本發(fā)明屬于防彈陶瓷復(fù)合材料，具體涉及一種防彈陶瓷襯片的制備方法。
背景技術(shù)：
1、防彈材料從開(kāi)始到現(xiàn)在歷經(jīng)了以硬質(zhì)金屬為主的防彈材料到芳綸纖維、尼龍纖維等高分子防彈材料，再到以金屬材料與陶瓷材料復(fù)合體系、陶瓷材料和高分子材料復(fù)合體系，以及包括有機(jī)材料和無(wú)機(jī)材料結(jié)合的復(fù)合體系防彈材料的發(fā)展。金屬防彈材料具有強(qiáng)度高、韌性強(qiáng)、彈性模量大等優(yōu)點(diǎn)，但密度大或價(jià)格高等缺點(diǎn)限制了裝備的機(jī)動(dòng)性和靈活性；高分子防彈材料具有密度小、強(qiáng)度高、耐高溫、腐蝕、絕熱、絕緣等優(yōu)點(diǎn)?，但成型工藝復(fù)雜、造價(jià)較高、硬度低等缺點(diǎn)同樣也限制了其使用；陶瓷材料由于自身塑性差、脆性大，單獨(dú)用來(lái)作為防護(hù)裝甲時(shí)防護(hù)效果較差。因此提高防彈陶瓷復(fù)合材料的力學(xué)性能成為一個(gè)亟需解決的問(wèn)題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本發(fā)明的目的在于提供一種防彈陶瓷襯片的制備方法，以解決現(xiàn)有防彈陶瓷襯片中力學(xué)性能較差等問(wèn)題。
2、本發(fā)明的目的可以通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：
3、一種防彈陶瓷襯片的制備方法，所述的防彈陶瓷襯片包括改性聚脲彈性體、陶瓷基體和芳綸ⅲ纖維；所述的陶瓷基體，準(zhǔn)備以下重量份原料：碳化硼45-65份、氧化鈦2-3份、氧化鋁8-20份、碳化硅晶須30-55份；所述的防彈陶瓷襯片為三層結(jié)構(gòu)，包括迎彈面改性聚脲彈性體、中間層陶瓷基體、背彈面芳綸ⅲ纖維；
4、所述防彈陶瓷襯片的制備方法，包括以下步驟：
5、s1、將碳化硼、氧化鈦、氧化鋁、碳化硅晶須、硅烷偶聯(lián)劑kh-792和甲苯混合，進(jìn)去球磨，球料比為10:1，轉(zhuǎn)速為200-400r/min，球磨時(shí)間為5-8h，然后過(guò)篩200-400目，得到粉料，再將粉料、間苯二酚和甲醛放入反應(yīng)基礎(chǔ)液中在室溫下攪拌20-40h，過(guò)濾，得到濾餅，干燥，壓制成型，壓制壓力為15-20mpa，壓制時(shí)間為15-30min，燒結(jié)，冷卻，得到陶瓷基體；
6、s2、將陶瓷基體的迎彈面浸漬到改性聚脲彈性體中，進(jìn)行熱壓，然后將陶瓷基體通過(guò)超聲70-80wt%的乙醇溶液洗滌2-4h，并用濃度為0.2-0.5mol/l磷酸溶液進(jìn)行酸性刻蝕，得到復(fù)合陶瓷材料；
7、s3、將芳綸ⅲ纖維對(duì)復(fù)合陶瓷材料的背彈面進(jìn)行包裹，再加入熱塑性粘結(jié)劑，將完成包裹的復(fù)合陶瓷封入網(wǎng)點(diǎn)聚酰亞胺高溫真空袋進(jìn)行熱壓復(fù)合，得到防彈陶瓷襯片。
8、優(yōu)選的，步驟1中硅烷偶聯(lián)劑kh-792為10-20份、甲苯為100份。
9、優(yōu)選的，所述間苯二酚40-50份、甲醛50-60份和反應(yīng)基礎(chǔ)液100份；所述反應(yīng)基礎(chǔ)液包括30-35份無(wú)水乙醇、1-2份氨水和100份去離子水。
10、優(yōu)選的，燒結(jié)為：以5-8℃/min的溫度下升溫至850-950℃，保溫40-100min，再升至1150-1250℃，保溫至2-4h。
11、優(yōu)選的，改性聚脲彈性體的制備方法，包括以下步驟：
12、第一步、準(zhǔn)備以下重量份原料：異氰酸酯預(yù)聚體10-20份、聚己內(nèi)酯二醇10-20份、擴(kuò)鏈劑4-氨基苯基硼酸2-5份、n,n-二甲基甲酰胺10-25份、端氨基聚氧化丙烯5-10份、辛酸亞錫1-5份、硅丙乳液10-20份。
13、第二步、先對(duì)聚己內(nèi)酯二醇和端氨基聚氧化丙烯進(jìn)行真空脫水處理，在100-120℃下保持2-4h，接著在氮?dú)鈼l件下，將異氰酸酯預(yù)聚體和聚己內(nèi)酯二醇混合，在60-80℃下攪拌30-50min，再加入辛酸亞錫，繼續(xù)反應(yīng)1-2h，得到含有端-nco基團(tuán)的預(yù)聚體，再對(duì)含有端-nco基團(tuán)的預(yù)聚體降溫至38-50℃，加入擴(kuò)鏈劑4-氨基苯基硼酸、n,n-二甲基甲酰胺，反應(yīng)2-3h，再加入端氨基聚氧化丙烯攪拌30-50min，最后在15-30℃下加入硅丙乳液攪拌，攪拌速率為600-1000rpm，攪拌時(shí)間為30-60min，得到改性聚脲彈性體。
14、優(yōu)選的，異氰酸酯預(yù)聚體的制備方法，包括以下步驟：
15、在氮?dú)鈼l件下，將聚己內(nèi)酯二醇加入到反應(yīng)釜中攪拌，攪拌溫度為95-105℃，攪拌時(shí)間為1-3h，冷卻，再加入二苯基甲烷二異氰酸酯，在75-85℃下反應(yīng)2-3h，得到異氰酸酯預(yù)聚體，聚己內(nèi)酯二醇和二苯基甲烷二異氰酸酯的質(zhì)量比為2:3-3.4，聚己內(nèi)酯二醇的相對(duì)分子質(zhì)量為1000。
16、優(yōu)選的，熱塑性粘結(jié)劑包括乙酸乙酯類(lèi)水性膠粘劑、聚乙烯醇類(lèi)膠粘劑或聚氨酯類(lèi)水性膠粘劑中的一種或多種，厚度為0.1-0.5mm。
17、優(yōu)選的，熱壓復(fù)合的溫度為240-280℃，熱壓復(fù)合的壓力為1-3mpa。
18、本發(fā)明的有益效果：
19、1.本發(fā)明提供一種防彈陶瓷襯片的制備方法，所述的防彈陶瓷襯片為三層結(jié)構(gòu)，包括迎彈面改性聚脲彈性體、中間層陶瓷基體、背彈面芳綸ⅲ纖維等原料通過(guò)浸漬、粘結(jié)等方式獲得的復(fù)合材料具有良好的力學(xué)性能和防彈性能，滿足防彈裝甲的防護(hù)效果，實(shí)用性強(qiáng)。
20、2.本發(fā)明改性聚脲彈性體為迎彈面，利用其高應(yīng)變率下應(yīng)變率效應(yīng)來(lái)吸收耗能，提升其抗彈效果；中間層陶瓷基體通過(guò)碳化硼、氧化鈦、氧化鋁、碳化硅晶須協(xié)同提升抗穿透能力；而背彈面芳綸ⅲ纖維的雜環(huán)結(jié)構(gòu)可抑制多次沖擊下的分子鏈斷裂和界面微裂紋擴(kuò)展。
21、3.本發(fā)明通過(guò)化學(xué)手段在形成改性聚脲彈性體的過(guò)程中引入了擴(kuò)鏈劑4-氨基苯基硼酸，一方面借助于形成的硼氧六元環(huán)具有高熱穩(wěn)定性，使改性聚脲彈性體在高溫時(shí)減少分子鏈斷裂，一方面其剛性結(jié)構(gòu)通過(guò)共價(jià)鍵與聚脲主鏈結(jié)合，提高彈性體的交聯(lián)密度和力學(xué)性能，形成更致密的三維網(wǎng)絡(luò)。此外由于b-o鍵和b-n配位鍵的動(dòng)態(tài)可逆性，材料具有一定的自修復(fù)能力。
22、4.本發(fā)明通過(guò)使用聚酰亞胺真空袋封裝，可以高溫真空環(huán)境下實(shí)現(xiàn)芳綸ⅲ纖維與陶瓷的緊密貼合，提高界面的結(jié)合強(qiáng)度。
1.一種防彈陶瓷襯片的制備方法，其特征在于，所述的防彈陶瓷襯片
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的防彈陶瓷襯片的制備方法，其特征在于，s1中硅烷偶聯(lián)劑kh-792為10-20份、甲苯為100份。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的防彈陶瓷襯片的制備方法，其特征在于，s1中的間苯二酚40-50份、甲醛50-60份和反應(yīng)基礎(chǔ)液100份；所述反應(yīng)基礎(chǔ)液包括30-35份無(wú)水乙醇、1-2份氨水和100份去離子水。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的防彈陶瓷襯片的制備方法，其特征在于，s1中的燒結(jié)為：以5-8℃/min的溫度下升溫至850-950℃，保溫40-100min，再升至1150-1250℃，保溫至2-4h。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的防彈陶瓷襯片的制備方法，其特征在于，改性聚脲彈性體的制備方法，包括以下步驟：
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的防彈陶瓷襯片的制備方法，其特征在于，異氰酸酯預(yù)聚體的制備方法，包括以下步驟：
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的防彈陶瓷襯片的制備方法，其特征在于，熱塑性粘結(jié)劑包括乙酸乙酯類(lèi)水性膠粘劑、聚乙烯醇類(lèi)膠粘劑或聚氨酯類(lèi)水性膠粘劑中的一種或多種。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的防彈陶瓷襯片的制備方法，其特征在于，熱壓復(fù)合的溫度為240-280℃，熱壓復(fù)合的壓力為1-3mpa。