层吸能破坏后，该结构的吸能作用将大幅度下降。此外，对于接触式爆炸以及高速撞击等高应变率的应力集中作用，超材料层极容易发生脆性破坏，从而使结构的防护性能大幅度下降。而发明专利申请201911191392.3公开了“分级耗能复合抗爆防护装甲及其制备”，所述防护装甲依次由防护金属板I、聚脲涂层、能量处理层和防护金属板II组成。能量处理层由粘弹性阻尼层、高强度弹簧和金属吸能管组成。所述防护装甲利用吸能管压溃吸能和高强度弹簧的能量转化、弹性形变特点，采用粘弹性阻尼材料将二者结合，实现了将塑性变形、弹性变形以及阻尼耗能充分结合，从而实现了同等防护等级下的轻量化，而且克服了传统结构一次性防护的缺陷，提高了被防护结构的安全性。

但上述防护装甲均不具备阻燃性能，因此，当结构受到外界集中荷载与高温耦合破坏时，高温会软化材料并引发剧烈燃烧，并产生浓烟。而一旦防护结构被击穿，防护材料的燃烧产物将对被防护物体产生不利影响；同时，由于高温影响，材料的力学性能将发生下降，导致各个防护单元的脱离，使装甲的防护性能大幅度下降。

发明内容

针对现有技术中防爆装甲所存在的问题，本发明提供了具备阻燃性能的异形耗能复合抗爆防护装甲。所述防护装甲采用的聚脲材料添加了ZnO@MOF@聚磷腈阻燃剂，在不影响聚脲材料力学性能的前提下提高了其阻燃性能，从而实现了防护装甲阻燃性能的提升。

本发明的技术方案：