[发明专利]一种自修复防弹复合板材及其制造方法

说明书

本发明公开了一种自修复防弹复合板材及其制造方法，所述的自修复防弹复合板材包括自修复防弹层，所述的自修复防弹层包括壳体，壳体内填充自修复材料，所述的自修复材料由陶瓷球和剪切增稠液体组成。本发明的自修复防弹层在受到子弹冲击时，自修复防弹层内部剪切增稠液体瞬间变得强韧无比，将陶瓷球固定，并且能将冲击力迅速分散开来，内部的高强陶瓷球受到冲击，部分碎裂，进而吸收能量，起到防弹的作用。在首次防弹过程中，自修复防弹层受到冲击，部分陶瓷球受到冲击挤压而碎裂，出现缺陷，但在失去冲击后，剪切增稠液体恢复粘性，带动剩余完好陶瓷球填充修复缺陷，实现了自修复。

技术领域

本发明涉及防弹领域，具体涉及一种自修复防弹复合板材及其制造方法。

背景技术

自上个世纪九十年代后期，高强度陶瓷由于其高强质轻的优点，逐渐取代金属材料，成为了防弹装备的首选材料。其防弹机理主要是高速运动的子弹在遇到防弹插板时，产生高压导致防弹插板中陶瓷板通过粉碎和断裂来吸收能量，在此过程中，陶瓷板由于受到子弹的压应力过大而发生变形、钝化，甚至破裂，达到防弹效果，实现了比金属材料更加有效的防护。然而，此种通过陶瓷板结构粉碎达到的防弹效果使防弹插板失去了后续防护性能，因而在某些紧急事件的应用过程中，无法对作战人员达到更好的保护。

发明内容

有鉴于此，为了更好地保护我军作战人员，解决实战过程中由于陶瓷插板首次防弹后碎裂而使防弹装备失去防护性能的问题，通过合理的结构设计，本发明了的目的在于：提供一种自修复防弹复合板材及其制造方法。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案:

一种自修复防弹复合板材，包括自修复防弹层，所述的自修复防弹层包括壳体，壳体内填充自修复材料，所述的自修复材料由陶瓷球和剪切增稠液体组成。

优选地，所述的自修复防弹复合板材还包括包覆层和防弹背层，所述的自修复防弹层设置在包覆层和防弹背层之间。

优选地，所述的陶瓷球为氧化铝、碳化硅、碳化硼、氮化硅、氧化锆、氮化钛、氮化铝、石英中的一种或多种的组合体；所述的陶瓷球的粒径为0.01～100mm。

优选地，所述的剪切增稠液体包括有机溶剂和无机粒子，所述的剪切增稠液体中有机溶剂的重量份数为50～99％。

优选地，所述的有机溶剂为多醇类单体或多醇类单体低聚物中的一种或多种；所述的多醇类单体为甘油、丙二醇、丁二醇、己二醇、戊二醇中的一种或多种；所述的多醇类单体低聚物为聚乙二醇、聚丙二醇中的一种或两种混合物，所述的多醇类单体低聚物的分子量为100～3000g/mol。

优选地，所述的无机粒子为二氧化硅、二氧化钛、三氧化铝、氧化镁、碳酸钙中的一种或多种，粒径为1nm～1000nm。

优选地，所述的剪切增稠液体还包括些表面处理剂，所述的表面处理剂为硅烷偶联剂，硅烷偶联剂使用量为无机粒子的0.1～5％。

优选地，所述的剪切增稠液体的制备方法如下：

将有机溶剂倒入烧杯中，加入搅拌子，并放入到磁力搅拌器中；

打开磁力搅拌器，将无机粒子和表面处理剂缓慢加入至烧杯中；

将烧杯放入超声波清洗器进行震荡，至混合液体澄清无气泡即得剪切增稠液体；

其中，磁力搅拌器的搅拌速度可设置为1500-2000r/min；超声波清洗器的功率为100-120W。

优选地，所述的壳体为金属壳体或纤维和树脂组成的复合材料壳体。

优选地，所述的防弹背层由防弹纤维和树脂热压制成，树脂占防弹背层的质量百分数小于30％。

优选地，所述的防弹纤维为超高分子量聚乙烯纤维、芳纶纤维、碳纤维、PBO纤维中的一种或多种。