技术领域
本发明属于防弹技术领域，具体涉及一种用于防弹板缝隙连接的高强度粘合材料及其制备方法。
背景技术
目前，作为防弹主体的防弹板已经由过去的硬质金属面板、高分子材料面板发展到陶瓷材料面板。陶瓷材料面板采用材料主要由氧化铝、碳化硅、碳化硼以及其他复合陶瓷材料。防弹板采用小块拼接面板。小块拼接面板有四边形或六边形，其特点是尺寸精度要求高。目前防弹板采用小块拼接面板，小块拼接面板有四边形或六边形，其特点是尺寸精度要求高。对于拼接结构的防弹板，拼接缝隙是防弹板本身的防护弱点，能够达到整体的防护要求，且目前还未找到良好的填缝材料，能够达到该要求。
发明内容
针对现有技术中的问题，本发明提供一种用于防弹板缝隙连接的高强度粘合材料，解决了现有填缝材料难以满足防弹板要求的问题，具有良好的粘合强度，稳定性好，耐冲击性好，能够满足要求。
为实现以上技术目的，本发明的技术方案是：
一种用于防弹板缝隙连接的高强度粘合材料，所述高强度粘合材料的质量配比如下：甲基乙烯基硅树脂20-30份、铝粉5-8份、硅酸铝20-24份、硅烷偶联剂10-14份、碳酸二甲酯3-5份、聚乙烯吡咯烷酮3-6份、聚苯乙烯-聚二甲硅氧烷交联共聚物10-15份、乙酸乙酯30-40份、乙醇10-15份。
所述高强度粘合材料的制备方法按照如下步骤：
步骤1，将甲基乙烯基硅树脂加入乙酸乙酯中，密封超声10-14min，得到溶解液；
步骤2，将铝粉和硅酸铝加入至无水乙醇中，然后加入聚乙烯吡咯烷酮，超声1-2h，得到分散悬浊液；
步骤3，将硅烷偶联剂和碳酸二甲酯加入至分散悬浊液中机械搅拌至混合均匀，得到混合液；
步骤4，将溶解液缓慢滴加至混合液中，机械搅拌至完全混合，得到反应液；
步骤5，将反应液加入反应釜中微波反应50-120min，自然冷却后减压蒸馏反应20-50min，得到浓缩液；
步骤6，将聚苯乙烯-聚二甲硅氧烷交联共聚物加入至浓缩液中搅拌均匀，然后第二次微波反应30-60min，得到高强度粘合材料。
所述步骤1中的密封超声反应的超声频率为10-20kHz，超声温度为40-50℃，压力为0.2-0.4MPa。
所述步骤2中的超声反应的温度为60-70℃，超声频率为40-80kHz。
所述步骤3中的机械搅拌的速度为2000-4000r/min。
所述步骤4中的缓慢滴加速度为10-15mL/min，所述机械搅拌的搅拌速度为1500-2500r/min。
所述步骤5中的微波反应的功率为300-800W，温度为50-60℃。
所述步骤5中的减压蒸馏反应的温度为70-80℃，压力为大气压的60-80%，所述浓缩液的浓度是反应液体积的10-15%。
所述步骤6中的搅拌均匀的搅拌速度为3000-5000r/min，所述第二次微波反应的微波功率为300-600W，温度为80-100℃。
本发明将聚苯乙烯-聚二甲硅氧烷交联共聚物，不仅能够在表面形成良好的防护效果，形成最为初步的防护，而且，本身具有一定粘性，有助于连接，同时遇到高热子弹，聚苯乙烯-聚二甲硅氧烷交联共聚物能够快速液体形成液态阻挡，且随着温度下降形成二次防护，达到充分利用的效果；采用铝粉和硅酸铝相结合的无机-金属体系，大大提升了防弹板之间的连接凝结效果。
本发明采用微波的方式不仅能够保证聚苯乙烯-聚二甲硅氧烷交联共聚物与金属-陶瓷复合物的充分混合，也能促进聚苯乙烯-聚二甲硅氧烷交联共聚物与甲基乙烯基硅树脂的混合反应。
该材料加入至防弹板缝隙内，自然固化后形成甲基乙烯基硅树脂与铝粉和硅酸铝混合形成，以树脂为粘结剂的框架型结构，内部形成大量微孔，微孔均被聚苯乙烯-聚二甲硅氧烷交联共聚物填满，形成具有良好弹性强度与牢固度的防弹体系。
当受到子弹冲击，当子弹的冲击力不大时，子弹冲击防弹板表面时，聚苯乙烯-聚二甲硅氧烷交联共聚物与加急乙烯基硅树脂形成的良好弹性体系，能够利用本身的弹性将其阻挡，同时铝粉和硅酸铝起到耐磨剂的作用，防止摩擦磨损；当子弹冲击上升后，子弹接触防弹板时，聚苯乙烯-聚二甲硅氧烷交联共聚物吸收子弹带来的热量形成液化在缝隙内形成微孔结构，甲基乙烯基硅树脂和铝粉、硅酸铝形成具有高强度的微弹性多孔结构，通过多孔结构的层层阻挡将子弹速度不断下降，待子弹温度下降后，聚苯乙烯-聚二甲硅氧烷交联共聚物、甲基乙烯基硅橡胶形成高弹力阻挡结构，铝粉和硅酸铝作为掺杂剂与强度添加剂，形成第二阻挡体系，阻挡能力再度提升，而聚苯乙烯-聚二甲硅氧烷交联共聚物液化后重新固化，将子弹包覆起来，快速形成二次防护体系，能够保证防弹板的防弹稳定性，提升了防弹快速的恢复性。
从以上描述可以看出，本发明具备以下优点：
1.本发明解决了现有填缝材料难以满足防弹板要求的问题，具有良好的粘合强度，稳定性好，耐冲击性好，能够满足要求。
2.本发明的高强度粘合材料采用有机无机复合体系，具有良好的防护效果，不仅能够起到良好的粘结效果，而且具有良好的子弹防护效果，能够形成防弹板的延续。
3.本发明利用聚苯乙烯-聚二甲硅氧烷交联共聚物作为原材料，能够在快速枪击过程中形成液化，并且在快速散热后重新凝固，达到包覆效果，能够形成二次防护效果。
具体实施方式
结合实施例详细说明本发明，但不对本发明的权利要求做任何限定。
实施例1
一种用于防弹板缝隙连接的高强度粘合材料，所述高强度粘合材料的质量配比如下：甲基乙烯基硅树脂20份、铝粉5份、硅酸铝20份、硅烷偶联剂10份、碳酸二甲酯3份、聚乙烯吡咯烷酮3份、聚苯乙烯-聚二甲硅氧烷交联共聚物10份、乙酸乙酯30份、乙醇10份。
所述高强度粘合材料的制备方法按照如下步骤：
步骤1，将甲基乙烯基硅树脂加入乙酸乙酯中，密封超声10min，得到溶解液；
步骤2，将铝粉和硅酸铝加入至无水乙醇中，然后加入聚乙烯吡咯烷酮，超声1h，得到分散悬浊液；
步骤3，将硅烷偶联剂和碳酸二甲酯加入至分散悬浊液中机械搅拌至混合均匀，得到混合液；
步骤4，将溶解液缓慢滴加至混合液中，机械搅拌至完全混合，得到反应液；
步骤5，将反应液加入反应釜中微波反应50min，自然冷却后减压蒸馏反应20min，得到浓缩液；
步骤6，将聚苯乙烯-聚二甲硅氧烷交联共聚物加入至浓缩液中搅拌均匀，然后第二次微波反应30min，得到高强度粘合材料。
所述步骤1中的密封超声反应的超声频率为10kHz，超声温度为40℃，压力为0.2MPa。
所述步骤2中的超声反应的温度为60℃，超声频率为40kHz。
所述步骤3中的机械搅拌的速度为2000r/min。
所述步骤4中的缓慢滴加速度为10mL/min，所述机械搅拌的搅拌速度为1500r/min。
所述步骤5中的微波反应的功率为300W，温度为50℃。
所述步骤5中的减压蒸馏反应的温度为70℃，压力为大气压的60%，所述浓缩液的浓度是反应液体积的10%。
所述步骤6中的搅拌均匀的搅拌速度为3000r/min，所述第二次微波反应的微波功率为300W，温度为80℃。
所述防弹板重量为1.31kg。采用美国NIJ0101.04方单体 测试标准对该防弹板进行防弹性能测试，结果显示其能抵御10.8g， 速度为869米/秒的7.62毫米口径全金属包覆子弹。
实施例2
一种用于防弹板缝隙连接的高强度粘合材料，所述高强度粘合材料的质量配比如下：甲基乙烯基硅树脂30份、铝粉8份、硅酸铝24份、硅烷偶联剂14份、碳酸二甲酯5份、聚乙烯吡咯烷酮6份、聚苯乙烯-聚二甲硅氧烷交联共聚物15份、乙酸乙酯40份、乙醇15份。
所述高强度粘合材料的制备方法按照如下步骤：
步骤1，将甲基乙烯基硅树脂加入乙酸乙酯中，密封超声14min，得到溶解液；
步骤2，将铝粉和硅酸铝加入至无水乙醇中，然后加入聚乙烯吡咯烷酮，超声2h，得到分散悬浊液；
步骤3，将硅烷偶联剂和碳酸二甲酯加入至分散悬浊液中机械搅拌至混合均匀，得到混合液；
步骤4，将溶解液缓慢滴加至混合液中，机械搅拌至完全混合，得到反应液；
步骤5，将反应液加入反应釜中微波反应120min，自然冷却后减压蒸馏反应50min，得到浓缩液；
步骤6，将聚苯乙烯-聚二甲硅氧烷交联共聚物加入至浓缩液中搅拌均匀，然后第二次微波反应60min，得到高强度粘合材料。
所述步骤1中的密封超声反应的超声频率为20kHz，超声温度为50℃，压力为0.4MPa。
所述步骤2中的超声反应的温度为70℃，超声频率为80kHz。
所述步骤3中的机械搅拌的速度为4000r/min。
所述步骤4中的缓慢滴加速度为15mL/min，所述机械搅拌的搅拌速度为2500r/min。
所述步骤5中的微波反应的功率为800W，温度为60℃。
所述步骤5中的减压蒸馏反应的温度为80℃，压力为大气压的80%，所述浓缩液的浓度是反应液体积的15%。
所述步骤6中的搅拌均匀的搅拌速度为5000r/min，所述第二次微波反应的微波功率为600W，温度为100℃。
所述防弹板重量为1.28kg。采用美国NIJ0101.04方单体测试标准对该防弹板进行防弹性能测试，结果显示其能抵御10.8g， 速度为869米/秒的7.62毫米口径全金属包覆子弹。
实施例3
一种用于防弹板缝隙连接的高强度粘合材料，所述高强度粘合材料的质量配比如下：甲基乙烯基硅树脂25份、铝粉6份、硅酸铝22份、硅烷偶联剂12份、碳酸二甲酯4份、聚乙烯吡咯烷酮4份、聚苯乙烯-聚二甲硅氧烷交联共聚物13份、乙酸乙酯35份、乙醇13份。
所述高强度粘合材料的制备方法按照如下步骤：
步骤1，将甲基乙烯基硅树脂加入乙酸乙酯中，密封超声12min，得到溶解液；
步骤2，将铝粉和硅酸铝加入至无水乙醇中，然后加入聚乙烯吡咯烷酮，超声2h，得到分散悬浊液；
步骤3，将硅烷偶联剂和碳酸二甲酯加入至分散悬浊液中机械搅拌至混合均匀，得到混合液；
步骤4，将溶解液缓慢滴加至混合液中，机械搅拌至完全混合，得到反应液；
步骤5，将反应液加入反应釜中微波反应80min，自然冷却后减压蒸馏反应40min，得到浓缩液；
步骤6，将聚苯乙烯-聚二甲硅氧烷交联共聚物加入至浓缩液中搅拌均匀，然后第二次微波反应50min，得到高强度粘合材料。
所述步骤1中的密封超声反应的超声频率为15kHz，超声温度为45℃，压力为0.3MPa。
所述步骤2中的超声反应的温度为65℃，超声频率为60kHz。
所述步骤3中的机械搅拌的速度为3000r/min。
所述步骤4中的缓慢滴加速度为13mL/min，所述机械搅拌的搅拌速度为2000r/min。
所述步骤5中的微波反应的功率为600W，温度为55℃。
所述步骤5中的减压蒸馏反应的温度为75℃，压力为大气压的70%，所述浓缩液的浓度是反应液体积的12%。
所述步骤6中的搅拌均匀的搅拌速度为4000r/min，所述第二次微波反应的微波功率为500W，温度为90℃。
所述防弹板重量为1.32kg。采用美国NIJ0101.04方单体测试标准对该防弹板进行防弹性能测试，结果显示其能抵御10.8g，速度为869米/秒的7.62毫米口径全金属包覆子弹。
综上所述，本发明具有以下优点：
1.本发明解决了现有填缝材料难以满足防弹板要求的问题，具有良好的粘合强度，稳定性好，耐冲击性好，能够满足要求。
2.本发明的高强度粘合材料采用有机无机复合体系，具有良好的防护效果，不仅能够起到良好的粘结效果，而且具有良好的子弹防护效果，能够形成防弹板的延续。
3.本发明利用聚苯乙烯-聚二甲硅氧烷交联共聚物作为原材料，能够在快速枪击过程中形成液化，并且在快速散热后重新凝固，达到包覆效果，能够形成二次防护效果。
可以理解的是，以上关于本发明的具体描述，仅用于说明本发明而并非受限于本发明实施例所描述的技术方案。本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本发明进行修改或等同替换，以达到相同的技术效果；只要满足使用需要，都在本发明的保护范围之内。