本發(fā)明涉及防彈材料領(lǐng)域，尤其涉及一種阻燃防破片復(fù)合板材及其制備方法。

背景技術(shù)：

在現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)、反恐中，目前實(shí)戰(zhàn)中對(duì)裝甲或個(gè)體造成傷害最多的并非子彈直接擊中，而是過(guò)程中產(chǎn)生的破片。因此我國(guó)軍隊(duì)標(biāo)準(zhǔn)《GJB4300-2002軍用防彈衣安全性能技術(shù)要求》中，規(guī)定了相應(yīng)防破片等級(jí)，公安部也出臺(tái)了相應(yīng)的破片測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)《GA 950-2011防彈材料及產(chǎn)品V50試驗(yàn)方法》。因此軍警都將防破片性能作為了衡量防彈材料品質(zhì)的重要標(biāo)準(zhǔn)。

隨著裝備減重的需求日益增加，高性能纖維防彈板材越來(lái)越多的被應(yīng)用在個(gè)體及裝甲防護(hù)上，由于實(shí)用環(huán)境復(fù)雜，阻燃是防彈板材所面臨的一大問(wèn)題。

目前高性能纖維防彈板主要分芳綸預(yù)浸料防彈板和超高分子量聚乙烯無(wú)緯布層壓板兩種。芳綸板阻燃性能比較好，但由于材料本身比強(qiáng)度原因，因此防破片性能比超高分子量聚乙烯無(wú)緯布層壓板低，同等面密度約低兩個(gè)等級(jí)。超高分子量聚乙烯纖維板是目前同等防破片等級(jí)中，質(zhì)量最輕的材料，但阻燃性較差，如果單純往材料中添加阻燃劑，對(duì)性能影響較大，且仍達(dá)不到很多裝甲所需的阻燃性能。

若想兼具防破片和阻燃性能，將上述兩種材料進(jìn)行復(fù)合是一個(gè)不錯(cuò)的選擇，但是由于兩種纖維目前再制備預(yù)浸料過(guò)程中，大多采用不同的膠粘劑體系，壓制工藝等也不同，復(fù)合起來(lái)存在一定的困難。如何調(diào)整界面體系，將二者更好的結(jié)合成一體，需要一種新的技術(shù)方案以解決上述問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

發(fā)明目的：為了解決現(xiàn)有技術(shù)所存在的問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種兼具優(yōu)異的阻燃性能和防破片性能的阻燃防破片復(fù)合板材及其制備方法。

技術(shù)方案：為達(dá)到上述目的，本發(fā)明可采用如下技術(shù)方案：一種阻燃防破片復(fù)合板材，具體為n層的芳綸預(yù)浸料與超高分子量聚乙烯預(yù)浸料復(fù)合層、m層的芳綸無(wú)緯布以及n層的超高分子量聚乙烯無(wú)緯布進(jìn)行交錯(cuò)層疊的結(jié)構(gòu)，其中m和n中的至少一個(gè)數(shù)值不小于1。

更為優(yōu)選的，所述芳綸預(yù)浸料與超高分子量聚乙烯預(yù)浸料復(fù)合層為單向芳綸預(yù)浸料與單向超高分子量聚乙烯預(yù)浸料90度正交疊加復(fù)合成的機(jī)織布。

更進(jìn)一步的，所述層疊結(jié)構(gòu)通過(guò)膠黏劑復(fù)合層疊。

更為優(yōu)選的，所述交錯(cuò)層疊的結(jié)構(gòu)中n/m的比值大于10。

更進(jìn)一步的，所述膠黏劑選自TPU、含有增粘樹(shù)脂的苯乙烯嵌段類熱塑性彈性體復(fù)配膠粘劑、氯丁膠、改性TPU、天然橡膠與增粘樹(shù)脂的復(fù)配膠中的一種或多種。

本發(fā)明還提出了一種阻燃防破片復(fù)合板材的制備方法，包括如下步驟：

(1)將組成層疊結(jié)構(gòu)的各層的預(yù)浸料先分別通過(guò)膠黏劑進(jìn)行軟化熱壓，軟化溫度為80-120℃，熱壓在液壓機(jī)中進(jìn)行，熱壓溫度為80-220℃；具體的芳綸材料的熱壓溫度不低于180℃，最高溫度保壓時(shí)間不低于10min，超高分子量聚乙烯材料熱壓溫度不超過(guò)130℃，最高溫保壓時(shí)間不低于30min；壓強(qiáng)不低于16MPa；

(2)將層疊結(jié)構(gòu)之間冷壓或熱壓定型，層疊結(jié)構(gòu)之間的界面為膠黏劑或熱熔膠膜，壓制最高溫度不超過(guò)130℃，保壓時(shí)間不低于10分鐘，壓強(qiáng)不低于5MPa；

(3)根據(jù)n和m的比值及阻燃性能要求，在預(yù)浸料膠粘劑界面中添加阻燃劑。

更進(jìn)一步的，所述阻燃劑為無(wú)機(jī)阻燃劑，包括氧化鎂、氧化鋁、硅類阻燃劑中的一種或多種。

有益效果：本發(fā)明所公開(kāi)的一種阻燃防破片復(fù)合板材及其制備方法，具體為n層的芳綸預(yù)浸料與超高分子量聚乙烯預(yù)浸料復(fù)合層、m層的芳綸無(wú)緯布以及n層的超高分子量聚乙烯無(wú)緯布進(jìn)行交錯(cuò)層疊的結(jié)構(gòu)，其中m和n中的至少一個(gè)數(shù)值不小于1；通過(guò)調(diào)整芳綸預(yù)浸料的膠粘劑體系或兩種纖維片層之間的界面體系，將兩者很好結(jié)合成一體，提高芳綸防破片性能的同時(shí)，增強(qiáng)超高分子量聚乙烯材料的阻燃性能，成品兼具優(yōu)異的阻燃性能和防破片性能。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明實(shí)施例1阻燃防破片復(fù)合板材的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明實(shí)施例2阻燃防破片復(fù)合板材的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式，進(jìn)一步闡明本發(fā)明，應(yīng)理解下述具體實(shí)施方式僅用于說(shuō)明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍，在閱讀了本發(fā)明之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員對(duì)本發(fā)明的各種等價(jià)形式的修改均落于本申請(qǐng)所附權(quán)利要求所限定的范圍。

實(shí)施例1：

請(qǐng)參閱圖1所示，一種阻燃防破片復(fù)合板材，具體為n層芳綸預(yù)浸料與超高分子量聚乙烯預(yù)浸料復(fù)合層3的層疊結(jié)構(gòu)，n不小于1；所述芳綸預(yù)浸料與超高分子量聚乙烯預(yù)浸料復(fù)合層為單向芳綸預(yù)浸料與單向超高分子量聚乙烯預(yù)浸料90度正交疊加復(fù)合成的機(jī)織布；所述層疊結(jié)構(gòu)通過(guò)膠黏劑復(fù)合層疊，所述膠黏劑為TPU。

一種阻燃防破片復(fù)合板材的制備方法，包括如下步驟：

(1)將組成層疊結(jié)構(gòu)的各層包含有膠黏劑的預(yù)浸料先分別通過(guò)膠黏劑在液壓機(jī)中進(jìn)行軟化熱壓，軟化溫度為80-120℃；

(2)將層疊結(jié)構(gòu)之間熱壓定型，層疊結(jié)構(gòu)之間的界面為膠黏劑或熱熔膠膜，最高溫度為125℃，保壓時(shí)間不低于30分鐘，壓力不低于16MPa。

(3)根據(jù)阻燃性能要求，在預(yù)浸料膠粘劑界面中添加阻燃劑；其中，阻燃劑為無(wú)機(jī)阻燃劑，包括氧化鎂、氧化鋁、硅類阻燃劑中的一種或多種。

實(shí)施例2：

請(qǐng)參閱圖2所示，一種阻燃防破片復(fù)合板材，具體為m層的芳綸無(wú)緯布2、n層的超高分子量聚乙烯無(wú)緯布3、m層的芳綸無(wú)緯布2層疊的結(jié)構(gòu)，所述m層的芳綸無(wú)緯布與n層的超高分子量聚乙烯無(wú)緯布進(jìn)行交錯(cuò)層疊的結(jié)構(gòu)中n/m的比值大于10；所述層疊結(jié)構(gòu)通過(guò)膠黏劑復(fù)合層疊；所述膠黏劑為氯丁膠。

一種阻燃防破片復(fù)合板材的制備方法，包括如下步驟：

(1)將組成層疊結(jié)構(gòu)的各層的預(yù)浸料先分別通過(guò)膠黏劑進(jìn)行軟化熱壓，軟化溫度為80-120℃；熱壓在液壓機(jī)中進(jìn)行，芳綸材料的熱壓溫度不低于180℃，最高溫度保壓時(shí)間不低于10min，超高分子量聚乙烯材料熱壓溫度為128℃，最高溫保壓時(shí)間不低于30min；

(2)將層疊結(jié)構(gòu)之間冷壓或熱壓定型，最高溫度不超過(guò)130度，保壓時(shí)間不低于10分鐘，壓力為10MPa。

(3)根據(jù)n和m的比值及阻燃性能要求，在預(yù)浸料膠粘劑界面中添加阻燃劑；其中所述阻燃劑為無(wú)機(jī)阻燃劑，包括氧化鎂、氧化鋁、硅類阻燃劑中的一種或多種。

實(shí)施例3：

所述膠黏劑為含有增粘樹(shù)脂的苯乙烯嵌段類熱塑性彈性體復(fù)配膠粘劑，其中增粘樹(shù)脂比重不超過(guò)50％；其余結(jié)構(gòu)、制備方法與實(shí)施例1相同。

實(shí)施例4：

所述膠黏劑為天然橡膠與增粘樹(shù)脂的復(fù)配膠，其余結(jié)構(gòu)、制備方法與實(shí)施例2相同。

將實(shí)施例1-4的成品復(fù)合板材進(jìn)行測(cè)試，極限氧指數(shù)不低于30，防破片V50值不低于650m/s。傳統(tǒng)超高分子量聚乙烯極其改性纖維板材一般極限氧指數(shù)不高于22。同等面密度的純芳綸裝甲板防破片V50值不高于550m/s，可提高15％以上。