抗冲击复合板材及其制备方法和抗冲击制品与流程

本发明涉及复合板材，特别是涉及一种抗冲击复合板材及其制备方法和抗冲击制品。

背景技术：

1、目前，在抗动能冲击材料领域，起到主要抗击作用的板材为金属板或复合金属板。但是，金属板或复合金属板的密度较高，整体重量较重，对于安全产品来说，不能够满足便携、轻量化的要求，同时面对潮湿、高温、严寒、酸雨等多种恶劣环境，金属板容易出现诸如生锈、腐蚀、变脆等问题。因此传统技术有待改进。

技术实现思路

1、基于此，有必要提供一种抗冲击复合板材及其制备方法，其能够在满足较高的抗动能冲击能力的基础上，实现轻量化和良好的耐腐蚀性能。

2、此外，本发明还提供了一种应用有上述抗冲击复合板材的抗冲击制品。

3、本发明是通过如下的技术方案实现的。

4、本发明提供了一种抗冲击复合板材，包括依次层叠设置的陶瓷面板、复合材料层及多层纤维背板；所述陶瓷面板为b4c陶瓷材料，所述复合材料层的材料为碳纤维增强聚醚醚酮材料，所述多层纤维背板包括多个相互层叠连接的纤维层，各所述纤维层由超高分子量聚乙烯纤维材料单向编织而成。

5、上述抗冲击复合板材，采用特定材料层以特定顺序层叠设置形成三明治结构的板材，根据各材料层的机理合理优化配置，解决了抗冲击复合板材的轻量化和抗冲击性能问题。具体地，上述抗冲击复合板材利用b4c陶瓷材料制成的陶瓷面板作为复合板材的面板快速分解能量；利用碳纤维增强的聚醚醚酮形成的复合材料层作为三明治结构的中间层，进一步抵抗动能载体的动能冲击；利用多层纤维材料作为背板，在抗动能冲击过程主要起到吸收能量的作用，同时起到缓冲减震的作用。如此上述结构设计，使得上述抗冲击复合板材能够在满足较高的抗动能冲击能力的基础上，实现轻量化和良好的耐腐蚀性能。

6、在其中一些实施例中，所述b4c陶瓷材料的密度为2.46 g/cm3~2.52g/cm3；和/或，

7、所述b4c陶瓷材料的致密度为97%以上。

8、在其中一些实施例中，所述复合材料层中，所述碳纤维的质量含量为30%。控制复合材料层中碳纤维的质量含量，可进一步提升复合材料层的强度。

9、在其中一些实施例中，所述超高分子量聚乙烯纤维材料的分子量为100万到500万。

10、在其中一些实施例中，所述抗冲击复合板材还包括粘结层，所述粘结层设于所述复合材料层与所述多层纤维背板之间。如此粘结层将复合材料层和多层纤维背板粘结。

11、在其中一些实施例中，所述陶瓷面板的厚度为2 mm～4 mm；和/或，

12、所述复合材料层的厚度为2 mm～16 mm；和/或，

13、所述多层纤维背板的厚度为1 mm～8 mm。

14、本发明还提供了上述的抗冲击复合板材的制备方法，包括如下步骤：

15、形成层叠设置的所述陶瓷面板、所述复合材料层及所述多层纤维背板。

16、在其中一些实施例中，还包括所述陶瓷面板的制备步骤：

17、将b4c粉末进行热压烧结处理，得到所述陶瓷面板；其中，所述热压烧结的温度为2000℃~2100℃，压力为80 mpa ~100 mpa，保温保压时间为0.5 h～2h。

18、在其中一些实施例中，还包括所述复合材料层的制备步骤：

19、将碳纤维加入至熔融状态的聚醚醚酮中浸渍，然后取出冷却，再进行热压处理，冷却固化，得到所述复合材料层；其中，所述热压处理的温度为380 ℃～400℃，压力为4.5～5.5mpa，保温保压时间为60 min～80 min。

20、本发明还提供了一种抗冲击制品，包括如上述任一所述的抗冲击复合板材。

技术特征：

1.一种抗冲击复合板材，其特征在于，包括依次层叠设置的陶瓷面板、复合材料层及多层纤维背板；所述陶瓷面板为b4c陶瓷材料，所述复合材料层的材料为碳纤维增强聚醚醚酮材料，所述多层纤维背板包括多个相互层叠连接的纤维层，各所述纤维层由超高分子量聚乙烯纤维材料单向编织而成。

2.如权利要求1所述的抗冲击复合板材，其特征在于，所述b4c陶瓷材料的密度为2.46g/cm3~2.52g/cm3；和/或，

3.如权利要求1所述的抗冲击复合板材，其特征在于，所述有机复合层中，所述碳纤维的质量含量为30%。

4.如权利要求1所述的抗冲击复合板材，其特征在于，所述超高分子量聚乙烯纤维材料的分子量为100万到500万。

5.如权利要求1所述的抗冲击复合板材，其特征在于，所述抗冲击复合板材还包括粘结层，所述粘结层设于所述复合材料层与所述多层纤维背板之间。

6.如权利要求1至5任一项所述的抗冲击复合板材，其特征在于，所述陶瓷面板的厚度为2 mm～4 mm；和/或，

7.如权利要求1至6任一项所述的抗冲击复合板材的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

8.如权利要求7所述的抗冲击复合板材的制备方法，其特征在于，还包括所述陶瓷面板的制备步骤：

9.如权利要求7或8所述的抗冲击复合板材的制备方法，其特征在于，还包括所述复合材料层的制备步骤：

10.一种抗冲击制品，其特征在于，包括如权利要求1至6任一项所述的抗冲击复合板材。

技术总结本发明涉及一种抗冲击复合板材及其制备方法和抗冲击制品，该抗冲击复合板材包括依次层叠设置的陶瓷面板、复合材料层及多层纤维背板；所述陶瓷面板为B<subgt;4</subgt;C陶瓷材料，所述复合材料层的材料为碳纤维增强聚醚醚酮材料，所述多层纤维背板包括多个相互层叠连接的纤维层，各所述纤维层由超高分子量聚乙烯纤维材料单向编织而成。该抗冲击复合板材能够在满足较高的抗动能冲击能力的基础上，实现轻量化和良好的耐腐蚀性能。技术研发人员：冯瀚,吕颖,夏广明,尚书贤,王鹏,邓飞受保护的技术使用者：中国第一汽车股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/30