一种多层梯度结构软质防弹衣及其制备方法与流程

1.本发明涉及防弹复合材料领域，尤其涉及一种多层梯度结构软质防弹衣及其制备方法。


背景技术：

2.软质防弹衣(简称防弹衣)中的防弹部分一般是由若干层ud复合布(纤维增强树脂复合布)叠层，再按照要求形状裁切而成。防弹衣的主要防弹机理是：当子弹碰触到防弹衣时，子弹的动能被纤维扩散开，直至动能被消减为零，从而子弹停止侵彻，最终被拦截在防弹衣中。
3.防弹衣防弹性能中还涉及背凸的要求，即子弹入侵防弹衣后未形成穿透，但在防弹衣的背面形成一定高度的凸起，其凸起高度值即为背凸。为防止防弹衣背凸过大，根据经验，一般设计防弹衣安全裕度时，其子弹穿透防弹衣中ud复合布的0
°
/90
°
单元不能超过防弹衣中总0
°
/90
°
单元的40％。
4.ga141-2010《警用防弹衣》标准中明确要求：防弹层中的各层防弹材料规格尺寸应一致。此要求可保障同一批次中的防弹衣质量一致，但也存在一定的缺陷，防弹衣的性能受制于防弹材料的性能约束较大，当防弹材料固定时，防弹衣的防弹性能也几乎无改进的空间。受制于生产设备、生产技术以及防弹衣对柔软度的需求限制，目前防弹衣用ud复合布的结构，其0
°
/90
°
单元一般不超过6个，若干层此结构的ud复合布叠层在一起，层与层之间存在空隙，并且层与层之间无固定介质，当子弹入侵防弹衣时，子弹的能量在ud复合布层与层之间的传播会出现中断、折返、延时传播等现象，致使防弹衣防弹性能与理论性能相比减弱。


技术实现要素：

5.本发明的目的是针对现有技术中的不足，提供一种多层梯度结构软质防弹衣及其制备方法。
6.为实现上述目的，本发明采取的技术方案是：
7.本发明的第一方面是提供一种多层梯度结构软质防弹衣，包括：防弹层、以及与所述防弹层配合使用的减背凸层；
8.其中，所述防弹层包括：若干层依次叠层设置的第一复合布，每一所述第一复合布均包括：若干层依次设置的第二复合布；所述第一复合布的面密度自所述防弹层远离所述减背凸层的一侧向所述防弹层靠近所述减背凸层的一侧递减。
9.优选地，所述第一复合布的层数不低于3层。
10.优选地，每一所述第一复合布中，所述第二复合布的层数均不低于4层。
11.优选地，所述第二复合布包括：0
°
/90
°
ud复合布、或0
°
/90
°
/45
°
/135
°
ud复合布中的至少一种。
12.优选地，所述第一复合布的面密度为0.1kg/m
2-1.5kg/m2。
13.优选地，所述减背凸层的面密度为0.1kg/m
2-1.5kg/m2。
14.优选地，所述防弹层的面密度为2.8kg/m
2-6.0kg/m2。
15.本发明的第二方面是提供上述多层梯度结构软质防弹衣的制备方法，步骤包括：
16.s1、采用热压硫化装置将若干所述第二复合布复合制成所述第一复合布；
17.所制得的若干所述第一复合布的面密度递减；
18.s2、对若干所述第一复合布进行折弯处理后，将若干层所述第一复合布按面密度递减的顺序进行叠层处理并进行裁切处理，即得所述防弹层；
19.s3、于所述防弹层面密度最低的一侧叠加所述减背凸层，即得所述多层梯度结构软质防弹衣。
20.本发明采用以上技术方案，与现有技术相比，具有如下技术效果：
21.本发明的防弹层由不同层数的第二复合布组成，防弹层自迎弹面起的各层第一复合布，其面密度递减，面密度大且防弹性能强的第一复合布放在迎弹面前部，可减少子弹穿透的比率，面密度越小的第一复合布柔软性越好，将面密度较小的第一复合布放在贴身面，起间接分散弹丸动能的作用，同时，增加防弹衣的柔软度，使其更贴合身体生理曲线。
附图说明
22.图1为本发明一实施例中多层梯度结构软质防弹衣的基本结构示意图；
23.图2为本发明一实施例中第一复合布的基本结构示意图；
24.图中的附图标记包括：
25.防弹层1；第一复合布11；第二复合布111；减背凸层2。
具体实施方式
26.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
27.需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
28.下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为本发明的限定。
29.实施例1
30.本实施例提供一种多层梯度结构软质防弹衣的制备方法，步骤包括：
31.用强度≥41cn/dtex、模量≥1700cn/dtex、断裂伸长率≥2.6％的超高分子量聚乙烯纤维和x型聚氨酯胶粘剂，制造结构为0
°
/90
°
的第二复合布111；
32.采用热压硫化装置将21层所述第二复合布111复合制成面密度为1.435kg/m2、结构为[0
°
/90
°
]
21
的第一复合布11(本实施例中后称a1型ud复合布)，将9层所述第二复合布111复合制成面密度为0.615kg/m2、结构为[0
°
/90
°
]9的另一第一复合布11(本实施例中后称a2型ud复合布)，将6层所述第二复合布111复合制成面密度为0.41kg/m2、结构为[0
°
/90
°
]6的再一第一复合布11(本实施例中后称a3型ud复合布)；
[0033]
对a1型ud复合布、a2型ud复合布以及a3型ud复合布分别进行折弯处理后，按照1层
a1型ud复合布、2层a2型ud复合布以及1层a3型ud复合布的顺序进行叠层处理并进行裁切处理，即得面密度为3.1kg/m2的防弹层1；
[0034]
于所述防弹层1面密度最低的一侧叠加面密度为0.5kg/m2的所述减背凸层2，即得所述多层梯度结构软质防弹衣。
[0035]
实施例2
[0036]
本实施例提供另一种多层梯度结构软质防弹衣的制备方法，步骤包括：
[0037]
用强度≥41cn/dtex、模量≥1700cn/dtex、断裂伸长率≥2.6％的超高分子量聚乙烯纤维和x型聚氨酯胶粘剂，制造结构为0
°
/90
°
的第二复合布111；
[0038]
采用热压硫化装置将21层所述第二复合布111复合制成面密度为1.435kg/m2、结构为[0
°
/90
°
]
21
的第一复合布11(本实施例中后称b1型ud复合布)，将15层所述第二复合布111复合制成面密度为1.025kg/m2、结构为[0
°
/90
°
]
15
的另一第一复合布11(本实施例中后称b2型ud复合布)，将9层所述第二复合布111复合制成面密度为0.615kg/m2、结构为[0
°
/90
°
]9的再一第一复合布11(本实施例中后称b3型ud复合布)，将3层所述第二复合布111复合制成面密度为0.205kg/m2、结构为[0
°
/90
°
]3的又一第一复合布11(本实施例中后称b4型ud复合布)；
[0039]
对b1型ud复合布、b2型ud复合布、b3型ud复合布以及b4型ud复合布分别进行折弯处理后，按照1层b1型ud复合布、2层b2型ud复合布、1层b3型ud复合布以及1层b4型ud复合布的顺序进行叠层处理并进行裁切处理，即得面密度为4.3kg/m2的防弹层1；
[0040]
于所述防弹层1面密度最低的一侧叠加面密度为0.7kg/m2的所述减背凸层2，即得所述多层梯度结构软质防弹衣。
[0041]
实施例3
[0042]
本实施例提供另一种多层梯度结构软质防弹衣的制备方法，步骤包括：
[0043]
用强度≥40cn/dtex、模量≥1600cn/dtex、断裂伸长率≥2.6％的超高分子量聚乙烯纤维和x型聚氨酯胶粘剂，制造结构为0
°
/90
°
的第二复合布111以及结构为0
°
/90
°
/45
°
/135
°
的第二复合布111；
[0044]
采用热压硫化装置将18层0
°
/90
°
ud复合布复合制成面密度为1.38kg/m2、结构为[0
°
/90
°
]
18
的第一复合布11(本实施例中后称c1型ud复合布)，将6层0
°
/90
°
/45
°
/135
°
ud复合布复合制成面密度为0.92kg/m2、结构为[0
°
/90
°
/45
°
/135
°
]6的另一第一复合布11(本实施例中后称c2型ud复合布)，将9层0
°
/90
°
ud复合布复合制成面密度为0.69kg/m2、结构为[0
°
/90
°
]9的再一第一复合布11(本实施例中后称c3型ud复合布)，将6层0
°
/90
°
ud复合布复合制成面密度为0.46kg/m2、结构为[0
°
/90
°
]6的又一第一复合布11(本实施例中后称c4型ud复合布)，将3层0
°
/90
°
ud复合布复合制成面密度为0.23kg/m2、结构为[0
°
/90
°
]3的还一第一复合布11(本实施例中后称c5型ud复合布)；
[0045]
对c1型ud复合布、c2型ud复合布、c3型ud复合布、c4型ud复合布以及c5型ud复合布分别进行折弯处理后，按照1层c1型ud复合布、1层c2型ud复合布、1层c3型ud复合布、1层c4型ud复合布以及1层c5型ud复合布的顺序进行叠层处理并进行裁切处理，即得面密度为3.7kg/m2的防弹层1；
[0046]
于所述防弹层1面密度最低的一侧叠加面密度为0.7kg/m2的所述减背凸层2，即得所述多层梯度结构软质防弹衣。
[0047]
对比例1
[0048]
本对比例提供另一种多层梯度结构软质防弹衣的制备方法，步骤包括：
[0049]
用强度≥41cn/dtex、模量≥1700cn/dtex、断裂伸长率≥2.6％的超高分子量聚乙烯纤维和x型聚氨酯胶粘剂，制造面密度为0.205kg/m2、结构为[0
°
/90
°
]3的ud复合布，用17层此ud复合布叠层并裁切成防弹衣防弹层，其防弹层防弹材料总面密度为3.5kg/m2，再加面密度为0.5kg/m2的减背凸材料，即得所述多层梯度结构软质防弹衣。
[0050]
对比例2
[0051]
本对比例提供另一种多层梯度结构软质防弹衣的制备方法，步骤包括：
[0052]
用强度≥41cn/dtex、模量≥1700cn/dtex、断裂伸长率≥2.6％的超高分子量聚乙烯纤维和x型聚氨酯胶粘剂，制造面密度为0.205kg/m2、结构为[0
°
/90
°
]3的ud复合布，用23层此ud复合布叠层并裁切成防弹衣防弹层，其防弹层防弹材料总面密度为4.7kg/m2，再加面密度为0.7kg/m2的减背凸材料，即得所述多层梯度结构软质防弹衣。
[0053]
对比例3
[0054]
本对比例提供另一种多层梯度结构软质防弹衣的制备方法，步骤包括：
[0055]
用强度≥40cn/dtex、模量≥1600cn/dtex、断裂伸长率≥2.6％的超高分子量聚乙烯纤维和x型聚氨酯胶粘剂，制造面密度为0.230kg/m2、结构为[0
°
/90
°
]3的ud复合布，用23层此ud复合布叠层并裁切成防弹衣防弹层，其防弹层防弹材料总面密度为4.6kg/m2，再加面密度为0.7kg/m2的减背凸材料，即得所述多层梯度结构软质防弹衣。
[0056]
检测实施例
[0057]
分别将实施例1以及对比例1制得的多层梯度结构软质防弹衣测试ga141-2010 2级(常温)，即54式手枪发射的51式铅芯弹，测试结果见表1。
[0058]
表1
[0059][0060]
通过对比例1和实施例1的数据可看出，在相同原材料纤维和胶粘剂的情况下，本发明的面密度比现有主流结构防弹衣降低约11％，同时，平均背凸值降低约59％，子弹穿透率降低约46％。
[0061]
分别将实施例2以及对比例2制得的多层梯度结构软质防弹衣测试ga141-2010 3级(常温)，即79式轻型冲锋枪发射的51式铅芯弹，测试结果见表2。
[0062]
表2
[0063][0064]
通过对比例2和实施例2的数据可看出，在相同原材料纤维和胶粘剂的情况下，本发明的面密度比现有主流结构防弹衣降低约9％，同时，平均背凸值降低约69％，子弹穿透率降低约59％。
[0065]
分别将实施例3以及对比例3制得的多层梯度结构软质防弹衣测试nij0101.06 iiia级(常温)，即44magnum铅芯弹，测试结果见表3。
[0066]
表3
[0067][0068][0069]
通过对比例3和实施例3的数据可看出，在相同原材料纤维和胶粘剂的情况下，本发明的面密度比现有主流结构防弹衣降低约20％，同时，在防弹衣防弹材料的ud层中，子弹穿透率降低约48％。
[0070]
综上所述，本发明的防弹层由不同层数的第二复合布组成，防弹层自迎弹面起的各层第一复合布，其面密度递减，面密度大且防弹性能强的第一复合布放在迎弹面前部，可减少子弹穿透的比率，面密度越小的第一复合布柔软性越好，将面密度较小的第一复合布放在贴身面，起间接分散弹丸动能的作用，同时，增加防弹衣的柔软度，使其更贴合身体生理曲线。
[0071]
以上所述仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本发明说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本发明的保护范围内。

技术特征：
1.一种多层梯度结构软质防弹衣，其特征在于，包括：防弹层(1)、以及与所述防弹层(1)配合使用的减背凸层(2)；其中，所述防弹层(1)包括：若干层依次叠层设置的第一复合布(11)，每一所述第一复合布(11)均包括：若干层依次设置的第二复合布(111)；所述第一复合布(11)的面密度自所述防弹层(1)远离所述减背凸层(2)的一侧向所述防弹层(1)靠近所述减背凸层(2)的一侧递减。2.根据权利要求1所述的多层梯度结构软质防弹衣，其特征在于，所述第一复合布(11)的层数不低于3层。3.根据权利要求1所述的多层梯度结构软质防弹衣，其特征在于，每一所述第一复合布(11)中，所述第二复合布(111)的层数均不低于4层。4.根据权利要求1所述的多层梯度结构软质防弹衣，其特征在于，所述第二复合布(111)包括：0
°
/90
°
ud复合布、或0
°
/90
°
/45
°
/135
°
ud复合布中的至少一种。5.根据权利要求1所述的多层梯度结构软质防弹衣，其特征在于，所述第一复合布(11)的面密度为0.1kg/m
2-1.5kg/m2。6.根据权利要求1所述的多层梯度结构软质防弹衣，其特征在于，所述减背凸层(2)的面密度为0.1kg/m
2-1.5kg/m2。7.根据权利要求1所述的多层梯度结构软质防弹衣，其特征在于，所述防弹层(1)的面密度为2.8kg/m
2-6.0kg/m2。8.一种如权利要求1-7任一项所述多层梯度结构软质防弹衣的制备方法，其特征在于，步骤包括：s1、采用热压硫化装置将若干层所述第二复合布(111)复合制成所述第一复合布(11)；所制得的若干所述第一复合布(11)的面密度递减；s2、对若干所述第一复合布(11)进行折弯处理后，将若干层所述第一复合布(11)按面密度递减的顺序进行叠层处理并进行裁切处理，即得所述防弹层(1)；s3、于所述防弹层(1)面密度最低的一侧叠加所述减背凸层(2)，即得所述多层梯度结构软质防弹衣。

技术总结
本发明涉及防弹复合材料领域，提供一种多层梯度结构软质防弹衣，包括：防弹层、以及与防弹层配合使用的减背凸层；其中，防弹层包括：若干层依次叠层设置的第一复合布，每一第一复合布均包括：若干层依次设置的第二复合布；第一复合布的面密度自防弹层远离减背凸层的一侧向防弹层靠近减背凸层的一侧递减；本发明的防弹层由不同层数的第二复合布组成，防弹层自迎弹面起的各层第一复合布，其面密度递减，面密度大且防弹性能强的第一复合布放在迎弹面前部，可减少子弹穿透的比率，面密度越小的第一复合布柔软性越好，将面密度较小的第一复合布放在贴身面，起间接分散弹丸动能的作用，同时，增加防弹衣的柔软度，使其更贴合身体生理曲线。线。线。


技术研发人员：巩娜娟 于天 谭嘉怡 付珊珊 孙左 王奇聪
受保护的技术使用者：上海斯瑞科技有限公司
技术研发日：2023.06.09
技术公布日：2023/8/30