【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及裝甲防護領域，特別涉及一種梯度防彈抗沖擊復合材料。
技術介紹
1、近幾十年，裝甲防護材料不斷朝著高性能、輕量化方向發展，從裝甲鋼、鋁合金、到防彈陶瓷和纖維增強樹脂基復合材料等輕質防彈材料，單位重量防護效能逐漸提升。有機高性能纖維如芳綸、pbo纖維、聚酰亞胺纖維、超高分子量聚乙烯纖維等具有低密度、高強度、高韌性等優點，已經廣泛應用于防彈復合材料。
2、復合材料在子彈、破片等高速沖擊載荷下的力學響應與準靜態加載下的響應有顯著不同，在沖擊過程的開始階段，沖擊點中心(復合材料前端)主要發生剪切沖塞破壞，隨著沖擊的進行，由壓縮波反射形成的拉伸波，使復合材料后端主要受到拉伸破壞。因此防彈復合材料在高速沖擊載荷下，從前至后主要的損傷模式是變化的。這就要求復合材料從前至后各層應具備不同的性能特點，以與高速沖擊各階段的破壞模式相匹配，因此，使材料的開發面臨較大挑戰。
技術實現思路
1、有鑒于此，本專利技術提供了一種梯度防彈抗沖擊復合材料。本專利技術提供的梯度防彈抗沖擊復合材料能夠有效提高防護效果。
2、本專利技術提供了一種梯度防彈抗沖擊復合材料，包括依次層疊的：第一復合材料層、第二復合材料層和第三復合材料層；
3、其中，第一復合材料層、第二復合材料層和第三復合材料層的模量依次降低；所述模量包括彎曲模量和儲能模量；
4、所述第一復合材料層由有機纖維與環氧樹脂基樹脂制成；所述第一復合材料層在20℃下的模量如下：彎曲模量≥32gpa，儲能模量≥
5、所述第二復合材料層由有機纖維與環氧樹脂基樹脂制成；所述第二復合材料層在20℃下的模量如下：彎曲模量10～32gpa，儲能模量5～24gpa；
6、所述第三復合材料層由有機纖維與環氧樹脂改性的聚乙烯醇縮丁醛樹脂制成；所述第三復合材料層在20℃下的模量如下：彎曲模量2～10gpa，儲能模量0.5～5gpa。
7、優選的，所述第一復合材料層中：
8、所述環氧樹脂基樹脂通過以下制備方法制得：將環氧樹脂、固化劑和促進劑混合加熱，得到環氧樹脂基樹脂；
9、其中：
10、所述環氧樹脂為雙酚a環氧樹脂e-20、e-35、e-44、e-51和多官能團環氧樹脂ag-80中的至少一種；
11、所述固化劑為雙氰胺；
12、所述促進劑為有機脲促進劑；
13、以重量份計，上述幾種原料的用量關系如下：環氧樹脂80～88份，固化劑8～10份，促進劑2～5份；
14、所述加熱的溫度為50～70℃；
15、所述第二復合材料層中：
16、所述環氧樹脂基樹脂通過以下制備方法制得：將環氧樹脂、固化劑和促進劑混合加熱，得到環氧樹脂基樹脂；
17、其中：
18、所述環氧樹脂為雙酚a環氧樹脂e-20、e-35、e-44、e-51和多官能團環氧樹脂ag-80中的至少一種；
19、所述固化劑為雙氰胺；
20、所述促進劑為有機脲促進劑；
21、以重量份計，上述幾種原料的用量關系如下：環氧樹脂80～88份，固化劑8～10份，促進劑2～5份；
22、所述加熱的溫度為50～70℃。
23、優選的，所述第三復合材料層中：
24、所述環氧樹脂改性的聚乙烯醇縮丁醛樹脂通過以下方法制得：將環氧樹脂、固化劑、聚乙烯醇縮丁醛和稀釋劑混合溶解，然后加熱除去稀釋劑，得到環氧樹脂改性的聚乙烯醇縮丁醛樹脂；
25、其中：
26、所述環氧樹脂為雙酚a環氧樹脂e-20、e-35、e-44、e-51和多官能團環氧樹脂ag-80中的至少一種；
27、所述固化劑為雙氰胺；
28、所述聚乙烯醇縮丁醛的重均分子量為80000～110000；
29、所述稀釋劑為乙醇和異丙醇的混合物；
30、以重量份計，上述幾種原料的用量關系如下：環氧樹脂5～30份，固化劑1～3份，聚乙烯醇縮丁醛70～90份，稀釋劑150份。
31、優選的，所述第一復合材料層中，所述有機纖維為芳綸iii纖維、pbo纖維或聚酰亞胺纖維中的高模量牌號纖維，所述高模量牌號纖維的彈性模量為140～280gpa；
32、所述第二復合材料層中，所述有機纖維為芳綸iii纖維、pbo纖維或聚酰亞胺纖維中的中等模量牌號纖維；所述中等模量牌號纖維的彈性模量為80～180gpa，且彈性模量低于第一復合材料層中有機纖維的彈性模量；
33、所述第三復合材料層中，所述有機纖維為芳綸iii纖維、pbo纖維或聚酰亞胺纖維中的中等模量牌號纖維；所述中等模量牌號纖維的彈性模量為80～180gpa，且彈性模量低于第一復合材料層中有機纖維的彈性模量。
34、優選的，所述第一復合材料層中，所述有機纖維為芳綸staramid?f-358或pbo-hm；
35、所述第二復合材料層中，所述有機纖維為芳綸staramid?f-368、pbo-as、聚酰亞胺纖維s30、聚酰亞胺纖維s35中的至少一種；
36、所述第三復合材料層中，所述有機纖維為芳綸staramid?f-368、pbo-as、聚酰亞胺纖維s30、聚酰亞胺纖維s35中的至少一種。
37、優選的，所述第一復合材料層通過以下方法制得：將環氧樹脂基樹脂和有機纖維混合，加熱固化，得到第一復合材料；
38、其中：
39、所述環氧樹脂基樹脂與有機纖維的質量比優選為(43～54)∶100；
40、所述加熱固化的條件為：溫度120～130℃，壓力0.3～1.0mpa，時間1～3h。
41、優選的，所述第二復合材料層通過以下方法制得：將環氧樹脂基樹脂和有機纖維混合，加熱固化，得到第二復合材料；
42、其中：
43、所述環氧樹脂基樹脂與有機纖維的質量比為(25～43)∶100；
44、所述加熱固化的條件為：溫度120～130℃，壓力0.3～1.0mpa，時間1～3h。
45、優選的，所述第三復合材料層通過以下方法制得：將環氧樹脂改性的聚乙烯醇縮丁醛樹脂和有機纖維混合，加熱固化，得到第三復合材料；
46、其中：
47、所述環氧樹脂改性的聚乙烯醇縮丁醛樹脂與有機纖維的質量比為(14～25)∶100；
48、所述加熱固化的條件為：溫度150～165℃，壓力0.5～1.0mpa，時間10～60min。
49、優選的，所述第一復合材料層的厚度為2～8mm；
50、所述第二復合材料層的厚度為2～8mm；
51、所述第三復合材料層的厚度為2～5mm。
52、優選的，所述梯度防彈抗沖擊復合材料通過以下方法制得：
53、在所述第一復合材料層、第二復合材料層和第三復合材料層之間使用熱熔膠膜進行層間粘結，熱壓復本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種梯度防彈抗沖擊復合材料，其特征在于，包括依次層疊的：第一復合材料層、第二復合材料層和第三復合材料層；
2.根據權利要求1所述的梯度防彈抗沖擊復合材料，其特征在于，所述第一復合材料層中：
3.根據權利要求1所述的梯度防彈抗沖擊復合材料，其特征在于，所述第三復合材料層中：
4.根據權利要求1所述的梯度防彈抗沖擊復合材料，其特征在于，所述第一復合材料層中，所述有機纖維為芳綸III纖維、PBO纖維或聚酰亞胺纖維中的高模量牌號纖維，所述高模量牌號纖維的彈性模量為140～280GPa；
5.根據權利要求4所述的梯度防彈抗沖擊復合材料，其特征在于，所述第一復合材料層中，所述有機纖維為芳綸STARAMID?F-358或PBO-HM；
6.根據權利要求1所述的梯度防彈抗沖擊復合材料，其特征在于，所述第一復合材料層通過以下方法制得：將環氧樹脂基樹脂和有機纖維混合，加熱固化，得到第一復合材料；
7.根據權利要求1所述的梯度防彈抗沖擊復合材料，其特征在于，所述第二復合材料層通過以下方法制得：將環氧樹脂基樹脂和有機纖維混合，加
8.根據權利要求1所述的梯度防彈抗沖擊復合材料，其特征在于，所述第三復合材料層通過以下方法制得：將環氧樹脂改性的聚乙烯醇縮丁醛樹脂和有機纖維混合，加熱固化，得到第三復合材料；
9.根據權利要求1所述的梯度防彈抗沖擊復合材料，其特征在于，所述第一復合材料層的厚度為2～8mm；
10.根據權利要求1所述的梯度防彈抗沖擊復合材料，其特征在于，所述梯度防彈抗沖擊復合材料通過以下方法制得：
...【技術特征摘要】
1.一種梯度防彈抗沖擊復合材料，其特征在于，包括依次層疊的：第一復合材料層、第二復合材料層和第三復合材料層；
2.根據權利要求1所述的梯度防彈抗沖擊復合材料，其特征在于，所述第一復合材料層中：
3.根據權利要求1所述的梯度防彈抗沖擊復合材料，其特征在于，所述第三復合材料層中：
4.根據權利要求1所述的梯度防彈抗沖擊復合材料，其特征在于，所述第一復合材料層中，所述有機纖維為芳綸iii纖維、pbo纖維或聚酰亞胺纖維中的高模量牌號纖維，所述高模量牌號纖維的彈性模量為140～280gpa；
5.根據權利要求4所述的梯度防彈抗沖擊復合材料，其特征在于，所述第一復合材料層中，所述有機纖維為芳綸staramid?f-358或pbo-hm；
6.根據權利要求1所述的梯...
【專利技術屬性】
技術研發人員：郭建強，傅翔雨，武岳，張英豪，朱麗平，陳軍洲，栗付平，
申請(專利權)人：中國航發北京航空材料研究院，
類型：發明
國別省市：
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