[实用新型]Z向增强防护型复合材料夹芯结构

说明书

本实用新型涉及一种Z向增强防护型复合材料夹芯结构，夹芯结构包括面层玻璃钢蒙皮、超高分子量聚乙烯板、PVC泡沫层和底层玻璃钢蒙皮，各层结构通过胶粘剂粘接成一体；夹芯结构设穿纱通孔，纤维纱连续穿过通孔形成夹芯穿纱结构；夹芯穿纱结构、上表面玻璃钢蒙皮、下表面玻璃钢蒙皮整体采用真空辅助成型工艺成型，穿孔纤维纱与树脂结合形成Z向增强玻璃钢，未穿纤维纱的通孔形成Z向增强树脂桩。本实用新型利用高强聚乙烯纤维拉伸变形与PVC泡沫大范围压缩变形共同消耗破片动能，高速破片最终停留在高强聚乙烯纤维中实现防护功能；在夹芯结构上连续穿刺直接纱，通过真空成型工艺将夹芯穿纱结构与上下表面玻璃钢蒙皮一体成型，提高夹芯结构的整体强度。

技术领域

本实用新型涉及防护型纤维复合材料技术领域，具体涉及一种Z向增强防护型复合材料夹芯结构。

背景技术

超高分子量聚乙烯纤维是继碳纤维、芳纶纤维之后的第三代高强度、高模的高性能纤维，它具有较小的密度和高度取向的分子结构，是目前投入使用的防弹吸能性能最为优异的纤维材料，但此类板材在拦截子弹后的形变偏大，会破坏弹着点周边结构。

另外，由于高分子量聚乙烯纤维板为非极性材料，与树脂界面粘接性能差。现有提高复合芯材层间结合强度的方法是在芯材上开设纵、横交叉的连接槽，以增大树脂与芯材的接触面积，增强树脂在芯材上的附着力，从而提高芯材间粘接强度，或者是采用纤维销钉，以实现对复合芯材的Z向增强(即增强上下面层和中心层的厚度方向的力学强度)，但采用此方法制备大厚度防护型复合材料夹芯结构层间性能仍然欠佳。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题在于针对上述现有防护型复合材料板材存在的变形大、层间粘接强度不足的问题，提供一种Z向增强防护型复合材料夹芯结构，它引入具有优异的抗疲劳性能和断裂伸长率的PVC高性能闭孔芯材，利用其压缩吸能特性吸收高强度的动态冲击，使破片最终停留在高强聚乙烯纤维中；并能实现整体芯材的Z向增强，以提高夹芯结构整体强度。

本实用新型为解决上述提出的技术问题所采用的技术方案为：

一种Z向增强防护型复合材料夹芯结构，包括上表面玻璃钢蒙皮、下表面玻璃钢蒙皮、夹芯结构和纤维纱；所述夹芯结构包括依次设置的面层玻璃钢蒙皮、超高分子量聚乙烯板、PVC泡沫层和底层玻璃钢蒙皮，各层结构之间通过胶粘剂粘接成一体；所述夹芯结构沿厚度方向打穿纱通孔，所述纤维纱按一定间距连续穿过所述穿纱通孔，从而反复贯穿面层玻璃钢蒙皮、超高分子量聚乙烯板、PVC泡沫层和底层玻璃钢蒙皮，形成夹芯穿纱结构；所述夹芯穿纱结构、上表面玻璃钢蒙皮、下表面玻璃钢蒙皮整体采用真空辅助成型工艺成型，穿孔纤维纱与树脂结合形成Z向增强玻璃钢，未穿纤维纱的通孔形成Z向增强树脂桩。

上述方案中，所述底层玻璃钢蒙皮与面层玻璃钢蒙皮均采用真空一体化成型工艺制备，玻璃纤维采用船用高强玻纤布，组织织物为四枚缎纹结构，玻璃钢用树脂材料采用耐海洋环境的乙烯基树脂。

上述方案中，所述超高分子量聚乙烯板密度为0.97g/cm³，厚度为10-40mm。

上述方案中，所述PVC泡沫层的泡沫材料采用密度为50-130kg/m³的高强PVC泡沫，厚度为10-40mm。

上述方案中，所述PVC泡沫层的上下表面均设有纵横凹槽，纵横凹槽交接处设有2mm通孔。

上述方案中，所述胶粘剂采用聚烯烃胶。

上述方案中，所述纤维纱采用玻璃纤维直接纱，直接纱规格为1200tex，2400tex，4800tex，9600tex中的一种。

上述Z向增强防护型复合材料夹芯结构的制备方法，包括以下步骤：