一種抗暴防護(hù)面板及采用其制造的集裝箱的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種抗暴防護(hù)面板，包括依次粘接的高性能纖維層、閉孔泡沫鋁、防護(hù)陶瓷，所述防護(hù)陶瓷與閉孔泡沫鋁的厚度之比為6～12:12～20，充分利用閉孔泡沫鋁的對(duì)應(yīng)力波衰減性能，可抗12.7mmAP彈射擊，對(duì)AP彈穿甲過(guò)程產(chǎn)生的應(yīng)力波衰減性能好，從而提高抗暴防彈板的裝甲性能。采用上述抗暴防護(hù)面板制造的集裝箱，上述抗暴防護(hù)面板與集裝箱內(nèi)飾板通過(guò)螺栓連接，其中，所述抗暴防護(hù)面板的防護(hù)陶瓷、閉孔泡沫鋁、高性能纖維層和集裝箱內(nèi)飾板對(duì)應(yīng)設(shè)置孔，所述螺栓依次穿過(guò)抗暴防護(hù)面板和集裝箱內(nèi)飾板，改變傳統(tǒng)防護(hù)陶瓷不能穿孔的現(xiàn)狀，采用樹(shù)脂膠粘接和螺栓緊固連接兩種方式，抗暴防彈板的裝甲性能高，重量輕。
【專利說(shuō)明】一種抗暴防護(hù)面板及采用其制造的集裝箱

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于復(fù)合結(jié)構(gòu)抗暴防護(hù)面板，具體涉及一種可用于制造防爆集裝箱或防爆方艙的抗暴防護(hù)面板。

【背景技術(shù)】
[0002]防爆材料是提聞防爆運(yùn)輸、戰(zhàn)場(chǎng)裝備防御能力的和生存能力的關(guān)鍵因素，隨著技術(shù)的新型化和復(fù)雜化，裝有重要物品，如醫(yī)藥用品、軍火用品、易燃易爆物品等的集裝箱防護(hù)等級(jí)也需要隨之提高。
[0003]中北大學(xué)于2007-12-28申請(qǐng)的申請(qǐng)?zhí)枮?00710185715.9的“一種多層裝甲防護(hù)系統(tǒng)”:傳統(tǒng)的裝甲防護(hù)系統(tǒng)的外層為高強(qiáng)抗撞擊板，中間層為陶瓷板，內(nèi)層為金屬支承板。此防護(hù)系統(tǒng)在受到槍彈或爆炸物沖擊時(shí)，中間層陶瓷板不能有效吸收從外層抗撞擊板傳播而來(lái)的巨大能量，無(wú)法達(dá)到保護(hù)車輛的目的。該發(fā)明的新型防護(hù)系統(tǒng)是在外層高強(qiáng)抗撞擊板和內(nèi)層高延展性背板之間填充一種泡沫金屬夾芯材料，并通過(guò)聚乙烯樹(shù)脂將泡沫金屬與外層抗撞擊板和內(nèi)層背板牢固粘結(jié)，形成一種“三明治”結(jié)構(gòu)，且系統(tǒng)中至少有一組這種結(jié)構(gòu)。所述的夾芯材料為高孔隙率的閉孔泡沫鋁，可以有效吸收沖擊產(chǎn)生的能量，承受高速撞擊帶來(lái)的變形。因此，本發(fā)明可以有效保護(hù)車輛免于槍彈或爆炸物的破壞。該方案的缺點(diǎn)是:雖然同樣采用了泡沫金屬作為緩沖材料，但是面板材料選擇，尤其是對(duì)于其厚度的選擇缺乏說(shuō)明，連接方式單純的采用樹(shù)脂膠粘接方式，不利于安裝，且不能實(shí)現(xiàn)集裝箱面板、防彈方艙、活動(dòng)板房等構(gòu)件對(duì)外掛部件的要求。
[0004]蘇州江南航天機(jī)電工業(yè)有限公司于2011-11-21申請(qǐng)的申請(qǐng)?zhí)枮?01120463627.2的一種防彈方艙的大板結(jié)構(gòu)，包括骨架以及由內(nèi)而外依次布置且相互粘接的內(nèi)蒙皮、泡沫鋁板、硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料板、超高分子量聚乙烯板、氧化鋁陶瓷層和外蒙皮，其中內(nèi)蒙皮、泡沫鋁板、硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料板和超高分子量聚乙烯板均與骨架粘接相連。本實(shí)用新型可填補(bǔ)國(guó)內(nèi)防彈方艙領(lǐng)域內(nèi)的空白，為防彈方艙的批量化生產(chǎn)做好準(zhǔn)備。該方案的缺點(diǎn)是:表面陶瓷采用“劈尖”形，實(shí)現(xiàn)難度大，并且價(jià)格昂貴。采用普通的氧化鋁面板材料，美觀漂亮，加工難度也相對(duì)較小，該方案采用了泡沫鋁作為緩沖材料，該方案結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜。
[0005] 申請(qǐng)人:陳照峰、陳照海于2012-01-11申請(qǐng)的申請(qǐng)?zhí)枮?01220010296.1的“一種復(fù)合結(jié)構(gòu)防彈材料板”，包括五層材料，由表及里依次為聚碳酸酯或纖維復(fù)合材料組成的防崩落層、板或顆粒陶瓷元件組成的陶瓷層、TC4鈦合金或纖維復(fù)合材料組成的碰撞層、超高分子量聚乙烯纖維無(wú)緯布或泡沫鋁與超高分子量聚乙烯纖維無(wú)緯布組成的吸能反彈層、TC4鈦合金或纖維復(fù)合材料組成的抵抗層，各層之間采通過(guò)粘結(jié)劑粘接，面密度為60?90Kg/m2。該復(fù)合結(jié)構(gòu)防彈材料具有低容重、高抗彈性能，且能抗多發(fā)彈的優(yōu)點(diǎn)，可作為7.62mm及其以上中小型口徑穿甲燃燒彈的防護(hù)材料，也可以作為艦船甲板、盾牌。該方案的缺點(diǎn)是:泡沫鋁厚度較低，沒(méi)有發(fā)揮泡沫鋁吸能特性，材料厚度選擇差別很大。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題在于提供一種抗暴防護(hù)面板，該面板抗暴防彈板的裝甲性能高，重量輕，可抗12.7mmAP彈射擊，對(duì)AP彈穿甲過(guò)程產(chǎn)生的應(yīng)力波衰減性能好，從而提高抗暴防彈板的裝甲性能。
[0007]本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題在于提供一種用上述抗暴防護(hù)面板制造的集裝箱，改變傳統(tǒng)防護(hù)陶瓷不能穿孔的現(xiàn)狀，采用樹(shù)脂膠粘接和穿孔緊固連接兩種方式，使目前集裝箱具有防12.7mmAP彈功能，解決戰(zhàn)時(shí)狀態(tài)下運(yùn)送物資和人員的安全問(wèn)題，使集裝箱具有防彈能力。
[0008]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
[0009]一種抗暴防護(hù)面板，包括依次粘接的高性能纖維層、閉孔泡沫鋁、防護(hù)陶瓷；所述防護(hù)陶瓷與閉孔泡沫鋁的厚度之比為6?12:12?20。
[0010]進(jìn)一步地，所述高性能纖維層:防護(hù)陶瓷的厚度之比為I?10:6?12。
[0011]一種集裝箱，包括集裝箱內(nèi)飾板，采用上述抗暴防護(hù)面板與集裝箱內(nèi)飾板通過(guò)連接孔連接，其中，所述抗暴防護(hù)面板的防護(hù)陶瓷、閉孔泡沫鋁、高性能纖維層和集裝箱內(nèi)飾板對(duì)應(yīng)設(shè)置連接孔。
[0012]進(jìn)一步地，采用螺栓依次穿過(guò)抗暴防護(hù)面板和集裝箱內(nèi)飾板的連接孔，所述螺栓可采用內(nèi)六角螺栓。
[0013]進(jìn)一步地，所述高性能纖維層和集裝箱內(nèi)飾板相鄰。所述高性能纖維層可采用芳綸纖維(聚對(duì)苯二甲酰對(duì)苯二胺)、超高分子量聚乙烯纖維或高強(qiáng)玻璃纖維。
[0014]進(jìn)一步地，還包括內(nèi)襯纖維層集裝箱外面板，所述防護(hù)陶瓷與內(nèi)襯纖維層集裝箱外面板連接。
[0015]進(jìn)一步地，所述防護(hù)陶瓷與內(nèi)襯纖維層集裝箱外面板粘接。
[0016]進(jìn)一步地，所述防護(hù)陶瓷可采用A1203、SiC或BC陶瓷材料。
[0017]進(jìn)一步地，所述防護(hù)陶瓷為正六邊形陶瓷片，規(guī)律有序地粘接在閉孔泡沫鋁上。
[0018]一種上集裝箱的制備方法，包括以下步驟:
[0019]I)復(fù)合抗暴防護(hù)面板:選取厚度6?12mm的防護(hù)陶瓷、12?20mm的閉孔泡沫鋁和I?1mm的高性能纖維層，然后將其依次相互粘接；
[0020]2)鉆孔處理:所述抗暴防護(hù)面板的防護(hù)陶瓷、閉孔泡沫鋁、高性能纖維層和集裝箱內(nèi)飾板對(duì)應(yīng)設(shè)置連接孔；
[0021]3)安裝集裝箱內(nèi)飾板或裝甲鋼:將鉆孔的抗暴防護(hù)面板通過(guò)螺栓與集裝箱內(nèi)飾板或裝甲鋼固定連接，得到防護(hù)裝甲板；
[0022]4)集裝箱組裝:將上述防護(hù)裝甲板拼接成集裝箱體，并用鋼絲繩將所有的防護(hù)裝甲板纏繞緊固，使拼接防護(hù)裝甲板成為整體集裝箱防彈外面板；
[0023]5)安裝集裝箱外面板:將集裝箱外面板粘接或者通過(guò)龍骨掛載與上述集裝箱體連接，得到集裝箱。
[0024]其中，步驟I)和步驟2)的順序可互換。
[0025]進(jìn)一步地，所述步驟I)的復(fù)合方式采用熱壓樹(shù)脂膠復(fù)合。
[0026]進(jìn)一步地，所述步驟2)中防護(hù)陶瓷的穿孔工藝采用預(yù)制階段留燒結(jié)孔，水切割切割陶瓷孔片或者金剛石鉆頭先切割小孔、爾后進(jìn)行擴(kuò)孔的工藝。
[0027]上述集裝箱的制備方法，包括以下步驟:
[0028]I)復(fù)合抗暴防護(hù)面板:選取厚度6?12mm的防護(hù)陶瓷、12?20mm的閉孔泡沫鋁和高性能纖維層，然后將其依次相互粘接；
[0029]2)鉆孔處理:將上述復(fù)合后的抗暴防護(hù)面板進(jìn)行穿孔；
[0030]3)安裝集裝箱內(nèi)飾板或裝甲鋼:將鉆孔的抗暴防護(hù)面板通過(guò)螺栓與集裝箱內(nèi)飾板或裝甲鋼固定連接，得到防護(hù)裝甲板；
[0031]4)集裝箱組裝:將上述防護(hù)裝甲板拼接成集裝箱體，并用鋼絲繩將所有的防護(hù)裝甲板纏繞，使拼接防護(hù)裝甲板成為整體集裝箱防彈外面板；
[0032]5)安裝集裝箱外面板:將集裝箱外面板粘接或者通過(guò)龍骨掛載與上述集裝箱體連接，得到集裝箱。
[0033]進(jìn)一步地，步驟I)的復(fù)合方式采用熱壓樹(shù)脂膠復(fù)合。
[0034]進(jìn)一步地，所述步驟2)中防護(hù)陶瓷的穿孔工藝采用預(yù)制階段留燒結(jié)孔，水切割切割陶瓷孔片或者金剛石鉆頭先切割小孔、爾后進(jìn)行擴(kuò)孔的工藝。
[0035]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0036]I)本發(fā)明采用閉孔泡沫鋁作為主要的沖擊緩沖材料，特別是孔隙率在75%?85%的閉孔泡沫鋁具有良好的抗高速?zèng)_擊性能，對(duì)AP彈穿甲過(guò)程產(chǎn)生的應(yīng)力波進(jìn)行衰減，從而提高抗暴防彈板的裝甲性能，此外，泡沫鋁具有質(zhì)輕特性，降低防護(hù)裝甲重量。
[0037]2)本發(fā)明陶瓷可采用A1203、SiC或BC陶瓷材料；并在其上設(shè)置連接孔，從而使得在目前陶瓷型防護(hù)裝甲實(shí)現(xiàn)了外掛件掛載的功能。
[0038]3)本發(fā)明采用高性能樹(shù)脂膠進(jìn)行板材材料復(fù)合，除此之外，還采用內(nèi)六角螺栓緊固各個(gè)層間板材，并且將防護(hù)板材或緊固或掛載在集裝箱內(nèi)面板上，采用內(nèi)六角對(duì)集裝箱外裝飾無(wú)影響。
[0039]4)本發(fā)明通過(guò)采用上述材料，可大大降低目前同等防護(hù)裝甲重量。
[0040]5)本發(fā)明控制防護(hù)陶瓷與閉孔泡沫鋁的厚度比，充分利用閉孔泡沫鋁良好的抗高速?zèng)_擊性能，對(duì)AP彈穿甲過(guò)程產(chǎn)生的應(yīng)力波進(jìn)行衰減，從而提高抗暴防彈板的裝甲性能，提聞同等質(zhì)量的裝甲防護(hù)等級(jí)。
[0041]6)本發(fā)明的外背板材料選用高性能纖維協(xié)同泡沫鋁一塊增強(qiáng)防彈效果，在不破壞集裝箱內(nèi)外裝飾特性情況下，增加防護(hù)等級(jí)，并且可以自由掛載其他物品物件。
[0042]7)本發(fā)明涉及陶瓷、閉孔泡沫鋁、高性能纖維、裝甲鋼等多種材料，連接方式采用樹(shù)脂膠粘接和螺栓緊固連接兩種方式結(jié)合連接，樹(shù)脂粘接保證復(fù)合結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，螺栓緊固連接保證防暴面板與集裝箱(方艙、活動(dòng)板房)結(jié)合形成防彈/防暴面板。
[0043]8)本發(fā)明提供的抗暴防護(hù)面板還可用于制造防爆方艙，性能優(yōu)，功能強(qiáng)，使用范圍廣。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0044]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0045]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步描述:
[0046]實(shí)施例1
[0047]如圖1所示，一種抗暴防護(hù)面板，包括依次粘接的芳綸纖維(聚對(duì)苯二甲酰對(duì)苯二胺)、閉孔泡沫鋁、防護(hù)陶瓷；所述芳綸纖維的厚度為1mm，防護(hù)陶瓷的厚度為6mm，所述閉孔泡沫鋁的厚度為12mm。
[0048]一種集裝箱，包括集裝箱內(nèi)飾板和內(nèi)襯纖維層集裝箱外面板，采用上述的抗暴防護(hù)面板與集裝箱內(nèi)飾板通過(guò)內(nèi)六角螺栓連接，其中，所述抗暴防護(hù)面板的防護(hù)陶瓷、閉孔泡沫鋁、芳綸纖維和集裝箱內(nèi)飾板對(duì)應(yīng)設(shè)置連接孔，所述螺栓依次穿過(guò)抗暴防護(hù)面板和集裝箱內(nèi)飾板。所述高性能纖維層和集裝箱內(nèi)飾板相鄰。所述防護(hù)陶瓷與內(nèi)襯纖維層集裝箱外面板連接，所述防護(hù)陶瓷與內(nèi)襯纖維層集裝箱外面板粘接。
[0049]所述防護(hù)陶瓷采用三氧化二鋁A1203陶瓷材料，所述防護(hù)陶瓷為正六邊形陶瓷片，規(guī)律有序地粘接在泡沫鋁板材上。
[0050]上述集裝箱的制備方法，包括以下步驟:
[0051]I)復(fù)合抗暴防護(hù)面板:選取厚度6mm的防護(hù)陶瓷、12mm的閉孔泡沫招和Imm芳絕纖維，然后將其依次采用熱壓樹(shù)脂膠復(fù)合；
[0052]2)鉆孔處理:將上述復(fù)合后的抗暴防護(hù)面板進(jìn)行穿孔，鉆孔位置取決于集裝箱或者防彈方艙或者防彈活動(dòng)板房外面板的需要，比如某個(gè)區(qū)域需要掛載外置物件，如天線、牛耳孔、扶梯等；所述防護(hù)陶瓷的穿孔工藝采用預(yù)制階段留燒結(jié)孔；
[0053]3)安裝集裝箱內(nèi)飾板或裝甲鋼:將鉆孔的抗暴防護(hù)面板通過(guò)螺栓與集裝箱內(nèi)飾板或裝甲鋼固定連接，得到防護(hù)裝甲板；
[0054]4)集裝箱組裝:將上述防護(hù)裝甲板拼接成集裝箱體，并用鋼絲繩將所有的防護(hù)裝甲板纏繞緊固，使拼接防護(hù)裝甲板成為整體集裝箱防彈外面板；
[0055]5)安裝集裝箱外面板:將集裝箱外面板粘接或者通過(guò)龍骨掛載，實(shí)現(xiàn)與上述集裝箱體連接，得到防彈型集裝箱。
[0056]實(shí)施例2
[0057]本實(shí)施例與實(shí)施例1不同之處在于，所述高性能纖維層采用超高分子量聚乙烯纖維，厚度為1mm,所述防護(hù)陶瓷的厚度為12mm,所述閉孔泡沫招的厚度為20mm ；
[0058]所述防護(hù)陶瓷采用碳化硅SiC陶瓷材料，在步驟2)鉆孔處理:防護(hù)陶瓷的穿孔工藝采用水切割切割陶瓷孔片的工藝。
[0059]實(shí)施例3
[0060]本實(shí)施例與實(shí)施例1不同之處在于，所述高強(qiáng)玻璃纖維的厚度為5mm，所述防護(hù)陶瓷的厚度為7mm,所述閉孔泡沫招的厚度為16mm ；
[0061]所述防護(hù)陶瓷采用碳化硼B(yǎng)C陶瓷材料，在步驟2)鉆孔處理:防護(hù)陶瓷的穿孔工藝采用金剛石鉆頭先切割小孔、爾后進(jìn)行擴(kuò)孔的工藝。
[0062]實(shí)施例4
[0063]本實(shí)施例與實(shí)施例1不同之處在于，所述高性能纖維層采用超高分子量聚乙烯纖維，超高分子量聚乙烯纖維的厚度為13mm，所述防護(hù)陶瓷的厚度為6.5mm，所述閉孔泡沫鋁的厚度為19mm。
[0064]實(shí)施例5
[0065]本實(shí)施例與實(shí)施例1不同之處在于，所述高性能纖維層采用芳綸纖維，厚度為7mm,所述防護(hù)陶瓷的厚度為7.5mm,所述閉孔泡沫招的厚度為14mm。
[0066]本發(fā)明提供的抗暴防護(hù)面板還可用于制造防爆方艙和防爆型活動(dòng)板房面板。
[0067]本發(fā)明上述實(shí)施例僅為本專利較好的實(shí)施方式，凡采用本技術(shù)方案描述的構(gòu)造、特征及在其精神原理上的變化、修飾均屬于本專利的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種抗暴防護(hù)面板，其特征在于，包括依次粘接的高性能纖維層、閉孔泡沫鋁、防護(hù)陶瓷；所述防護(hù)陶瓷與閉孔泡沫鋁的厚度之比為6?12:12?20。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的集裝箱，其特征在于，所述高性能纖維層:防護(hù)陶瓷的厚度之比為I?10:6?12。
3.一種集裝箱，包括集裝箱內(nèi)飾板，其特征在于，采用如權(quán)利要求1所述的抗暴防護(hù)面板與集裝箱內(nèi)飾板通過(guò)連接孔連接，其中，所述抗暴防護(hù)面板的防護(hù)陶瓷、閉孔泡沫鋁、高性能纖維層和集裝箱內(nèi)飾板對(duì)應(yīng)設(shè)置連接孔。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的集裝箱，其特征在于，所述高性能纖維層和集裝箱內(nèi)飾板相鄰。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的集裝箱，其特征在于，還包括內(nèi)襯纖維層集裝箱外面板，所述防護(hù)陶瓷與內(nèi)襯纖維層集裝箱外面板連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的集裝箱，其特征在于，所述防護(hù)陶瓷與內(nèi)襯纖維層集裝箱外面板粘接。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的集裝箱，其特征在于，所述防護(hù)陶瓷為正六邊形陶瓷片，規(guī)律有序地粘接在閉孔泡沫招上。
8.—種如權(quán)利要求2?7中任一集裝箱的制備方法，其特征在于，包括以下步驟: 1)復(fù)合抗暴防護(hù)面板:選取厚度6?12mm的防護(hù)陶瓷、12?20mm的閉孔泡沫招和I?1mm的高性能纖維層，然后將其依次相互粘接； 2)鉆孔處理:所述抗暴防護(hù)面板的防護(hù)陶瓷、閉孔泡沫鋁、高性能纖維層和集裝箱內(nèi)飾板對(duì)應(yīng)設(shè)置連接孔； 3)安裝集裝箱內(nèi)飾板或裝甲鋼:將抗暴防護(hù)面板通過(guò)連接孔與集裝箱內(nèi)飾板或裝甲鋼固定連接，得到防護(hù)裝甲板； 4)集裝箱組裝:將上述防護(hù)裝甲板拼接成集裝箱體； 5)安裝外面板:安裝集裝箱外面板與上述集裝箱體連接，得到集裝箱。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的集裝箱，其特征在于，所述步驟I)的復(fù)合方式采用熱壓樹(shù)脂膠復(fù)合。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的集裝箱，其特征在于，所述步驟2)中防護(hù)陶瓷的穿孔工藝采用預(yù)制階段留燒結(jié)孔，水切割切割陶瓷孔片或者金剛石鉆頭先切割小孔、爾后進(jìn)行擴(kuò)孔的工藝。
【文檔編號(hào)】B32B15/04GK104142096SQ201410342470
【公開(kāi)日】2014年11月12日 申請(qǐng)日期:2014年7月17日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月17日
【發(fā)明者】朱德琳, 陳明 申請(qǐng)人:遼寧融達(dá)新材料科技有限公司