CN107345780B - 一体式多级别防弹盾牌 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种一体式多级别防弹盾牌，包括盾牌本体，所述盾牌本体由下述方法制备而成：混合悬浮液的配制；将开孔铝海绵基体浸入到混合悬浮液中；开孔铝海绵芯混合凝胶的制备；将开孔铝海绵混合凝胶陈化并老化；开孔铝海绵芯气凝胶的制备；将开孔铝海绵芯气凝胶放入加热炉中，在5～8MPa的氮气氛围下加热至680～700℃并保温保压0.5小时，然后冷却至室温，获得所述盾牌本体。本发明作为现有技术的一种创新性改进，将开孔海绵铝与气凝胶及胶黏剂相结合，经过最终的加热融合一体成型，使得盾牌本体强度增强的同时具有超强的变形空间，防弹性能好，同时具有孔隙三维结构，质量轻，便于使用。
Description
技术领域
本发明涉及防弹领域，特别是一种一体式多级别防弹盾牌。
背景技术
防弹材料是提高人员及装备战场生存能力的关键要素，各国都在大力研发。手持防弹盾牌是一种常用的警用装备，新型的防弹盾牌多是采用国外公司生产的超强聚乙烯材料、芳纶材料等超强纤维材料及高强度阻燃玻璃钢采用特殊工艺压制而成，我国自主研发防弹盾牌的水平还远未及国外水平，而且目前的重型防弹盾牌多采用钢板式，其重量过大，使用极为不便，防步枪弹的能力较差，无法适应当今越来越复杂的战场及治安需求。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种一体式多级别防弹盾牌，采用独特的一体成型方法，有效提升了防弹性能，且重量轻，使用方便。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种一体式多级别防弹盾牌，包括盾牌本体，所述盾牌本体由下述方法制备而成：
(1)将二氧化硅包覆铝粉、丙烯酸丁酯加入到40％的乙醇溶液中，超声波搅拌1～2小时，然后再将纤维素分散到混合溶液中，得混合悬浮液；
(2)将不同孔径的开孔铝海绵体按照孔径从大到小的顺序用胶水粘结在一起得开孔铝海绵基体，然后将此开孔铝海绵基体浸入到混合悬浮液中，超声波搅拌3～5小时；
(3)在超声波搅拌状态下，将0.6～0.8mol/L硅酸盐水溶液加入到浸有开孔铝海绵基体的悬浮液中进行反应，反应温度维持在75～95℃，反应液加完后，保温熟化0.5～2h，然后用0.5～2.0mol/L碱的水溶液调节pH至7.0～7.5，再保温熟化0.5～2h，并用去离子水洗涤，得到开孔铝海绵芯混合凝胶；
(4)将开孔铝海绵混合凝胶陈化1～3d，用无水乙醇作为老化溶液，将陈化的混合凝胶老化1～10d，每天更换无水乙醇一次；
(5)将开孔铝海绵芯混合凝胶和胶黏剂放置于成型模具中，胶黏剂与凝胶的质量比为0.6～0.8∶1，并加满无水乙醇，然后采用超临界干燥的方法，得到开孔铝海绵芯气凝胶；
(6)将开孔铝海绵芯气凝胶放入加热炉中，在5～8MPa的氮气氛围下加热至680～700℃并保温保压0.5小时，然后冷却至室温，获得所述盾牌本体。
优选的，步骤(1)中二氧化硅包覆铝粉、丙烯酸丁酯、纤维素、乙醇溶液的质量比为0.8～1.2:0.1～0.2:0.15～0.2:1。
优选的，所述开孔铝海绵基体由三层孔径分别为0.8mm、0.5mm、0.3mm的开孔铝海绵体组成，所述开孔铝海绵体的孔隙率均为70％。
优选的，碱为氢氧化钠或氢氧化钾。
优选的，硅酸盐为硅酸钠或硅酸钾。
优选的，硅酸盐的用量按其完全反应所生成二氧化硅的质量计，二氧化硅与纤维素的质量比为0.1～0.3∶1。
优选的，胶黏剂为有机硅类聚合物。
本发明的积极效果：本发明作为现有技术的一种创新性改进，将开孔海绵铝与气凝胶及胶黏剂相结合，经过最终的加热融合一体成型，使得盾牌本体强度增强的同时具有超强的变形空间，防弹性能好，同时具有孔隙三维结构，质量轻，便于使用。
具体实施方式
下面对本发明的优选实施例进行详细说明。
实施例1
本发明优选实施例1提供一种一体式多级别防弹盾牌，包括盾牌本体，所述盾牌本体由下述方法制备而成：
(1)将二氧化硅包覆铝粉、丙烯酸丁酯加入到40％的乙醇溶液中，超声波搅拌2小时，然后再将纤维素分散到混合溶液中，得混合悬浮液；
(2)将不同孔径的开孔铝海绵体按照孔径从大到小的顺序用胶水粘结在一起得开孔铝海绵基体，然后将此开孔铝海绵基体浸入到混合悬浮液中，超声波搅拌4.5小时；
(3)在超声波搅拌状态下，将0.6mol/L硅酸盐水溶液加入到浸有开孔铝海绵基体的悬浮液中进行反应，反应温度维持在80℃，反应液加完后，保温熟化1h，然后用1.0mol/L碱的水溶液调节pH至7，再保温熟化1h，并用去离子水洗涤，得到开孔铝海绵芯混合凝胶；
(4)将开孔铝海绵混合凝胶陈化2d，用无水乙醇作为老化溶液，将陈化的混合凝胶老化8d，每天更换无水乙醇一次；
(5)将开孔铝海绵芯混合凝胶和胶黏剂放置于成型模具中，胶黏剂与凝胶的质量比为0.6∶1，并加满无水乙醇，然后采用超临界干燥的方法，得到开孔铝海绵芯气凝胶；
(6)将开孔铝海绵芯气凝胶放入加热炉中，在6MPa的氮气氛围下加热至680℃并保温保压0.5小时，然后冷却至室温，获得所述盾牌本体，裁剪成560mm×1000mm×10mm的尺寸，称量其重量为3.5KG。
步骤(1)中二氧化硅包覆铝粉、丙烯酸丁酯、纤维素、乙醇溶液的质量比为1.2:0.1:0.15:1。
优选的，所述开孔铝海绵基体由三层孔径分别为0.8mm、0.5mm、0.3mm的开孔铝海绵体组成，所述开孔铝海绵体的孔隙率均为70％，厚度均为3mm。
碱为氢氧化钠。
硅酸盐为硅酸钠。
硅酸盐的用量按其完全反应所生成二氧化硅的质量计，二氧化硅与纤维素的质量比为0.3：1。
胶黏剂为有机硅类聚合物。
实施例2
本发明优选实施例2提供一种一体式多级别防弹盾牌，包括盾牌本体，所述盾牌本体由下述方法制备而成：
(1)将二氧化硅包覆铝粉、丙烯酸丁酯加入到40％的乙醇溶液中，超声波搅拌1.5小时，然后再将纤维素分散到混合溶液中，得混合悬浮液；
(2)将不同孔径的开孔铝海绵体按照孔径从大到小的顺序用胶水粘结在一起得开孔铝海绵基体，然后将此开孔铝海绵基体浸入到混合悬浮液中，超声波搅拌5小时；
(3)在超声波搅拌状态下，将0.7mol/L硅酸盐水溶液加入到浸有开孔铝海绵基体的悬浮液中进行反应，反应温度维持在90℃，反应液加完后，保温熟化2h，然后用0.8mol/L碱或者酸的水溶液调节pH至7.2，再保温熟化1.8h，并用去离子水洗涤，得到开孔铝海绵芯混合凝胶；
(4)将开孔铝海绵混合凝胶陈化3d，用无水乙醇作为老化溶液，将陈化的混合凝胶老化6d，每天更换无水乙醇一次；
(5)将开孔铝海绵芯混合凝胶和胶黏剂放置于成型模具中，胶黏剂与凝胶的质量比为0.8∶1，并加满无水乙醇，然后采用超临界干燥的方法，得到开孔铝海绵芯气凝胶；
(6)将开孔铝海绵芯气凝胶放入加热炉中，在8MPa的氮气氛围下加热至700℃并保温保压0.5小时，然后冷却至室温，获得所述盾牌本体，裁剪成560mm×1000mm×10mm的尺寸，称量其重量为3.8KG。
步骤(1)中二氧化硅包覆铝粉、丙烯酸丁酯、纤维素、乙醇溶液的质量比为1:0.2:0.2:1。
优选的，所述开孔铝海绵基体由三层孔径分别为0.8mm、0.5mm、0.3mm的开孔铝海绵体组成，所述开孔铝海绵体的孔隙率均为70％，厚度均为3mm。
碱为氢氧化钾。
硅酸盐为硅酸钾。
硅酸盐的用量按其完全反应所生成二氧化硅的质量计，二氧化硅与纤维素的质量比为0.5∶1。
胶黏剂为有机硅类聚合物。
对比例
型号为HXAN-D-209的华鑫安盾牌防弹盾牌，主要材质：进口聚碳酸酯(PC)。规格尺寸：560mm×1000mm×3mm，称量其重量为3.2KG。
将实施例1～2制得的防弹盾牌与对比例中的防弹盾牌进行实弹测试，测试结果如表1。
表1实弹测试结果
本发明产品的质量与市面上PC质普通防弹盾牌质量相当，且其防弹性能得到了大力提升，除具有普通防护能力外，甚至可以替代现有的重型防护盾牌来提供防弹能力。
以上所述的仅为本发明的优选实施例，所应理解的是，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的思想和原则之内所做的任何修改、等同替换等等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种一体式多级别防弹盾牌，包括盾牌本体，其特征在于：所述盾牌本体由下述方法制备而成：
(1)将二氧化硅包覆铝粉、丙烯酸丁酯加入到40％的乙醇溶液中，超声波搅拌1～2小时，然后再将纤维素分散到混合溶液中，得混合悬浮液；
(2)将不同孔径的开孔铝海绵体按照孔径从大到小的顺序用胶水粘结在一起得开孔铝海绵基体，然后将此开孔铝海绵基体浸入到混合悬液中，超声波搅拌3～5小时；
(3)在超声波搅拌状态下，将0.6～0.8mol/L硅酸盐水溶液加入到浸有开孔铝海绵基体的悬浮液中进行反应，反应温度维持在75～95℃，反应液加完后，保温熟化0.5～2h，然后用0.5～2.0mol/L碱的水溶液调节pH至7.0～7.5，再保温熟化0.5～2h，并用去离子水洗涤，得到开孔铝海绵芯混合凝胶；
(4)将开孔铝海绵混合凝胶陈化1～3天，用无水乙醇作为老化溶液，将陈化的混合凝胶老化1～10天，每天更换无水乙醇一次；
(5)将开孔铝海绵芯混合凝胶和胶黏剂放置于成型模具中，胶黏剂与凝胶的质量比为0.6～0.8:1，并加满无水乙醇，然后采用超临界干燥的方法，得到开孔铝海绵芯气凝胶；
(6)将开孔铝海绵芯气凝胶放入加热炉中，在5～8MPa的氮气氛围下加热至680～700℃并保温保压0.5小时，然后冷却至室温，获得所述盾牌本体。
2.根据权利要求1所述的一种一体式多级别防弹盾牌，其特征在于：步骤(1)中二氧化硅包覆铝粉、丙烯酸丁酯、纤维素、乙醇溶液的质量比为0.8～1.2:0.1～0.2:0.15～0.2:1。
3.根据权利要求1所述的一种一体式多级别防弹盾牌，其特征在于：所述开孔铝海绵基体由三层孔径分别为0.8mm、0.5mm、0.3mm的开孔铝海绵体组成，所述开孔铝海绵体的孔隙率均为70％。
4.根据权利要求1所述的一种一体式多级别防弹盾牌，其特征在于：碱为氢氧化钠或氢氧化钾。
5.根据权利要求1所述的一种一体式多级别防弹盾牌，其特征在于：硅酸盐为硅酸钠或硅酸钾。
6.根据权利要求1所述的一种一体式多级别防弹盾牌，其特征在于：硅酸盐的用量按其完全反应所生成二氧化硅的质量计，二氧化硅与纤维素的质量比为0.1～0.3:1。
7.根据权利要求1所述的一种一体式多级别防弹盾牌，其特征在于：胶黏剂为有机硅类聚合物。
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Denomination of invention: Integrated multi-level bulletproof shield Effective date of registration: 20191218 Granted publication date: 20190329 Pledgee: Beijing Yanhong Financing Guarantee Co.,Ltd. Pledgor: Beijing Pufan Protection Technology Co.,Ltd. Registration number: Y2019990000749 |
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Date of cancellation: 20210316 Granted publication date: 20190329 Pledgee: Beijing Yanhong Financing Guarantee Co.,Ltd. Pledgor: BEIJING PUFAN PROTECTION TECHNOLOGY Co.,Ltd. Registration number: Y2019990000749 |
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Denomination of invention: Integrated multi-level bulletproof shield Effective date of registration: 20210325 Granted publication date: 20190329 Pledgee: Beijing Yanhong Financing Guarantee Co.,Ltd. Pledgor: BEIJING PUFAN PROTECTION TECHNOLOGY Co.,Ltd. Registration number: Y2021990000268 |
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Date of cancellation: 20220325 Granted publication date: 20190329 Pledgee: Beijing Yanhong Financing Guarantee Co.,Ltd. Pledgor: BEIJING PUFAN PROTECTION TECHNOLOGY Co.,Ltd. Registration number: Y2021990000268 |
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Denomination of invention: Integrated multi-level bulletproof shield Effective date of registration: 20220413 Granted publication date: 20190329 Pledgee: Beijing Yanhong Financing Guarantee Co.,Ltd. Pledgor: BEIJING PUFAN PROTECTION TECHNOLOGY Co.,Ltd. Registration number: Y2022990000206 |
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Date of cancellation: 20220628 Granted publication date: 20190329 Pledgee: Beijing Yanhong Financing Guarantee Co.,Ltd. Pledgor: BEIJING PUFAN PROTECTION TECHNOLOGY Co.,Ltd. Registration number: Y2022990000206 |