CN111546880A - 一种着弹后防漏油油箱及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及车用特种油箱领域，具体涉及一种全新结构的着弹后防漏油油箱，油箱的迎弹面和背弹面均为双壁结构，迎弹面由外往内分别为油箱箱体外金属板‑金属格栅和开孔软泡沫‑纤维增强树脂板‑弹性体层‑油箱内金属板；背弹面油箱结构由内到外依此为油箱内金属板‑纤维增强树脂板‑弹性体材料‑隔离层‑油箱外金属板，通过纤维增强树脂复合材料抑制弹穿对金属背面的撕裂，避免弹穿后油箱箱体金属撕裂造成的弹性体无法自收缩，通过弹性体层弹穿后可自收缩特性，封闭弹孔；通过支撑金属板及开孔泡沫储存微量渗漏的燃料，实现油箱着弹后不漏。本发明相对于油箱加挂防弹材料相比，具有明显的减重效果。

Description

一种着弹后防漏油油箱及其制备方法
技术领域
本发明涉及车用特种油箱领域，具体涉及一种着弹后防漏油油箱及其制备方法。
背景技术
油料是各种机动车辆运行的动力来源，同时也是易燃易爆液体，因此，作为军用车辆的油箱是遭敌打击的重点之一。军用车辆的油箱一旦遭受子弹打击，一是引起油料的迅速泄漏，使车辆失去动力，造成非战斗减员；二是油料泄漏，极易引起燃烧和***，造成车辆和人员的严重伤害。保证车辆的油箱安全是保证武器装备和人员安全、保证武器装备性能发挥的重要前提。
传统的军用车辆的油箱一般都是钢质和铝质的金属油箱，金属油箱在在受到子弹打击时，由于高速飞行子弹的自身旋转，迎弹面的弹孔一般要大于子弹直径0.5～2mm，迎弹面内侧为圆孔拉伸状撕裂；如果子弹贯穿油箱，油箱的背面则呈现开放状撕裂，并产生外翻，破坏状态与迎弹面完全不同，造成燃油瞬间大量泄漏。针对军用车辆油箱的防护，科技人员进行了比较多的研究。
CN 107825957 A公开了一种军用防弹防护油箱壳体及其制备方法。该军用油箱壳体由外到内依此为：耐冲击层、硬质防弹层、复合防弹防爆层、复合密封层、金属壳体芯层五个结构层次。其中，耐冲击层、硬质防弹层、复合防弹防爆层、复合密封层为整体多层结构部件，可与金属壳体芯层通过金属螺栓连接装置装配成整体，通过多层结构外置复合油箱配件，可保证其整体防渗油、同时具有多种抢弹(***弹、步枪弹、***破片等)的防护能力。
CN 207160646 U公开了一种防渗漏的防弹油箱。该油箱包括油箱本体及吸油管机构，油箱本体包括自内向外依次设置的防腐蚀涂层、成型金属层、第一泡沫金属缓冲层、橡胶层、第一防火层、内钢片层、第二泡沫金属缓冲层、纤维织物防弹层及外钢片层，吸油管机构包括吸油管及密封盖体，密封盖体凸出油箱本体外表面，密封盖体内部设有伸入油箱本体内部的开孔金属柱体，密封盖体外侧设有散热机构。产品防弹性能佳，且能有效防止油气渗漏及油箱***，可靠性大大提高。可见通过对油箱挂装防弹复合材料可以显著提高油箱的防护性能，但增重也比较明显。
通过加挂复合材料装甲对油箱进行防护的原理是实现“子弹打不进”，确保油箱安全，但是复合材料装甲的防护性能对***有严格要求，比如，加挂的复合材料装甲如果防53式7.62mm穿甲***，那么在遇到更大威力***时，复合材料装甲就起不到任何对油箱保护，因此其保护效果较为单一，且对于车体增重影响严重。
军用装备轻量化是提高机动性和战斗力的有效保障，通过油箱结构设计和新材料的应用，在最小增重条件下，实现油箱着弹后不漏或仅产生微量渗漏，对提高军用装备战斗力具有重要的意义。
发明内容
本发明针对现有防弹油箱存在的诸多不足之处，提供一种全新结构的着弹后防漏油油箱，油箱的迎弹面和背弹面均为双壁结构，迎弹面由外往内分别为油箱箱体外金属板-金属格栅和开孔软泡沫-纤维增强树脂板-弹性体层-油箱内金属板；背弹面油箱结构由内到外依此为油箱内金属板-纤维增强树脂板-弹性体材料-隔离层-油箱外金属板，通过纤维增强树脂复合材料抑制弹穿对金属背面的撕裂，避免弹穿后油箱箱体金属撕裂造成的弹性体无法自收缩，通过弹性体层弹穿后可自收缩特性，封闭弹孔；通过支撑金属管及开孔泡沫储存微量渗漏的燃料，实现油箱着弹后不漏。本发明相对于油箱加挂防弹材料相比，实现了“子弹打进或贯穿油箱而不漏油”的效果，具有防***类更广、减重明显的效果。
本发明的具体技术方案是：
一种全新结构的着弹后防漏油油箱，油箱的迎弹面和背弹面均为双壁结构，迎弹面由外往内分别为油箱箱体外金属板-金属格栅和开孔软泡沫-纤维增强树脂板-弹性体层-底漆-油箱内金属板；背弹面油箱结构由内到外依此为油箱内金属板-底漆-胶黏剂-纤维增强树脂板-弹性体材料-隔离层-油箱外金属板；
上述方案可以适用于在使用过程中能够明确确定油箱迎弹面和背弹面情况，如普通防护需求的车辆油箱；
在上述技术方案的基础上，发明人进一步拓展了一种更为全面的技术方案如下：
一种全防护着弹后防漏油油箱，除油箱顶部外，其余五个面均设计为双壁结构，双壁结构内部由外往内依次为油箱箱体外金属板-金属格栅和开孔软泡沫-纤维增强树脂板-弹性体层-底漆-纤维增强树脂板-胶黏剂-底漆-油箱内金属板。其中，靠近油箱内金属板的纤维增强树脂板和油箱内金属板通过胶黏剂粘接牢固，该方案可实现枪弹在任何面穿透和底部***碎片对油箱的侵彻而不发生漏油，因此可以为高防护要求的车辆油箱提供更好的保护；
无论上述哪种技术方案，其中所采用的材料和组成均是相同的，并不因为防护级别的不同而有所区别，其中：
所述上述两种技术方案中，油箱壳体迎弹面和背弹面或除油箱顶部外其余五个面的双壁结构中双壁间距可以相同，也可以不同，优选10～200mm，进一步优选15～80mm。
所述的油箱外金属板和油箱内金属板均选自钢、特种钢、装甲铝、镁合金、钛合金等油箱常用金属材料的一种或几种。该材料选择为本领域的常规技术方案，发明人不再单独进行限定。
所述金属格栅材质优选举例并不仅限于钢、特种钢、装甲铝、镁合金、钛合金。
所述金属格栅板材厚度优选0.5～10mm，进一步优选1～5mm。
所述的金属格栅板的截面为L型，且L型的内角为钝角，其长度不大于所在油箱面的宽度，更进一步的，所述的金属格栅板短边长为H1，长边的垂直高度为H2，短边通过焊接或者铆接的方式连接在油箱外金属板内侧，垂直方向两块金属格栅板的间距h,h的取值范围为H2<h<H2+D弹头直径，
除此之外，还可以采用平板型格栅，其形状如图5所示，所述平板型格栅，其长度不大于所在油箱面的宽度，非焊接面斜向油箱顶部，与油箱箱体外金属板的夹角为锐角α，如图6所示，垂直方向两块金属格栅板的间距h,h的取值范围为b×cosα～b×cosα+D弹头直径，其中，b为平板格栅的宽度，
两种格栅样式可根据要求选择，如重量有严格要求时可选择轻量化的格栅。
所述开孔软泡沫是指与对应车辆用汽油或柴油不溶的泡沫材料，开孔率优选≥50％，进一步优选≥80％，举例并不限于聚氨酯开孔软泡沫、PE开孔软泡沫或EVA开孔软泡沫一种或几种或者用成品具有该性能的发泡材料直接在格栅间隙进行现场发泡。
所述纤维增强树脂板是由纤维经一定手段处理后与树脂复合形成的板材；其中所述纤维是玻璃纤维、芳纶纤维、聚乙烯纤维、聚对苯撑并二
Figure BDA0002502004950000031
唑纤维(PBO纤维)、碳纤维或玄武岩纤维一种或几种纤维；除此之外，还可以是由上述纤维组成的单向布、UD布、编织布或毡布一种或几种混合铺层结构，上述两种方式均需要与树脂复合形成的相应的板材；
所述纤维增强树脂板中的树脂举例并不限于EVA树脂、聚氨酯树脂、乙烯基树脂、环氧树脂、酚醛树脂中的一种或几种构成的可用于热压成型的热塑性薄膜或可用于灌注工艺的液态树脂；所述纤维增强树脂板中的树脂重量含量优选20～70％，进一步优选30～60％。
所述纤维增强树脂板的厚度优选2～30mm，进一步优选5～15mm；
上述的纤维增强树脂板既可以采用上述材料利用现有技术进行直接的制备，也可以采用市场上满足上述需求的产品，具体根据需要而定；
所述弹性体树脂优选硬度邵A0～邵A99之间的弹性体树脂，进一步优选硬度邵A65～邵A90之间的分子链中含有异氰酸酯基团的弹性体树脂。举例并非限定科聚亚公司V6060、E455、LF1900聚氨酯预聚体、山东非金属材料研究所XJ-4092聚氨酯预聚体、WST5028超厚膜防护涂料WS T601预聚体等。
所述弹性体树脂在油箱夹层中的厚度优选1～100mm，进一步优选3～50mm。
所述隔离膜优选厚度0.02～1mm，举例并不限于聚酯膜或聚碳酸酯膜。
所述底漆为本技术领域应知的具有提高表面附着力的材料，举例并不限于含有环氧基团或异氰酸酯基团的化合物或混合物。
上述各组分除特殊说明外，均采用市场直接购买的产品，发明人在此不再赘述。
上述各个功能层的作用效果如下：
金属格栅主要用于改变弹丸或***物碎片弹道，衰减能量，同时金属格栅倾斜设置所形成的空间还可贮存微量泄漏燃料，避免其外漏。
开孔泡沫设置在金属格栅之间，填补了金属格栅间的孔径，这样当被击穿时，开孔泡沫可以利用自身的空间吸收泄漏出的微量燃料；
金属格栅与纤维增强树脂板之间可以不需要固定连接，也可以采用胶黏剂或其他方式固定连接，纤维增强树脂板是防止后续浇注弹性体树脂时，弹性体液体树脂流入格栅间，同时利用其自身的纤维强度及树脂的弹性进一步衰减弹丸能量；
弹性体树脂可以利用其自收缩特性在被击穿后自动收缩从而封闭弹孔，防止燃料泄露；
背弹面纤维增强树脂板或靠近油箱内金属板的纤维增强树脂板主要作用是，利用自身强度抑制弹穿对金属基板的撕裂，防止油箱箱体金属外翻撕裂造成的弹性体树脂无法自收缩的情况，同时消耗弹丸能量，从而避免燃料从穿出口泄露；
隔离膜作用主要是隔离弹性体背弹面油箱外金属板，若弹丸击穿油箱外金属板后，利用外金属板被击穿变形所形成一定空间，贮存微量泄露的燃料；由于前面多层的作用，弹丸的弹速已经大大衰减，此时即使贯穿也不会造成太大撕裂，这样一来油箱外金属板形变的部分和隔离膜之间形成了一定的空间，如上所述可以微量泄漏的燃料，防止外泄；
综合上述优点，本申请所提供的油箱，通过弹性体层的自收缩特性封闭弹孔，通过纤维增强树脂板抑制金属基板贯穿撕裂，通过金属格栅空间及开孔泡沫储存微量渗漏的燃料，实现油箱着弹后不漏。本发明相对于油箱加挂防弹材料相比，具有防护适用性更广、减重明显的效果。
发明人进一步提供了迎弹面夹层制备方法：
①金属格栅的制备：裁剪金属板，并折弯成截面为L型，且L型的内角为钝角，其中金属格栅板短边长为H1，长边的垂直高度为H2；
②把加工好的金属格栅H1面焊接在油箱箱体迎弹面外金属板内侧，垂直方向两块金属格栅板的间距为H2～H2+D弹头直径，然后清理干净夹层，无油渍残渣或其他可见污物；
③打磨油箱箱体迎弹面内金属板外侧，并涂抹底漆；
④在格栅间隙中填充开孔软泡沫或者采用现场发泡工艺在格栅间隙发泡，并沿格栅对泡沫进行修理，使其外侧平整，方便后续纤维增强树脂板的贴合；
⑤把进行了表面处理的纤维增强树脂板紧贴金属格栅竖直放入格栅与迎弹面内金属板间隙间，并使其与金属格栅紧贴，必要时可以采用胶黏剂进行粘合；
⑥采用液体树脂浇注工艺时，把弹性体树脂注入到纤维增强树脂板和油箱箱体内金属板之间的空隙，固化后即完成迎弹面制备。如果采用弹性体板，需要在弹性体板两个粘接面都涂抹经过验证粘接牢固的胶黏剂，使其两面分别与纤维增强树脂板和内金属板固定连接；
通过以上步骤，完成油箱箱体迎弹面的制作。
背弹面夹层制备方法：
①打磨油箱箱体背弹面内金属板外侧，清理干净，无油渍残渣或其他可见污物，涂抹含有异氰酸酯结构的底漆；
②处理纤维增强树脂板表面，两个表面均涂含有异氰酸酯结构底漆，并用含有异氰酸酯结构的胶黏剂把纤维增强树脂板与背弹面油箱内金属板外侧粘接牢固；
③在油箱箱体背弹面外金属板内侧铺放隔离膜；
④采用液体树脂浇注工艺时，把弹性体树脂注入到纤维增强树脂板和隔离膜之间的空隙，固化后即完成背弹面制备；如果采用弹性体板，需要在弹性体板需要与纤维增强树脂板粘接的面涂抹经过验证粘接牢固的胶黏剂，使其与纤维增强树脂板固定连接
通过以上步骤，完成油箱箱体背弹面的制作。
把油箱上盖与油箱箱体固定好即完成油箱制备。
全防护着弹后防漏油箱制备方法，具体步骤如下：
①金属格栅的制备：裁剪金属板，并折弯成截面为L型，且L型的内角为钝角，其中金属格栅板短边长为H1，长边的垂直高度为H2；
②把加工好的金属格栅H1面焊接在油箱箱体外金属板内侧，垂直方向两块金属格栅板的间距为H2～H2+D弹头直径，然后清理干净夹层，无油渍残渣或其他可见污物；
③打磨油箱箱体内金属板外侧，并涂抹底漆；
④在金属格栅间隙中填充开孔软泡沫或者采用现场发泡工艺在格栅间隙发泡，并沿格栅对泡沫进行修理，使其外侧平整，方便后续纤维增强树脂板的贴合；
⑤把进行了表面处理的纤维增强树脂板紧贴金属格栅竖直放入格栅与迎弹面内金属板间隙间，并使其与金属格栅紧贴，必要时可以采用胶黏剂进行粘合；
⑥处理另一块纤维增强树脂板表面，在其两个粘接面均涂含有异氰酸酯结构底漆，之后用含有异氰酸酯结构胶黏剂把纤维增强树脂板与油箱内金属板外侧粘接牢固；
⑦采用液体树脂浇注工艺时，把弹性体树脂注入到两个纤维增强树脂板之间的空隙，固化后即完成迎弹面制备；如果采用弹性体板，需要在弹性体板两个粘接面都涂抹经过验证粘接牢固的胶黏剂，并放入两个纤维增强树脂板之间的空隙并黏结牢固即可。
当采用平板格栅时，采用焊接工艺，按设计夹角α牢固焊接在油箱外金属板内侧即可，其他步骤与上述步骤完全相同。
所述油箱壳体迎弹面和背弹面的双壁结构，或者全防护油箱除顶面外其他的五个面可以在油箱生产之前设计好，也可以是现存油箱通过必要的加工手段加装。
所述油箱壳体迎弹面和背弹面的双壁结构或全防护油箱除顶面外其他的五个面的双壁结构中双壁间距可以相同，也可以不同，优选10～200mm，进一步优选15～80mm；各功能层厚度根据实际可以调整。
利用上述方法获得的油箱，与加挂防弹材料的油箱相比，油箱表面可以采用传统油箱的表面处理工艺，比如喷砂、隐身涂料涂装等，可以防多***及***碎片对油箱的侵彻而不发生燃料泄漏，减重明显。该制备方法步骤简单、原材料易购、成本低且可控、防漏效果好、易于推广，适用于12.7mm及以下弹径子弹的打击而不漏油。
附图说明
图1是本申请所获得的油箱横切面结构示意图，
图2是本申请所获得的油箱纵切面结构示意图，
由图1和图2可知，油箱的迎弹面和背弹面均为双壁结构，迎弹面由外往内分别为油箱箱体外金属板-金属格栅和开孔软泡沫-纤维增强树脂板-弹性体层-底漆-油箱内金属板；背弹面油箱结构由内到外依此为油箱内金属板-底漆-胶黏剂-纤维增强树脂板-弹性体材料-隔离层-油箱外金属板；
图3为全防护油箱油箱纵切面结构示意图，
由图可知，油箱由外到内依次为油箱外金属板，金属格栅、格栅间填充的开孔泡沫材料、纤维增强树脂板、弹性体层、纤维增强树脂板及油箱内金属板；
图4是本发明所采用L型金属格栅的结构示意图；
图5是本发明所采用平板金属格栅的结构示意图；
图6是本发明所采用平板金属格栅时在油箱中焊接固定示意图。
具体实施方式
以下通过实施例形式的具体实施方式，对本发明的上述内容做进一步的详细说明，但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实例。凡基于本发明上述内容所实现的技术均属于本发明的范围，除特殊说明外，下述实施例中均采用常规现有技术完成。
下述实施例中，所述的油箱可沿用原有油箱的外型结构设计方案,所用的金属可为钢、特种钢、装甲铝、镁合金、钛合金等其中的任意一种，确定好油箱的迎弹面和背弹面，夹层的设计可通过在油箱的迎弹面和背弹面外接或在迎弹面和背弹面内侧分别焊接或铆接与油箱箱体材质相同或不同的板材，并确保焊接或铆接处不渗漏，双壁间距优选10～200mm，进一步优选15～80mm。具体方案可根据要求灵活选择。
所述金属格栅材质优选举例并不仅限于钢、特种钢、装甲铝、镁合金、钛合金。
所述金属格栅板材厚度优选0.5～10mm，进一步优选1～5mm。
所述的金属格栅板的截面为L型，且L型的内角为钝角，其长度不大于所在油箱面的宽度，更进一步的，所述的金属格栅板短边长为H1，长边的垂直高度为H2，短边通过焊接或者铆接的方式连接在油箱外金属板内侧，垂直方向两块金属格栅板的间距h,h的取值范围为H2<h<H2+D弹头直径，
除此之外，还可以采用截面为平板型格栅，所述平板型格栅，其长度不大于所在油箱面的宽度，非焊接面斜向油箱顶部，与油箱箱体外金属板的夹角为锐角α，垂直方向两块金属格栅板的间距h,h的取值范围为b×cosα～b×cosα+D弹头直径，其中，b为平板格栅的宽度，
所述开孔软泡沫是指与对应车辆用汽油或柴油不溶的泡沫材料，开孔率优选≥50％，进一步优选≥80％，举例并不限于聚氨酯开孔软泡沫、PE开孔软泡沫或EVA开孔软泡沫一种或几种或者用成品具有该性能的发泡材料直接在格栅间隙进行现场发泡。
所述纤维增强树脂板是由纤维经一定手段处理后与树脂复合形成的板材；其中所述纤维是玻璃纤维、芳纶纤维、聚乙烯纤维、聚对苯撑并二
Figure BDA0002502004950000061
唑纤维(PBO纤维)、碳纤维或玄武岩纤维一种或几种纤维；除此之外，还可以是由上述纤维组成的单向布、UD布、编织布或毡布一种或几种混合铺层结构，上述两种方式均需要与树脂复合形成的相应的板材；
所述纤维增强树脂板中的树脂举例并不限于EVA树脂、聚氨酯树脂、乙烯基树脂、环氧树脂、酚醛树脂中的一种或几种构成的可用于热压成型的热塑性薄膜或可用于灌注工艺的液态树脂；所述纤维增强树脂板中的树脂重量含量优选20～70％，进一步优选30～60％。
所述纤维增强树脂板的厚度优选2～30mm，进一步优选5～15mm；
上述的纤维增强树脂板既可以采用上述材料利用现有技术进行直接的制备，也可以采用市场上满足上述需求的产品，具体根据需要而定；
例如：
热压成型工艺：以EVA树脂胶膜为例，把一定面密度的芳纶纤维编织布和EVA树脂膜裁成设计尺寸，把芳纶纤维编织布和EVA胶膜整齐的交替铺放在一起，放进预热好的平板压机，压制完成后，按设计尺寸，用高压水切割设备切割好，晾干，完成纤维增强树脂层制备；
真空灌注工艺:以swancor905乙烯基树脂为例，按设计层数及尺寸裁好芳纶纤维编织布，把裁好的布整齐放在玻璃工作台上，之后依次铺上脱模布、导流网，真空袋密封，检查是否漏气，把催化剂、引发剂加入称量好的乙烯基树脂中，搅拌均匀，利用压力差导入铺好的真空袋内，固化后，按要求切割，完成纤维增强树脂层制备。迎弹面纤维增强树脂层需与弹性体层粘接牢固，背弹面纤维增强树脂层需与背弹面内金属板粘接牢固。
所述弹性体树脂优选硬度邵A0～邵A99之间的弹性体树脂，进一步优选硬度邵A65～邵A90之间的分子链中含有异氰酸酯基团的弹性体树脂。举例并非限定科聚亚公司V6060、E455、LF1900聚氨酯预聚体、山东非金属材料研究所XJ-4092聚氨酯预聚体、WST5028超厚膜防护涂料WS T601预聚体等。
除上述产品外，还可以采用现有工艺制备，例如：
以浇注型聚氨酯弹性体为例，成型工艺：浇注设备采用博雷compare型浇注机，把熔融好的预聚体和固化剂分别加入对应料罐，设定好浇注参数，分别浇注到迎弹面中纤维增强树脂板和迎弹面内金属板之间的间隙和背弹面中纤维增强树脂板和隔离膜之间的间隙，完全固化完成后，即完成了弹性体层制作。
弹性体层在迎弹面必须与内金属板粘接牢固，粘接强度≥2MPa，弹性体层在背弹面需与纤维增强树脂层粘接牢固，粘接强度≥0.5MPa所述弹性体树脂在油箱夹层中的厚度优选1～100mm，进一步优选3～50mm。
所述隔离膜优选厚度0.02～1mm，举例并不限于聚酯膜或聚碳酸酯膜。
所述底漆为本技术领域应知的具有提高表面附着力的材料，举例并不限于含有环氧基团或异氰酸酯基团的化合物或混合物。
上述各组分除特殊说明外，均采用市场直接购买的产品。
实施例1
一种着弹后防漏油油箱及其制备方法
油箱的迎弹面和背弹面均设计为双壁结构，迎弹面由外往内分别为油箱箱体外金属板-金属格栅和开孔软泡沫-纤维增强树脂板-弹性体层-油箱内金属板；背弹面油箱结构由内到外依此为油箱内金属板-纤维增强树脂板-弹性体材料-隔离层-油箱外金属板。
迎弹面双壁间隙为30mm，背弹面双壁间隙为15mm。
油箱基材处理：用60目砂布打磨油箱迎弹面内金属板外侧、背弹面内金属板外侧及夹层底面，用丙酮清理干净后刷涂含环氧基团的底漆。
金属格栅选用厚度为1mm的Q235钢板。首先裁25mm宽和一根21.2mm的钢条，长度按油箱宽度，在25mm宽钢条宽度方向21.2mm处折弯成a角为135°，在迎弹面与油箱底夹角处焊接21.2mm钢条，其与油箱底夹角为45°按间距15mm，把折弯好的钢条短边焊接在油箱迎弹面内侧。
把开孔率大于90％的聚氨酯软泡裁剪成边长为16mm棱柱，依次放进格栅间隙。
纤维增强树脂板：杜邦公司k129纤维织成的面密度为410g方格布与0.03mm厚的EVA胶膜交替铺层，用平板硫化机热压成5mm板材，树脂含量30％，并按尺寸裁剪。迎弹面的纤维增强树脂板一面刷涂含环氧基团的底漆，并把刷底漆面朝油箱内金属板紧贴格栅放入格栅与迎弹面内金属板之间的间隙；背弹面用纤维增强树脂板两面刷涂专用含环氧基团的底漆，底漆表干后在一面涂抹市场购得的双组份聚氨酯结构胶，举例并非限制上海汉司实业有限公司的YB2003/YB8001双组份聚氨酯结构胶，然后，涂胶面与背弹面油箱内金属板外侧粘牢，粘接强度≥1MPa。
隔离膜：裁好0.02mm厚的聚酯薄膜，用双面胶粘贴在背弹面外金属板内侧。
弹性体层：用山东非金属材料研究所生产的XJ-4092聚氨酯预聚体，拉伸强度＞30MPa，硬度邵A80，博雷compare型浇注机，博雷compare型浇注机，采用浇注工艺，把XJ-4092聚氨酯预聚体与市售二乙基甲苯二胺(E100)浇注进迎弹面的纤维增强树脂板与内金属板及背弹面的纤维增强树脂板与隔离膜之间的间隙，固化后，完成防弹油箱箱体制备。
按迎弹面1×1m计算，防护结构增重30kg，背弹面按1×1m计算增重17kg，经射击试验，该油箱可在口径12.7mm以下弹丸击穿油箱情况下，油箱外表面不出现燃油泄露。
实施例2
一种着弹后防漏油油箱及其制备方法
油箱的迎弹面和背弹面均设计为双壁结构，迎弹面由外往内分别为油箱箱体外金属板-金属格栅和开孔软泡沫-纤维增强树脂层-弹性体层-油箱内金属板；背弹面油箱结构由内到外依此为油箱内金属板-纤维增强树脂板-弹性体材料-隔离层-油箱外金属板。
迎弹面双壁间隙为50mm，背弹面双壁间隙为25mm。
油箱基材处理：用60目砂布打磨油箱迎弹面内金属板外侧、背弹面内金属板外侧及夹层底面，用丙酮清理干净后刷涂含异氰酸酯基团的底漆。
金属格栅选用厚度为2mm的不锈钢板。首先裁55mm宽和一根50mm的钢条，长度按油箱宽度，在55mm宽钢条宽度方向50mm处折弯成a角为150°，在迎弹面与油箱底夹角处焊接50mm钢条，其与油箱底夹角为60°按间距43.3mm，把折弯好的钢条短边焊接在油箱迎弹面内侧。
把开孔率大于90％的PE软泡裁剪成边长为44mm棱柱，依次放进格栅间隙。
纤维增强树脂板：高强玻璃纤维织成的面密度为400g方格布和swancor905乙烯基树脂采用真空导流工艺，制备10mm厚的高强玻璃纤维增强树脂板，树脂含量40％，并按尺寸裁剪。纤维增强树脂板两面刷涂专用含环氧基团的底漆，迎弹面的纤维增强树脂板一面刷涂含异氰酸酯基团的底漆，并把刷底漆面朝油箱内金属板紧贴格栅放入格栅与迎弹面内金属板之间的间隙；背弹面用纤维增强树脂板两面刷涂专用含环氧基团的底漆，底漆表干后在一面涂抹市场购得的上海厚城精细化工的UK8103/UK5400双组份聚氨酯结构胶，然后，涂胶面与背弹面油箱内金属板外侧粘牢，粘接强度≥1MPa。
隔离膜：裁好0.05mm厚的聚酯薄膜，用双面胶粘贴在背弹面外金属板内侧。
弹性体层：用科聚亚公司生产的LF1900聚氨酯预聚体，拉伸强度＞35MPa，硬度邵A90，采用人工浇注工艺，把LF1900聚氨酯预聚体与二甲硫基甲苯二胺(E300)搅拌均匀并脱泡后的胶液浇注到迎弹面的纤维增强树脂板与内金属板及背弹面的纤维增强树脂板与隔离膜之间的间隙，固化后，完成防弹油箱箱体制备。
按迎弹面1×1m计算，防护结构增重58kg，背弹面按1×1m计算增重37kg，经射击试验，该油箱可在口径12.7mm以下弹丸击穿油箱情况下，油箱外表面不出现燃油泄露。
实施例3
一种着弹后防漏油油箱及其制备方法
油箱的迎弹面和背弹面均设计为双壁结构，迎弹面由外往内分别为油箱箱体外金属板-金属格栅和开孔软泡沫-纤维增强树脂层-弹性体层-油箱内金属板；背弹面油箱结构由内到外依此为油箱内金属板-纤维增强树脂板-弹性体材料-隔离层-油箱外金属板。
迎弹面双壁间隙为80mm，背弹面双壁间隙为66mm。
油箱基材处理：用60目砂布打磨油箱迎弹面内金属板外侧、背弹面内金属板外侧及夹层底面，用丙酮清理干净后刷涂含环氧基团的底漆。
金属格栅选用厚度为5mm的钛合金板。首先裁30mm宽条，另外再裁一根21.2mm的钛合金条，长度按油箱宽度，在30mm宽钛合金条宽度方向21.2mm处折弯成a角为135°，在迎弹面与油箱底夹角处焊接21.2mm钛合金条，其与油箱底夹角为45°按间距15mm，把折弯好的钛合金条短边铆接在油箱迎弹面内侧。
把开孔率大于80％的EVA软泡裁剪成边长为16mm棱柱，依次放进格栅间隙。
纤维增强树脂板：用面密度160g的PEUD布压成厚度为15mm板材，并按尺寸裁剪。纤维增强树脂板两面刷涂专用含氨基甲酸酯基团的底漆，迎弹面一侧紧贴格栅放进夹层；背弹面的纤维增强树脂板涂抹市场购得的上海优甫商贸公司的UK88/UK5400双组份聚氨酯结构胶，粘接在背弹面内金属板外侧，粘接强度≥0.5MPa。
隔离膜：裁好1mm厚的聚碳酸酯酯薄片，用双面胶粘贴在背弹面外金属板内侧。
弹性体层：用山东非金属材料研究所生产的WS T601聚氨酯预聚体，硫化成50mm厚的聚氨酯板，拉伸强度＞25MPa，硬度邵A85，涂抹胶黏剂，分别放入迎弹面的纤维增强树脂板与内金属板及背弹面的纤维增强树脂板与隔离膜之间的间隙，确保粘接强度≥1MPa完成防弹油箱箱体制备。
按迎弹面1×1m计算，防护结构增重110kg，背弹面按1×1m计算增重66kg，经射击试验，该油箱可在口径12.7mm一下弹丸击穿油箱情况下，油箱外表面不出现燃油泄露。
实施例4
一种着弹后防漏油油箱及其制备方法
油箱的迎弹面和背弹面均设计为双壁结构，迎弹面由外往内分别为油箱箱体外金属板-金属格栅和开孔软泡沫-纤维增强树脂层-弹性体层-油箱内金属板；背弹面油箱结构由内到外依此为油箱内金属板-纤维增强树脂板-弹性体材料-隔离层-油箱外金属板。
迎弹面双壁间隙为60mm，背弹面双壁间隙为60mm。
油箱基材处理：用60目砂布打磨油箱迎弹面内金属板外侧、背弹面内金属板外侧及夹层底面，用丙酮清理干净后刷涂含环氧基团的底漆。
金属格栅选用厚度为4mm的防弹铝板。首先裁55mm宽条，另外再裁一根50mm的铝条，长度按油箱宽度，在55mm宽防弹铝条宽度方向50mm处折弯成a角为135°，在迎弹面与油箱底夹角处焊接50mm铝条，其与油箱底夹角为45°。按间距35mm，把折弯好的防弹铝条短边铆接在油箱迎弹面内侧。
把开孔率大于80％的聚氨酯软泡裁剪成边长为35mm棱柱，依次放进格栅间隙。
纤维增强树脂板：迎弹面用芳纶纤维毡布与0.05mm厚的EVA胶膜交替铺层，用平板硫化机热压成5mm板材，树脂含量60％，并按尺寸裁剪。背弹面用玄武岩纤维织成的面密度为400g方格布和swancor905乙烯基树脂采用真空导流工艺，制备20mm厚的高强玻璃纤维增强树脂板，树脂含量55％，并按尺寸裁剪。迎弹面的纤维增强树脂板一面刷涂含环氧基团的底漆，并把刷底漆面朝油箱内金属板紧贴格栅放入格栅与迎弹面内金属板之间的间隙；背弹面用纤维增强树脂板两面刷涂专用含环氧基团的底漆，底漆表干后在一面涂抹市场购得的爱乐特投资有限公司生产的增韧环氧2022AB胶，然后，涂胶面与背弹面油箱内金属板外侧粘牢，粘接强度≥1MPa。
隔离膜：裁好0.5mm厚的聚碳酸酯酯薄片，用双面胶粘贴在背弹面外金属板内侧。
弹性体层：采用Graco-XP3，用山东非金属材料研究所生产的WS T5028超厚膜弹性体，喷涂到迎弹面的纤维增强树脂板与内金属板及背弹面的纤维增强树脂板与隔离膜之间的间隙，，材料伸强度＞20MPa，硬度邵A85，完成防弹油箱箱体制备。
按迎弹面1×1m计算，防护结构增重84kg，背弹面按1×1m计算增重60kg，经射击试验，该油箱可在口径12.7mm一下弹丸击穿油箱情况下，油箱外表面不出现燃油泄露。
实施例5
一种着弹后防漏油油箱及其制备方法
油箱的迎弹面和背弹面均设计为双壁结构，迎弹面由外往内分别为油箱箱体外金属板-金属格栅和开孔软泡沫-纤维增强树脂层-弹性体层-油箱内金属板；背弹面油箱结构由内到外依此为油箱内金属板-纤维增强树脂板-弹性体材料-隔离层-油箱外金属板。
迎弹面双壁间隙为45mm，背弹面双壁间隙为20mm。
油箱基材处理：用60目砂布打磨油箱迎弹面内金属板外侧、背弹面内金属板外侧及夹层底面，用丙酮清理干净后刷涂含环氧基团的底漆。
金属格栅选用厚度为3mm的镁合金板和1.5mm不锈钢板。首先镁合金板材裁50mm宽条，另外再裁一根42.5mm的不锈钢条，长度按油箱宽度，在50mm宽镁合金条宽度方向42.5mm处折弯成a角为135°，在迎弹面与油箱底夹角处焊接42.5mm不锈钢条，其与油箱底夹角为45°。按间距30mm，把折弯好的镁合金条短边铆接在油箱迎弹面内侧。
把发泡开孔率大于95％的聚氨酯软泡树脂依次注入格栅间隙，发泡完成后，裁修格栅外的泡沫。
纤维增强树脂板：迎弹面用杜邦公司k129纤维织成的面密度为410g方格布与0.03mm厚的EVA胶膜交替铺层，用平板硫化机热压成5mm板材，树脂含量30％，并按尺寸裁剪。背弹面用碳纤维织成的面密度为200g斜纹布及PBO纤维织成的面密度为170的平纹布隔层铺放，用环氧树脂采用真空导流工艺，制备10mm厚的高强玻璃纤维增强树脂板，树脂含量50％，并按尺寸裁剪。迎弹面的纤维增强树脂板一面刷涂含环氧基团的底漆，并把刷底漆面朝油箱内金属板紧贴格栅放入格栅与迎弹面内金属板之间的间隙；背弹面用纤维增强树脂板两面刷涂专用含环氧基团的底漆，底漆表干后在一面涂抹市场购得的上海汉司实业有限公司的
Figure BDA0002502004950000111
单组份湿气固化聚氨酯胶，然后，涂胶面与背弹面油箱内金属板外侧粘牢，粘接强度≥1MPa。
隔离膜：裁好0.5mm厚的聚碳酸酯酯薄片，用双面胶粘贴在背弹面外金属板内侧。
弹性体层：用山东非金属材料研究所生产的XJ 4095聚氨酯预聚体，与固化剂搅拌均匀，在真空烘箱脱泡后，浇注到迎弹面和背弹面夹层，材料伸强度＞15MPa，硬度邵A65，完成防弹油箱箱体制备。
按迎弹面1×1m计算，防护结构增重28kg，背弹面按1×1m计算增重21kg，经射击试验，该油箱可在口径12.7mm一下弹丸击穿油箱情况下，油箱外表面不出现燃油泄露。
实施例6
一种着弹后防漏油油箱及其制备方法
油箱的迎弹面和背弹面均设计为双壁结构，迎弹面由外往内分别为油箱箱体外金属板-金属格栅和开孔软泡沫-纤维增强树脂层-弹性体层-油箱内金属板；背弹面油箱结构由内到外依此为油箱内金属板-纤维增强树脂板-弹性体材料-隔离层-油箱外金属板。
迎弹面双壁间隙为45mm，背弹面双壁间隙为20mm。
油箱基材处理：用60目砂布打磨油箱迎弹面内金属板外侧、背弹面内金属板外侧及夹层底面，用丙酮清理干净后刷涂含环氧基团的底漆。
金属格栅选用1.5mm不锈钢板。把不锈钢板材裁50mm宽条，在迎弹面与油箱底夹角处依次往上焊接不锈钢条，其与油箱迎弹面内侧夹角为45°，间距在35.4～42mm之间任意选择。
把发泡开孔率大于95％的聚氨酯软泡树脂依次注入格栅间隙，发泡完成后，裁修格栅外的泡沫。
纤维增强树脂板：用杜邦公司k129纤维织成的面密度为200g方格布与0.03mm厚的EVA胶膜交替铺层，用平板硫化机热压成5mm板材，树脂含量30％，并按尺寸裁剪。迎弹面的纤维增强树脂板一面刷涂含环氧基团的底漆，并把刷底漆面朝油箱内金属板紧贴格栅放入格栅与迎弹面内金属板之间的间隙；背弹面用纤维增强树脂板两面刷涂专用含环氧基团的底漆，底漆表干后在一面涂抹市场购得的上海汉司实业有限公司的
Figure BDA0002502004950000121
反应型聚氨酯热熔胶，然后，涂胶面与背弹面油箱内金属板外侧粘牢，粘接强度≥1MPa。
隔离膜：裁好0.5mm厚的聚碳酸酯酯薄片，用双面胶粘贴在背弹面外金属板内侧。
弹性体层：用山东非金属材料研究所生产的XJ 4095聚氨酯预聚体，与融化好的4,4-甲撑二(2-氯苯胺)搅拌均匀，在真空烘箱脱泡后，浇注到迎弹面和背弹面夹层，材料伸强度＞15MPa，硬度邵A70，完成防弹油箱箱体制备。
按迎弹面1×1m计算，防护结构增重28kg，背弹面按1×1m计算增重21kg，经射击试验，该油箱可在口径12.7mm一下弹丸击穿油箱情况下，油箱外表面不出现燃油泄露。
实施例7
一种全防护着弹后防漏油油箱及其制备方法
除油箱的顶部外，其余面均设计为双壁结构，双壁结构由外往内分别为油箱箱体外金属板-金属格栅和开孔软泡沫-纤维增强树脂层-弹性体层-纤维增强树脂板-油箱内金属板。
双壁间隙为40mm。
油箱基材处理：用60目砂布打磨油箱内金属板外侧，用丙酮清理干净后刷涂含异氰酸酯的底漆。
金属格栅选用厚度为1mm的Q235钢板。首先裁25mm宽和一根21.2mm的钢条，长度按油箱宽度，在25mm宽钢条宽度方向21.2mm处折弯成a角为135°，在迎弹面与油箱底夹角处焊接21.2mm钢条，其与油箱底夹角为45°按间距15mm，把折弯好的钢条短边焊接在油箱迎弹面内侧。
把发泡开孔率大于90％的聚氨酯软泡树脂依次注入格栅间隙，发泡完成后，裁修格栅外的泡沫。
纤维增强树脂板：用面密度160g的PEUD布压成厚度为5mm板材，并按尺寸裁剪。两块纤维增强树脂板中，其中一块单面，另一块双面面刷涂专用含氨基甲酸酯基团的底漆，单面涂刷底漆纤维树脂板无底漆面紧贴格栅放进格栅与内金属板间隙；双面涂底漆的纤维增强树脂板在其中一面涂抹市售的达森材料科技HJ-966/GC-966双组份环氧结构胶，粘接在油箱内金属板外侧，粘接强度≥1MPa。
弹性体层：用科聚亚公司的V6060聚氨酯预聚体，拉伸强度＞30MPa，硬度邵A65，博雷compare型浇注机，采用浇注工艺，把与1,4-丁二醇混合均匀的V6060聚氨酯预聚体浇注进纤维增强树脂板之间的间隙，固化后，完成全防护油箱箱体制备。
按1×1m计算，整个防护结构增重35kg，经射击试验，该油箱可在口径12.7mm以下弹丸及***碎片击穿油箱情况下，油箱外表面不出现燃油泄露。

Claims (10)

1.一种着弹后防漏油油箱，其特征在于：油箱的迎弹面和背弹面均为双壁结构，迎弹面由外往内分别为油箱箱体外金属板-金属格栅和开孔软泡沫-纤维增强树脂板-弹性体层-底漆-油箱内金属板；背弹面油箱结构由内到外依此为油箱内金属板-底漆-胶黏剂-纤维增强树脂板-弹性体材料-隔离层-油箱外金属板；
所述金属格栅材质选自并不仅限于钢、特种钢、装甲铝、镁合金、钛合金中一种；所述的金属格栅板的截面为L型或平板型，且L型的内角为钝角；
所述开孔软泡沫选自聚氨酯开孔软泡沫、PE开孔软泡沫或EVA开孔软泡沫一种或几种，
所述纤维增强树脂板是由纤维经处理后与树脂复合形成的板材；其中所述纤维是玻璃纤维、芳纶纤维、聚乙烯纤维、聚对苯撑并二
Figure FDA0002502004940000011
唑纤维、碳纤维或玄武岩纤维一种或几种纤维；还可以是由上述纤维组成的单向布、UD布、编织布或毡布一种或几种混合铺层结构，上述两种方式均需要与树脂复合形成的相应的板材；
所述纤维增强树脂板中的树脂举例并不限于EVA树脂、聚氨酯树脂、乙烯基树脂、环氧树脂、酚醛树脂中的一种或几种构成的可用于热压成型的热塑性薄膜或可用于灌注工艺的液态树脂；所述纤维增强树脂板中的树脂重量含量为20～70％；
所述弹性体树脂选自硬度邵A0～邵A99之间的弹性体树脂；弹性体树脂在油箱夹层中的厚度为1～100mm；
所述的隔离膜厚度为0.02～1mm，选自并不限于聚酯膜或聚碳酸酯膜。
2.根据权利要求1所述的着弹后防漏油油箱，其特征在于：一种全防护着弹后防漏油油箱，除油箱顶部外，其余五个面均设计为双壁结构，双壁结构内部由外往内依次为油箱箱体外金属板-金属格栅和开孔软泡沫-纤维增强树脂板-弹性体层-底漆-纤维增强树脂板-胶黏剂-底漆-油箱内金属板。
3.根据权利要求1或2所述的着弹后防漏油油箱，其特征在于：
所述金属格栅板材厚度为0.5～10mm，L型金属格栅板短边长为H1，长边的垂直高度为H2，短边通过焊接的方式连接在油箱外金属板内侧，垂直方向两块金属格栅板的间距为距h,h的取值范围为H2<h<H2+D弹头直径；
选用平板型格栅时，其长度不大于所在油箱面的宽度，非焊接面斜向油箱顶部，与油箱箱体外金属板的夹角为锐角α，垂直方向两块金属格栅板的间距h,h的取值范围为b×cosα～b×cosα+D弹头直径，其中，b为平板格栅的宽度。
4.根据权利要求1或2所述的着弹后防漏油油箱，其特征在于：
所述开孔软泡沫开孔率≥50％，或选用成品具有与开孔软泡沫相同性能的发泡材料直接在格栅间隙进行现场发泡。
5.根据权利要求3所述的着弹后防漏油油箱，其特征在于：
所述金属格栅板材厚度为1～5mm，所述开孔软泡沫开孔率≥80％。
6.根据权利要求1或2所述的着弹后防漏油油箱，其特征在于：
所述纤维增强树脂板中的树脂重量含量为30～60％，且所述纤维增强树脂板的厚度为2～30mm。
7.根据权利要求1或2所述的着弹后防漏油油箱，其特征在于：
所述纤维增强树脂板的厚度为5～15mm，所述弹性体树脂选自硬度邵A65～邵A90之间的分子链中含有异氰酸酯基团的弹性体树脂。
8.根据权利要求1或2所述的着弹后防漏油油箱，其特征在于：所述弹性体树脂在油箱夹层中的厚度为3～50mm。
9.权利要求1所述的着弹后防漏油油箱的制备方法，其特征在于：具体步骤如下：
迎弹面夹层制备方法：
①金属格栅的制备：裁剪金属板，并折弯成截面为L型，且L型的内角为钝角，其中金属格栅板短边长为H1，长边的垂直高度为H2；
②把加工好的金属格栅H1面焊接在油箱箱体迎弹面外金属板内侧，垂直方向两块金属格栅板的间距为H2～H2+D弹头直径，然后清理干净夹层，无油渍残渣或其他可见污物；
③打磨油箱箱体迎弹面内金属板外侧，并涂抹底漆；
④在格栅间隙中填充开孔软泡沫或者采用现场发泡工艺在格栅间隙发泡，并沿格栅对泡沫进行修理，使其外侧平整，方便后续纤维增强树脂板的贴合；
⑤把进行了表面处理的纤维增强树脂板紧贴金属格栅竖直放入格栅与迎弹面内金属板间隙间，并使其与金属格栅紧贴，必要时可以采用胶黏剂进行粘合；
⑥采用液体树脂浇注工艺时，把弹性体树脂注入到纤维增强树脂板和油箱箱体内金属板之间的空隙，固化后即完成迎弹面制备；如果采用弹性体板，需要在弹性体板两个粘接面都涂抹经过验证粘接牢固的胶黏剂，使其两面分别与纤维增强树脂板和内金属板固定连接；
通过以上步骤，完成油箱箱体迎弹面的制作；
背弹面夹层制备方法：
①打磨油箱箱体背弹面内金属板外侧，清理干净，无油渍残渣或其他可见污物，涂抹含有异氰酸酯结构的底漆；
②处理纤维增强树脂板表面，两个表面均涂含有异氰酸酯结构底漆，并用含有异氰酸酯结构的胶黏剂把纤维增强树脂板与背弹面油箱内金属板外侧粘接牢固；
③在油箱箱体背弹面外金属板内侧铺放隔离膜；
④采用液体树脂浇注工艺时，把弹性体树脂注入到纤维增强树脂板和隔离膜之间的空隙，固化后即完成背弹面制备；如果采用弹性体板，需要在弹性体板与纤维增强树脂板的粘接面涂抹经过验证粘接牢固的胶黏剂，使其与纤维增强树脂板固定连接；通过以上步骤，完成油箱箱体背弹面的制作。
10.权利要求2所述的着弹后防漏油油箱的制备方法，其特征在于：具体步骤如下：着弹后防漏油油箱为全防护着弹后防漏油箱，
①金属格栅的制备：裁剪金属板，并折弯成截面为L型，且L型的内角为钝角，其中金属格栅板短边长为H1，长边的垂直高度为H2；
②把加工好的金属格栅H1面焊接在油箱箱体外金属板内侧，垂直方向两块金属格栅板的间距为H2～H2+D弹头直径，然后清理干净夹层，无油渍残渣或其他可见污物；
③打磨油箱箱体内金属板外侧，至无可见污物，并在内金属板外侧涂抹底漆；
④在金属格栅间隙中填充开孔软泡沫或者采用现场发泡工艺在格栅间隙发泡，并沿格栅对泡沫进行修理，使其外侧平整，方便后续纤维增强树脂板的贴合；
⑤把进行了表面处理的纤维增强树脂板紧贴金属格栅竖直放入格栅与迎弹面内金属板间隙间，并使其与金属格栅紧贴，必要时可以采用胶黏剂进行粘合；
⑥处理另一块纤维增强树脂板表面，在其两个粘接面均涂含有异氰酸酯结构底漆，之后用含有异氰酸酯结构胶黏剂把纤维增强树脂板与油箱内金属板外侧粘接牢固；
⑦采用液体树脂浇注工艺时，把弹性体树脂注入到两个纤维增强树脂板之间的空隙，固化后即完成迎弹面制备；如果采用弹性体板，需要在弹性体板两个粘接面都涂抹经过验证粘接牢固的胶黏剂，并放入两个纤维增强树脂板之间的空隙并黏结牢固即可。
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