[发明专利]气凝胶防弹衣

说明书

本发明提供了一种气凝胶防弹衣，由从外至内依次设置的防弹纤维层、第一防弹板层、第一气凝胶层、第二防弹板层、第二气凝胶层组成，各层间通过胶粘剂粘合在一起；所述第一防弹板层及第二防弹板层由若干块防弹块拼合而成，第一防弹板层的防弹块为开孔泡沫金属块，第二防弹板层的防弹块为闭孔泡沫金属块；所述第二气凝胶层的孔隙率小于第一气凝胶层的孔隙率，所述第一气凝胶层的厚度为3～5mm，第二气凝胶层的厚度大于8mm。本发明采用独特结构将气凝胶与泡沫金属板块结合在一起，在具有一定柔顺度的基础上有效提升了整体防弹性能。

技术领域

本发明涉及一种防弹衣，特别是一种气凝胶防弹衣。

背景技术

防弹衣，又叫避弹衣，避弹背心，防弹背心，避弹服，单兵护体装具等，用于防护弹头或弹片对人体的伤害。防弹衣主要由衣套和防弹层两部分组成。衣套常用化纤织品制作。防弹层是用金属(特种钢、铝合金、钛合金)、陶瓷片(刚玉、碳化硼、碳化硅、氧化铝)、玻璃钢、尼龙(PA)、凯夫拉(KEVLAR)、超高分子量聚乙烯纤维(DOYENTRONTEX Fiber)、液体防护材料等材料，构成单一或复合型防护结构。防弹层可吸收弹头或弹片的动能，对低速弹头或弹片有明显的防护效果，在控制一定的凹陷情况下可减轻对人体胸、腹部的伤害。防弹衣包括步兵防弹衣、飞行人员防弹衣和炮兵防弹衣等。按照外观还可分为防弹背心，全防护防弹衣，女士防弹衣等类型。

防弹衣的防弹性能主要体现在以下两个方面：

(1)防弹片：各种爆炸物如炸弹、地雷、炮弹和手榴弹等爆炸产生的高速破片是战场上的主要威胁之一。据调查，一个战场中的士兵所面临的威胁大小顺序是：弹片、枪弹、爆炸冲击波和热。所以，要十分强调防弹片的功能。

(2)防非贯穿性损伤：子弹在击中目标后会产生极大的冲击力，这种冲击力作用于人体所生产的伤害常常是致命的。这种伤害不呈现出贯穿性，但会造成内伤，重者危及生命。所以防止非贯穿性损伤也是体现和检验防弹衣防弹性能的一个重要方面。

气凝胶是具有多孔、海绵状结构的固体，其中约95％的体积是空气，具有超低密度、超大孔隙、超大内表面积、超低导热性、超低声速以及优异的热稳定性和机械性能，在防弹领域也得到了广泛应用。CN1981925B的专利文献将表面活性剂改性的二氧化硅溶胶与二氧化钛溶胶混合，制得二氧化钛/二氧化硅气凝胶，但是该气凝胶的强度和柔韧性很差，且原料昂贵，成本较高。CN 103203206B的专利文献公开了一种纤维素/二氧化钛/二氧化硅气凝胶，其可应用于防弹衣，而如同现有的所有气凝胶防弹衣一样，其单独作为防弹层存在时的防弹性能不佳。

目前也存在一些基于防弹板的防弹衣，例如公布号为CN 103234389 A的专利文献公开了一种弹性防弹衣，其弹性防弹结构包括防弹板和弹性织物，多块防弹板平行排列由弹性织物包裹，多层弹性防弹结构前后交错排布。然而此防弹衣过于简单且重量大，此种硬板式的防弹衣在受到子弹冲击时不能有效对子弹动能进行缓冲，从而对人体造成的间接伤害会较大。若直接将防弹板块(或板条)与气凝胶层简单复合，虽然其防弹性能得到了提升，但是远远不能满足其对于装甲车辆用防弹衣的防弹要求。

由此可见，如何将防弹板块与气凝胶结合来提高防弹衣的防弹性能成为现今防弹衣领域亟需解决的问题。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种气凝胶防弹衣，其采用独特结构将气凝胶与泡沫金属板块结合在一起，在具有一定柔顺度的基础上有效提升了防弹性能，且总体质量较轻。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种气凝胶防弹衣，由从外至内依次设置的防弹纤维层、第一防弹板层、第一气凝胶层、第二防弹板层、第二气凝胶层组成，各层间通过胶粘剂粘合在一起；所述第一防弹板层及第二防弹板层由若干块防弹块拼合而成，第一防弹板层的防弹块为开孔泡沫金属块，第二防弹板层的防弹块为闭孔泡沫金属块；所述第二气凝胶层的孔隙率小于第一气凝胶层的孔隙率，所述第一气凝胶层的厚度为3～5mm，第二气凝胶层的厚度大于8mm。