[发明专利]一种防侵彻材料及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种防侵彻材料，其特征在于，所述防侵彻材料由外至内包括：上涂层(1)、约束层(2)、陶瓷层(3)、支撑层(4)、散能层(5)、吸能层(7)、下涂层(8)，所述散能层(5)包括复合材料A和复合材料B，所述复合材料A为高性能纤维-剪切增稠液复合材料，复合材料B包括高性能纤维-石墨烯和高性能纤维-石墨烯衍生物复合材料中的至少一种；所述高性能纤维包括选取芳纶Ⅱ、芳纶Ⅲ或超高分子量聚乙烯中的至少一种，所述剪切增稠液为SiO2-聚乙二醇体系，所述复合材料A和复合材料B交叉层叠；所述散能层(5)与吸能层(7)之间还设有橡胶层(6)。

2.如权利要求1所述的防侵彻材料，其特征在于，所述橡胶层(6)中设置有帘子布作为支撑骨架，所述橡胶包括天然橡胶、丁基橡胶或氯丁橡胶中的至少一种。

3.如权利要求1-2任一项所述的防侵彻材料，其特征在于，所述的陶瓷层(3)选用陶瓷整板或由规则多边形陶瓷片拼接而成的陶瓷拼接板，其材质包括Al₂O₃、SiC、B₄C、BN或Si₃N₄中的至少一种；所述的支撑层(4)包括碳纤维；所述的约束层(2)、吸能层(7)包括高性能纤维；所述上涂层(1)和下涂层(2)包括聚脲涂层。

4.一种如权利要求1-3中任一项所述的防侵彻材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)制备散能层：将高性能纤维(一)经由剪切增稠液浸渍处理并烘干，得到复合材料A，将高性能纤维(二)经含有石墨烯和/或石墨烯衍生物的预浸胶粘剂溶液浸渍处理，得到复合材料B，复合材料A与复合材料B表面涂覆预浸胶粘剂，交叉层叠后热压粘结得到散能层；

(2)将约束层、陶瓷层、支撑层、散能层、橡胶层、吸能层依次粘接，热压成型，得到防侵彻材料主体；

(3)打磨防侵彻材料主体，喷涂上下涂层，得到防侵彻材料。

5.如权利要求4所述的防侵彻材料的制备方法，其特征在于，步骤(1)中含有石墨烯和/或石墨烯衍生物的预浸胶粘剂溶液的制备方法为：将石墨烯和/或石墨烯衍生物加入预浸胶粘剂溶液中，搅拌分散，超声震荡，得含有石墨烯和/或石墨烯衍生物的预浸胶粘剂溶液，其中质量配比为预浸胶粘剂:石墨烯和/或石墨烯衍生物:＝95:5～97.5:2.5；所述含有石墨烯和/或石墨烯衍生物的预浸胶粘剂溶液占复合材料B总重量的30％～50％。

6.如权利要求4所述的防侵彻材料的制备方法，其特征在于，所述剪切增稠液通过在SiO₂/聚乙二醇的剪切增稠液体系中加入乙醇稀释而成，稀释体积比为乙醇:剪切增稠液＝(1～3):1。

7.如权利要求4或5所述的防侵彻材料的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述热压温度为110～130℃，压力为10～15MPa。

8.如权利要求4或5所述的防侵彻材料的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述预浸胶粘剂均选择同一种类，步骤(2)中所述支撑层由碳纤维预浸树脂后热压粘结得到，所述吸能层由高性能纤维预浸树脂后热压粘结得到，所述预浸胶粘剂及预浸树脂包括环氧树脂、酚醛树脂、聚氨酯中的至少一种。

9.如权利要求4所述的防侵彻材料的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述粘接采用胶粘剂，其中橡胶层与相邻的散能层和吸能层之间采用双涂层胶粘剂进行粘结，所述胶粘剂包括环氧树脂、酚醛树脂、聚氨酯、聚醋酸乙烯脂、乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚乙烯醇缩醛中的至少一种。

10.如权利要求4所述的防侵彻材料的制备方法，其特征在于，步骤(2)中热压温度控制为110～120℃，压力控制为2～2.5MPa；步骤(3)中所述喷涂上下涂层为在装甲主体的上表面与下表面喷涂聚脲涂层。

11.一种如权利要求1-3中任一项所述的防侵彻材料的应用，其特征在于，所述防侵彻材料应用在防弹装备中。