[发明专利]一种模块化多维复合防弹板及其制备方法

权利要求书

1.一种模块化多维复合防弹板，其特征在于，包括外层的表面刚性结构层模块、与表面刚性结构层模块连接的三维编织框架、内嵌于三维编织框架内并依次设置的迎弹面陶瓷层模块、中间能量吸收层模块和背弹面防背凸层模块；

所述表面刚性结构层模块由至少一层高性能碳纤维单向或二维织物构成；

所述迎弹面陶瓷层模块由高硬度氧化铝、碳化硅或碳化硼陶瓷片拼接组合，陶瓷片之间由三维纤维织物编织连接成整体；

所述中间能量吸收层模块由超高分子量聚乙烯纤维和芳纶纤维中的一种或两种混杂，浸渍改性热塑性树脂制成单向或二维织物预浸布后叠层组合而成；

所述背弹面防背凸层模块由高性能碳纤维单向或二维织物浸渍改性热固性树脂制成预浸布后叠层组合而成；

所述迎弹面陶瓷层模块、中间能量吸收层模块和背弹面防背凸层模块之间由高性能纤维进行三维编织形成框架整体。

2.如权利要求1所述的一种模块化多维复合防弹板，其特征在于，所述三维纤维织物为超高分子量聚乙烯纤维和芳纶纤维中的一种或两种混杂，进行三维编织而成。

3.如权利要求1所述的一种模块化多维复合防弹板，其特征在于，所述表面刚性结构层模块由1-3层碳纤维单向或二维织物构成。

4.如权利要求1所述的一种模块化多维复合防弹板，其特征在于，所述中间能量吸收层模块由85-95层热塑性预浸布叠层组合而成。

5.如权利要求1所述的一种模块化多维复合防弹板，其特征在于，所述背弹面防背凸层模块由18-21层热固性预浸布叠层组合而成。

6.如权利要求1至5任一项所述的一种模块化多维复合防弹板，其特征在于，背弹面防背凸层模块和表面刚性结构层模块所用的高性能碳纤维，为拉伸强度在3500MPa以上的碳纤维。

7.权利要求1至5任一项所述的一种模块化多维复合防弹板，其特征在于，所述中间能量吸收层模块和三维编织框架所用的超高分子量聚乙烯纤维或芳纶纤维的拉伸强度均在30cN/dtex以上。

8.如权利要求1所述的一种模块化多维复合防弹板，其特征在于，所述的改性热塑性树脂为热固性树脂改性的聚氨酯、聚乙烯、不饱和聚酯树脂或橡胶弹性体；所述的改性热固性树脂是热塑性树脂改性的环氧树脂或酚醛树脂的环氧树脂、酚醛树脂或热固性聚氨酯。

9.一种模块化多维复合防弹板的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)迎弹面陶瓷层模块的制备：在陶瓷片表面涂刷热塑性树脂胶黏剂，将陶瓷片拼接组合后采用超高分子量聚乙烯纤维或芳纶纤维的一种或两种混杂进行三维编织，制成迎弹面陶瓷层模块；

(2)中间能量吸收层模块的制备：将超高分子量聚乙烯纤维和芳纶纤维中的一种或两种混杂，浸渍改性热塑性树脂，树脂含量控制在10-30wt.％，将浸渍改性热塑性树脂的纤维制成单向或二维织物预浸布，叠层组合而成；

(3)背弹面防背凸层模块的制备：将高性能碳纤维制成单向或二维织物，将上述织物浸渍改性热固性树脂，树脂含量控制在30-40wt.％，然后将浸渍改性热固性树脂的织物制成预浸布，叠层组合而成；

(4)按弹丸侵彻方向“迎弹面陶瓷层模块→中间能量吸收层模块的制备→背弹面防背凸层模块”进行铺叠，之后采用超高分子量聚乙烯纤维和芳纶纤维中的一种或两种混杂进行三维编织，将上述模块层编织形成框架整体；

(5)在步骤(4)的框架整体的外表面包覆碳纤维单向或二维织物，制成表面刚性结构层模块，真空导入改性热固性树脂胶液，含胶量控制在30-40wt.％，然后进行模压热固化成型，即得模块化多维复合防弹板。

10.如权利要求9所述的制造方法，其特征在于，步骤(5)中，所述真空导入工序中的真空度在-0.2～-0.8MPa之间调节。