一种装甲用材料

摘要

本发明公开了一种装甲用材料，该材料由胶料和置于胶料内的钢丝布复合而成。本发明所述材料质轻硬度大，弹性模量大，回弹率高，耐冲击，硬度和断裂韧性好，作为叠层装甲用防弹材料防护能力好。本发明添加了一定量的柔性石墨作为增刚母料，将柔性石墨充分的分散于胶料中，使得整个材料致密度更高，拉伸强度、冲击强度和弯曲强度具有大幅度提高。本发明还具有优异的弹性、防滑性、阻燃性，抗腐蚀性以及抗静电性能，可用作军民两用的装甲防护用材料。

权利要求

1.一种装甲用材料的制备方法，其特征在于，该制备方法包括以下步骤：a.称取如下重量份配比的原料，备用：丁腈橡胶100份，促进剂2-3份，氧化锌4-6份，硬脂酸1-3份，碳黑20-40份，松焦油4-6份，邻苯二甲酸二丁酯2-3份，防老剂4-6份，硫磺2-3份，柔性石墨 10-30份，酚醛树脂10-20份；

b.将丁腈橡胶投入密炼机密炼室中加压密炼2分钟，压强4-5MPa，密炼温度45-50℃，密炼机转速35r/min；

c.然后将酚醛树脂、氧化锌、硬脂酸、防老剂、邻苯二甲酸二丁酯、炭黑、柔性石墨和松焦油投入密炼机密炼室中加压密炼3-4分钟，排料，得密炼胶，结束密炼，压强4-5MPa，密炼机转速30r/min，密炼温度90-110℃；

d.将步骤c制得的密炼胶投入开炼机，并加入硫磺以及促进剂，混炼均匀后以小于3mm的辊距薄通5遍后，混炼温度60-65℃，以3.5mm-4.0mm厚度出片下辊，得密炼胶片；

e.将密炼胶片按模具型腔尺寸大小进行裁片成型；

f.先将步骤e中裁好的胶片装入160℃平板硫化机预热的模具型腔中，然后再在胶片上放置一层钢丝布，接下来再往钢丝布上覆盖一层胶片，就按这样一层胶片一层钢丝布然后再覆盖一层胶片的方式依次叠放，最后合模硫化，模硫化温度为160℃，压力11MPa, 硫化

20min；

g.热脱模；

h.修边；

I.装甲用材料成品。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述促进剂由促进剂M、促进剂DM、促进剂D按3:2:1的重量比组成。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于：所述防老剂由防老剂丁、防老剂4010、防老剂4010NA按2:2:1的重量比组成。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：所述原料由以下重量份的组分组成：丁腈橡胶100份

促进剂M 1.2份

促进剂DM 0.8份

促进剂D 0.4份

氧化锌5份

硬脂酸 2份

碳黑 20份

松焦油 5份

邻苯二甲酸二丁酯 2.5份

防老剂丁 2份

防老剂4010 2份

防老剂4010NA 1份

硫磺 2.4份

柔性石墨 30份

酚醛树脂15份。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述钢丝布是用直径为0.25-0.3mm的钢丝采用斜纹编织法编织而成。

6.一种如权利要求1-5任意一项所述方法所制得的装甲用材料。

说明书

一种装甲用材料

技术领域

[0001] 本发明涉及橡胶材料领域，具体涉及一种装甲用材料。

背景技术

[0002] 现代战争中，装甲材料是军事武器的关键技术之一。高性能装甲材料不但能提高战斗武器的战场生存能力，而且还不会降低其攻击时的机动能力。在武器性能不断推动的前提下，研究人员对如何有效提高装甲防护性能进行大量研究，关于保护性装甲材料的设计，主要有结构可靠性、重量、成本等方面的考虑，为提高坦克、装甲车辆在战斗环境中的生存能力，均质钢装甲、陶瓷复合装甲和反应装甲等相继出现。对于均质钢装甲，重型装甲由于钢层厚、质量重，势必影响车辆的机动性和运行能力；而轻型装甲， 很可能被弹头穿透。对于反应装甲，一方面，其在工作时会对装甲内外的人员或设备带来附加损伤，并会产生噪声；另一方面，其结构较复杂，影响其可靠性，成本也较高。因此，轻质、高强、结构可靠的复合材料装甲势必成为未来装甲的主要发展方向。

发明内容

[0003] 针对上述问题，装甲防护领域迫切需要一种刚性大、防护能力强的复合装甲材料，在受到子弹冲击时，快速度扩散吸收冲击波能量，减小对人体的冲击伤害。本发明基于复合材料装甲在结构可靠性、重量、成本等方面的考虑，提供了一种军民两用，具有轻质、高强、耐冲击等性能的复合装甲材料。

[0004] 为了达到上述目的，本发明采用了以下技术方案：

[0005] 1.在主料生胶上，我们选择的是丁腈橡胶，此种胶耐油性极好，耐磨性较高，耐热性较好，粘接力强，具有优良的物理机械性和加工性能，通过补强赋予橡胶较好的物理力学性能和耐磨性。

[0006] 2.其余辅料我们选择氧化锌、硬脂酸、碳黑、松焦油、邻苯二甲酸二丁酯、硫磺以及多种促进剂和多种防老剂联合使用。

[0007] 3.但是我们发现采用上述物料按照制胶工艺制备出的胶料其物理力学性能还远远达不到装甲用性能，故我们又对其做了以下改良：

[0008] 为了使其达到装甲用性能，即进一步增大其硬度，申请人选用润滑性、化学稳定性、压缩回弹性、吸附性、可塑性以及抗热震性均优异的柔性石墨来作为本发明配方的增刚母料。柔性石墨的加入不影响原有复合材料的聚集态结构，其主要分布于丁腈橡胶的非晶成分中，与碳黑填充结晶性聚合物相似，柔性石墨的加入能大大的提高丁腈橡胶在制作材料（板材）时的流动性；以丁腈橡胶加入量计，随着柔性石墨加入量的不断增大，抗冲击强度、拉伸强度、弯曲强度均慢慢增强，当柔性石墨加入量为丁腈橡胶用量的10%-30%时，所制得的复合材料其拉伸强度提高了28%、冲击强度提高了36%、弯曲强度提高了20%。随着柔性石墨用量超过30%，其冲击强度提高未见明显变化，但是其拉伸强度和弯曲强度却大幅度下降。在保持其冲击强度的基础上，为了进一步解决复合板材的拉伸强度和弯曲强度，本发明又在板材中加入了钢丝布，钢丝布的加入在一定程度上提升了拉伸强度和弯曲强度，但是其与胶料之间结合能力较差，使得整个材料易鼓泡脱层，成型性极差。申请人通过大量研究试验发现，在整个材料组方中加入一定量的酚醛树脂后，钢丝布与胶料之间结合相当牢固，最后经过精确研究，当酚醛树脂添加量为丁腈橡胶添加量的10-20%时，对最后成型的材料其物理力学性能无任何影响，且钢丝布与胶料之间结合强度最优。

[0009] 综上所述，本发明一种装甲用材料的具体技术方案如下：

[0010] 一种装甲用材料，该材料由胶料和置于胶料内的钢丝布复合而成。

[0011] 所述胶料由以下重量份的原料制成：

[0012] 丁腈橡胶100份

[0013] 促进剂 2-3份

[0014] 氧化锌4-6份

[0015] 硬脂酸 1-3份

[0016] 碳黑 20-40份

[0017] 松焦油 4-6份

[0018] 邻苯二甲酸二丁酯 2-3份

[0019] 防老剂 4-6份

[0020] 硫磺 2-3份

[0021] 柔性石墨 10-30份

[0022] 酚醛树脂10-20份。

[0023] 所述促进剂由促进剂M、促进剂DM、促进剂D按3:2:1的重量比组成。

[0024] 所述防老剂剂由防老剂丁、防老剂4010、防老剂4010NA按2:2:1的重量比组成。

[0025] 进一步的，所述胶料由以下重量份的原料制成：

[0026] 丁腈橡胶100份

[0027] 促进剂M 1.2份

[0028] 促进剂DM 0.8份

[0029] 促进剂D 0.4份

[0030] 氧化锌5份

[0031] 硬脂酸 2份

[0032] 碳黑 20份

[0033] 松焦油 5份

[0034] 邻苯二甲酸二丁酯 2.5份

[0035] 防老剂丁 2份

[0036] 防老剂4010 2份

[0037] 防老剂4010NA 1份

[0038] 硫磺 2.4份

[0039] 柔性石墨 30份

[0040] 酚醛树脂15份。

[0041] 所述的装甲用材料的制备方法包括以下步骤：

[0042] a.按上述配方量称取各组分，备用；

[0043] b.将丁腈橡胶投入密炼机密炼室中加压密炼2分钟，压强4-5MPa，密炼温度45-50℃，密炼机转速35r/min；

[0044] c.然后将酚醛树脂、氧化锌、硬脂酸、防老剂、邻苯二甲酸二丁酯、炭黑、柔性石墨和松焦油投入密炼机密炼室中加压密炼3-4分钟，排料，得密炼胶，结束密炼，压强4-5MPa，密炼机转速30r/min，密炼温度90-110℃；

[0045] d.将步骤c制得的密炼胶投入开炼机，并加入硫磺以及促进剂，混炼均匀后以小于3mm的辊距薄通5遍后，混炼温度60-65℃，以3.5mm-4.0mm厚度出片下辊停放24-32小时，得密炼胶片；

[0046] e.将停放24小时以上的密炼胶片按模具型腔尺寸大小进行裁片成型；

[0047] f.先将步骤e中裁好的胶片装入160℃平板硫化机预热的模具型腔中，然后再在胶片上放置一层钢丝布，接下来再往钢丝布上覆盖一层胶片，就按这样一层胶片一层钢丝布然后再覆盖一层胶片的方式依次叠放，最后合模硫化，模硫化温度为160℃，压力11MPa, 硫化20min；本发明的钢丝布的层数和胶片的层数可按照实际需要堆叠；

[0048] g.热脱模；

[0049] h.修边；

[0050] I.装甲用材料成品。

[0051] 所述钢丝布是用直径为0.25-0.3mm的钢丝采用斜纹编织法编织而成。

[0052] 本发明的有益效果在于：

[0053] 1.本发明所述材料质轻硬度大，弹性模量大，回弹率高，耐冲击，硬度和断裂韧性好，作为叠层装甲用防弹材料防护能力好。

[0054] 2.本发明添加了一定量的柔性石墨作为增刚母料，将柔性石墨充分的分散于胶料中，使得整个材料致密度更高，拉伸强度、冲击强度和弯曲强度具有大幅度提高。

[0055] 3.本发明还具有优异的弹性、防滑性、阻燃性，抗腐蚀性以及抗静电性能，可用作军民两用的装甲材料。

附图说明

[0056] 图1为实施例装甲用材料的截面结构示意图。

[0057] 图2为钢丝布结构示意图。

[0058] 1.胶片；2.钢丝布。

具体实施方式

[0059] 下面，我们结合具体实施例对本发明作进一步的说明。实施例

[0060] 装甲用材料的制备：

[0061] a.将100kg丁腈橡胶投入密炼机密炼室中加压密炼2分钟，压强4.5MPa，密炼温度50℃，密炼机转速35r/min；

[0062] b.然后将15kg酚醛树脂、5kg氧化锌、2kg硬脂酸、2kd防老剂丁、2kg防老剂4010、1kg防老剂4010NA、2.5kg邻苯二甲酸二丁酯、20kg炭黑、30kg柔性石墨和5kg松焦油投入密炼机密炼室中加压密炼3分钟，压强5MPa，密炼机转速30r/min，密炼温度100℃，排料，得密炼胶，结束密炼；

[0063] c.将步骤b制得的密炼胶投入开炼机，并加2.5kg硫磺以及1.5kg促进剂M、1kg促进剂DM、0.5kg促进剂D，混炼均匀后以小于1mm的辊距薄通5遍后，混炼温度60-65℃，以4.0mm厚度出片下辊停放24小时，得密炼胶片；

[0064] d.将停放24小时的密炼胶片按模具型腔尺寸大小进行裁片成型；

[0065] e.先将步骤d中裁好的胶片装入160℃平板硫化机预热的模具型腔中，然后再在胶片1上放置一层如图2所示的由直径为0.3mm的钢丝编织而成的钢丝布2，接下来再在钢丝布2上覆盖一层胶片1，就按这样一层胶片1一层钢丝布2然后再覆盖一层胶片1的方式叠放，直至钢丝布4层，胶片5层后，合模硫化，模硫化温度为160℃，压力11MPa, 硫化20min；

[0066] f.热脱模；

[0067] g.修边；

[0068] H.得到如图1所示的装甲用材料成品。

[0069] 对实施例制得的装甲用材料进行了如下物理机械性能的测试，其结果如下：

[0070]