一種新型防刺砸防彈組合物的製作方法
2023-07-10 16:04:31 3
本發明屬於化學領域，涉及一種新型防刺砸防彈組合物。
背景技術：
到目前為止，市場上能購買的，文獻報導的或者在部隊中使用的防刺砸防彈衣，其基本結構較早的一類，是以高硬度高剛性的金屬，陶瓷或玻璃鋼做插片的防砸刺防彈衣，作為防彈防砸基質材料，金屬比重大，陶瓷容易裂，玻璃鋼防彈防刺砸能力較差；而後發展的一類，是用多層凱芙拉（kevlar）芳綸纖維層或者超高分子量聚乙烯纖維與高硬度高剛性材料組成的複合物，這類結構雖然提高了防砸刺防彈及防裂能力，但由於需多層纖維與防彈材料（合金或陶瓷）複合，仍然較重。專利cn201310616776.1提供了一種軟質防彈防刺片材，所述的防彈防刺片由下述材料組成，從迎彈迎刺面開始依次的材料為：芳綸纖維浸膠機織布防刺層，芳綸纖維無緯布防彈層，pc板層及減震eva層。所述的芳綸纖維可用超高分子量聚乙烯纖維替換。該專利的防彈防刺片材質量較重，製造防彈衣穿戴不方便。
技術實現要素：
為了克服現有技術的不足，本發明提供一種新型防刺砸防彈組合物，防刺砸防彈效果好，質量輕。
本發明提供了如下的技術方案：
一種新型防刺砸防彈組合物，包括高粘性樹脂組合物、高硬度填料和外包夾編織物，所述高粘性樹脂組合物包括杜仲樹脂、環氧樹脂和固化劑。
在上述方案中優選的是，所述組合物還包括高強度纖維。
在上述任一方案中優選的是，包括重量份如下的各組分：杜仲樹脂1-4份，環氧樹脂2-5份，固化劑2-5份，高強度纖維0-3份，高硬度填料28-45份，以及外包夾編織物。
加入高強度纖維的量的根據是看基質粘度大小，粘度大，就少加纖維，粘度小，就多加點纖維，粘度太大，就不加。
在上述任一方案中優選的是，所述杜仲樹脂、所述環氧樹脂、所述固化劑、所述高強度纖維和所述高硬度填料混合後，製成不同形狀的混合物包夾在兩層外包夾編織物之間，每層所述外包夾編織物用量根據所包夾的所述混合物的面積或使用的模具的面積決定。
在上述任一方案中優選的是，所述杜仲樹脂、所述環氧樹脂、所述固化劑、所述高強度纖維和所述高硬度填料混合後，製成不同形狀的混合物包夾在兩層外包夾編織物之間，每層所述外包夾編織物的面積與包夾的所述混合物的面積或使用的模具的面積一致。
在上述任一方案中優選的是，包括重量份如下的各組分：杜仲樹脂2.4份，環氧樹脂2.4份，固化劑3.2份，高硬度填料30份，以及外包夾編織物。
在上述任一方案中優選的是，包括重量份如下的各組分：杜仲樹脂1.5份，環氧樹脂4.5份，固化劑4份，高硬度填料40份，以及外包夾編織物。
在上述任一方案中優選的是，包括重量份如下的各組分：杜仲樹脂1.5份，環氧樹脂4.5份，固化劑4份，高硬度填料41.3份，以及外包夾編織物。
在上述任一方案中優選的是，包括重量份如下的各組分：杜仲樹脂2.4份，環氧樹脂2.4份，固化劑3.2份，高強度纖維0.3份，高硬度填料35份，以及外包夾編織物。
在上述任一方案中優選的是，包括重量份如下的各組分：杜仲樹脂1.5份，環氧樹脂4.5份，固化劑4份，高強度纖維0.4份，高硬度填料37份，以及外包夾編織物。
在上述任一方案中優選的是，包括重量份如下的各組分：杜仲樹脂2.8份，環氧樹脂2.8份，固化劑2.4份，高強度纖維2份，高硬度填料34份，以及外包夾編織物。
在上述任一方案中優選的是，所述高強度纖維為超高分子量聚乙烯纖維，芳綸纖維或碳纖維。
在上述任一方案中優選的是，所述高強度纖維剪短為5~10mm。
在上述任一方案中優選的是，所述高硬度填料為金剛石粉，碳化矽粉，石英砂，陶瓷粉及石墨烯中的一種或幾種。
在上述任一方案中優選的是，所述固化劑為低分子聚醯胺。
在上述任一方案中優選的是，所述外包夾編織物為尼龍搭扣、帶有鉤狀物的織物或帶射出鉤的發卡織物。
在上述任一方案中優選的是，所述尼龍搭扣為帶有鉤狀物的尼龍搭扣。
在上述任一方案中優選的是，製備時，先將所述杜仲樹脂與所述環氧樹脂混勻，然後加入固化劑混勻，再加入高強度纖維混勻，再加入高硬度填料混勻得到混合物，最後，將所述混合物夾入兩層所述外包夾編織物之間，並置於模型中固化完成。
在上述任一方案中優選的是，所述尼龍搭扣、帶有鉤狀物的織物或帶射出鉤的發卡織物的帶鉤的針面朝內。
在上述任一方案中優選的是，所述尼龍搭扣、帶有鉤狀物的織物或帶射出鉤的發卡織物的帶鉤的針面朝內向所述混合物。
本發明包括高粘性樹脂組合物，高強度纖維，高硬度填料及編織物。本發明構思的最大特點就是，充分利用杜仲樹脂及環氧樹脂組成的雙樹脂體系優良的粘性，將高硬度的填料粘合在一起，形成一個高硬度的防砸刺防彈的基體，而再在其中加入高強度短纖維，使其均勻分布在基質中，這樣一來，它在突然受到衝擊性外力的打擊下，不至於炸裂，最後在外面再加一層特殊結構的編織物，尼龍搭扣或發卡，由於它們的一面上織有射出的鉤針，可以埋入由高硬度的樹脂體系中，從而使防裂能力更進一步提高。
具體實施方式
為了進一步了解本發明的技術特徵，下面結合具體實施例對本發明進行詳細地闡述。實施例只對本發明具有示例性的作用，而不具有任何限制性的作用，本領域的技術人員在本發明的基礎上做出的任何非實質性的修改，都應屬於本發明的保護範圍。
本發明芳綸纖維優選凱芙拉芳綸纖維。本發明使用的外包夾編織物均為市售產品，其厚度按照購買的厚度使用即可。本發明的杜仲樹脂可採用現有的提取、合成等方法得到，或者購買得到。
實施例1：
一種新型防刺砸防彈組合物，包括杜仲樹脂2.4份，環氧樹脂（6101）2.4份，混勻，加低分子聚醯胺3.2份混勻，加金剛石粉30份，混勻包夾在兩層尼龍搭扣之間（針面朝內），裝入模型中加壓固化成型。
包夾混合物的上下兩層尼龍搭扣的均面積與裝入混合物材料模具的面積一樣。
實施例2：
一種新型防刺砸防彈組合物，包括杜仲樹脂1.5份，環氧樹脂（6101）4.5份，混勻，加低分子聚醯胺4份混勻，加金剛石粉40份，混勻包夾在兩層尼龍搭扣之間（針面朝內），裝入模型中加壓固化成型。
包夾混合物的上下兩層尼龍搭扣的均面積與裝入混合物材料模具的面積一樣。
實施例3：
一種新型防刺砸防彈組合物，包括杜仲樹脂1.5份，環氧樹脂（6101）4.5份，低分子聚醯胺4份，混勻，加石墨烯1.3份，混勻，加金剛石粉40份，混勻，包夾在兩層尼龍搭扣之間（針面朝內），裝入模型中加壓固化成型。
包夾混合物的上下兩層尼龍搭扣的均面積與裝入混合物材料模具的面積一樣。
石墨烯是超細納米結構，比重小，為提高硬度，加入量可少一些。
實施例4：
一種新型防刺砸防彈組合物，包括杜仲樹脂2.4份，環氧樹脂（6101）2.4份，混勻，加低分子聚醯胺3.2份，加金剛石粉35份，混勻，加超高分子量聚乙烯短纖維0.3份，混勻，包夾在兩層發卡之間（針面朝內），裝入模型中加壓固化成型。所述超高分子量聚乙烯短纖維剪短為5~10mm。
包夾混合物的上下兩層尼龍搭扣的均面積與裝入混合物材料模具的面積一樣。
加入超高分子量聚乙烯纖維，目的是提高基質的整體性。
實施例5：
一種新型防刺砸防彈組合物，包括杜仲膠1.5份；環氧樹脂（6101）4.5份克，加熱混勻，加低分子聚醯胺4份，混勻，加芳綸短纖維0.4份混勻，加石墨烯2份，混勻，加金剛石粉35份混勻，包夾在兩層尼龍搭扣之間（針面朝內），裝入模型中加壓固化成型。所述芳綸短纖維剪短為5~10mm。
包夾混合物的上下兩層尼龍搭扣的均面積與裝入混合物材料模具的面積一樣。
加入芳綸纖維也是為了提高基質整體性，與上超高分子量聚乙烯短纖維的差別是，芳綸纖維分子極性比聚乙烯大，與樹脂基質的粘合性好。
實施例6：
一種新型防刺砸防彈組合物，包括杜仲樹脂2.8份，環氧樹脂2.8份，混勻加低分子聚醯胺2.4份，混勻，加碳纖維2份，混勻，加石墨烯1份，混勻，加金剛石粉33份，混勻，包夾在兩層尼龍搭扣之間（針面朝內），裝入模型中加壓固化成型。所述碳纖維剪短為5~10mm。
包夾混合物的上下兩層尼龍搭扣的均面積與裝入混合物材料模具的面積一樣。
加入碳纖維是為了提高基質整體性，碳纖維的特點是纖維剛度大，它的加入，比超高分子量聚乙烯短纖維和芳綸短纖維，對提高整體硬度有貢獻。
實施例7：
一種新型防刺砸防彈組合物，包括杜仲樹脂4份，環氧樹脂2份，混勻加低分子聚醯胺5份，混勻，加碳纖維2份，混勻，加金剛石粉45份，混勻，包夾在兩層尼龍搭扣之間（針面朝內），裝入模型中加壓固化成型。所述碳纖維剪短為5~10mm。
包夾混合物的上下兩層尼龍搭扣的均面積與裝入混合物材料模具的面積一樣。
實施例8：
一種新型防刺砸防彈組合物，包括杜仲樹脂1份，環氧樹脂5份，混勻加低分子聚醯胺2份，混勻，加碳纖維3份，混勻，加金剛石粉28份，混勻，包夾在兩層尼龍搭扣之間（針面朝內），裝入模型中加壓固化成型。所述碳纖維剪短為5~10mm。
包夾混合物的上下兩層尼龍搭扣的均面積與裝入混合物材料模具的面積一樣。
為了證實本發明所述按實施例製備的樣品的抗刺砸防彈能力，將製備的樣品與不同材料進行了如下對比：
1、抗刺砸對比。將其與玻璃鋼，豬骨頭，瓷磚及碳化硼板進行了對比。方法是用鋼釘釘尖在重力作用下砸待測樣品，要求砸的深度越淺越好，同時還要不被砸裂。具體方法是先將鋼釘置於待測物上，用一個6.8公斤的重物，在距離鋼釘頂部10cm處以自由落體方式，砸向待測物，鋼釘釘尖受此衝擊力後，會砸入待測樣品內部，砸入深度，即是其抗砸能力。所測結果，玻璃鋼的砸入深度，大多在1mm左右，豬骨頭的更深，深度達1cm，而瓷磚硬度雖高一些，但用此法一砸即裂，碳化硼防彈板只是微痕（著名的美國「攔截者」防彈衣起主要防彈作用的防彈板就是碳化硼插板）。而本發明實施例製備的樣品的砸痕比碳化硼明顯。
2、進行了不同樣品的硬度對比，用莫氏硬度筆刻畫，玻璃鋼的莫氏硬度約為6；豬骨頭的莫氏硬度4~5；而瓷磚硬度莫氏硬度~7；碳化硼防彈板莫氏硬度9~10；本發明製備的樣品，莫氏硬度也在9~10之間。而硬度高低是表示能否作為防彈板的基本要求，說明，本發明的樣品具備了做防彈板的要求。本發明的實施例的樣品莫氏硬度都可達到9。
3、進行了抗砸裂的對比，方法是將一直徑6mm鋼珠放在待測樣品上，直接用鐵榔頭砸在鋼珠上（模仿子彈）,觀測樣品是裂，還是不裂。結果，砸玻璃鋼，不裂；砸豬頭，裂；砸瓷磚，裂；砸碳化硼防彈板，也裂（著名的美國「攔截者」防彈衣起主要防彈作用的防彈板就是碳化硼插板）。而本發明製備的樣品，砸後，毫髮無損。可見，在高衝擊能打擊下，本發明吸收衝擊能的能力，由於有織物參與基質大大加強了樣品的整體性，而遠遠超過了碳化硼陶瓷板。本發明的上述實施例中所述樣品，均砸不裂。
4、迄今，防彈衣基本結構是，由高硬度防彈插板與多層高強度織物複合，前者起吸收衝擊能的主要作用，多層高強度織物起緩衝作用。如美國攔截者防彈衣的前後兩塊250mm*300mm，厚10mm碳化硼陶瓷插板，重量已達3.6公斤，除此之外，還要與3.8公斤的kevlar纖維布組成複合層，這樣重量就達7.4公斤。而本發明實施例6製備的樣品比重也只有2.05克/釐米立方（碳化硼比重為2.6克/釐米立方），本發明按上述相同尺寸，也做成面積250mm×300mm的兩塊插板，由於織物已經和防彈板基質材料混合在一起，不再需要另加厚厚的kevlar複合層了，即使我們將插板的厚度即使提高到12mm，這樣總重量也只有3.70公斤，就是加上裝插板的單層布兜衣，也比美國「攔截者」防彈衣7.4公斤重量小多了。