復(fù)合裝甲材料專利技術(shù)淺析

李芳

摘 ?要：本文將對IPC分類號F41H5/04下的多層結(jié)構(gòu)防彈裝甲材料相關(guān)專利的國內(nèi)申請人以及其研發(fā)重點(diǎn)進(jìn)行簡單統(tǒng)計(jì)與分析，簡要描述該類技術(shù)近十年的主要國內(nèi)申請人申請概況及其申請的相關(guān)專利技術(shù)。

關(guān)鍵詞：防彈;裝甲;個體防護(hù);專利技術(shù)

反恐工作已經(jīng)受到國內(nèi)外越來越多的重視。出于對個體防護(hù)及裝甲戰(zhàn)車安全的考慮，高性能的防彈、防暴等個體防護(hù)及防彈裝甲材料應(yīng)運(yùn)而生，近年來，多層防彈裝甲材料越來越受到重視并獲得了蓬勃的發(fā)展。

一、國內(nèi)主要專利申請人分析

在CNABS專利數(shù)據(jù)庫中對分類號F41H 5/04下的專利申請進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和分析，統(tǒng)計(jì)分析的日期截止于2021年6月30號，通過F41H5/04/IC檢索式在CNABS數(shù)據(jù)庫中進(jìn)行檢索，分類號F41H 5/04下的專利申請量達(dá)到1061件。對檢索結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析得出，多層結(jié)構(gòu)防彈裝甲材料的國內(nèi)專利申請量排在前幾位的申請人基本是國外公司的專利申請，主要通過國際專利申請PCT的方式進(jìn)入中國。國內(nèi)在此領(lǐng)域的專利申請相對有些落后，國內(nèi)多層結(jié)構(gòu)防彈裝甲材料的專利申請主要集中在大學(xué)等研究院校，公司對多層結(jié)構(gòu)防彈裝甲材料的研究和專利申請相對較少。

二、國內(nèi)主要申請人的研發(fā)重點(diǎn)

下面簡單介紹國內(nèi)主要申請人的專利研發(fā)重點(diǎn)，納幕爾杜邦公司：防彈織物，輕型防彈材料，制備方法;霍尼韋爾國際公司：高性能的纖維聚合物、制備方法;帝斯曼知識產(chǎn)權(quán)資產(chǎn)管理有限公司：樹脂基、纖維增強(qiáng)多層防彈板，制備方法;帝人芳綸有限公司：聚合物纖維復(fù)合，高分子量聚乙烯纖維增強(qiáng);衡陽泰豪通信車輛有限公司：電磁屏蔽方艙壁板，防穿透方艙壁板;浙江立泰復(fù)合材料股份有限公司：碳化硼陶瓷復(fù)合裝甲，碳化硼鋁、鈦金屬復(fù)合裝甲;中國航空工業(yè)集團(tuán)公司北京航空材料研究院：石墨烯金屬復(fù)合輕質(zhì)高強(qiáng)防護(hù)裝甲;山東大學(xué)：多層纖維復(fù)合防彈板;浙江美盾防護(hù)技術(shù)有限公司：防彈玻璃，陶瓷纖維復(fù)合防彈板;西安交通大學(xué)：雙層波紋陶瓷復(fù)合結(jié)構(gòu)裝甲，金屬陶瓷復(fù)合裝甲;江蘇安卡新材料科技有限公司：復(fù)合防彈板材;中北大學(xué)：鈦、鋁封裝陶瓷多層裝甲;北京航空航天大學(xué)：纖維增強(qiáng)的金屬/陶瓷復(fù)合材料防護(hù)板;際華三五零二職業(yè)裝有限公司：防彈板包覆機(jī);青島理工大學(xué)：蜂窩阻尼吸能復(fù)合裝甲。

由上可知國外的公司主要研究方向?yàn)橛糜趥€體防護(hù)、穿戴舒適的柔軟防彈材料，主要涉及防彈纖維織物結(jié)構(gòu)、纖維織物的層疊和順序、纖維聚合物增強(qiáng)等在多層防彈材料中發(fā)揮的作用，以及相應(yīng)的制備工藝。中國的企業(yè)和大學(xué)則主要側(cè)重硬質(zhì)防彈裝甲的研究，包括陶瓷與金屬復(fù)合裝甲、石墨烯增強(qiáng)輕質(zhì)高強(qiáng)防護(hù)裝甲、陶瓷與纖維復(fù)合防彈裝甲、蜂窩阻尼吸能復(fù)合裝甲等。

三、國內(nèi)主要申請人的相關(guān)專利技術(shù)

1.軟質(zhì)多層防彈材料的相關(guān)專利技術(shù)

涉及軟質(zhì)多層結(jié)構(gòu)防彈材料的研究主要用于個體防護(hù)，例如防彈衣。研究纖維織物的紗線疊加的取向?qū)Ψ缽椥阅艿挠绊懙膶＠夹g(shù)，例如杜邦公司2012年進(jìn)入中國的一種耐沖擊防彈裝甲制品（公開號CN102378681A）[1]，該專利改進(jìn)了傳統(tǒng)防彈裝甲中的單向纖維層排列，通過設(shè)置在相同層內(nèi)的紗線以基本平行的方向取向，該方向與臨近的基本平行的紗線層的方向斜交，從而提高防彈性能。

研究改進(jìn)纖維織物與聚合物之間的粘合效應(yīng)對防彈性能的影響的專利技術(shù)，例如霍尼韋爾國際公司2014年進(jìn)入中國的一種剛性結(jié)構(gòu)和低背襯凹陷深度的防彈UD/制品和制造方法（公開號CN103917856A）[2]，通過改進(jìn)纖維表面與聚合物粘接劑之間的粘合，從而提高纖維上的摩擦力，進(jìn)而提高射彈與纖維的咬合，從而進(jìn)一步耗散射彈的沖擊能量，由此得到的多層纖維織物具有提高的動態(tài)儲能模量、同時(shí)保持優(yōu)異的防彈性質(zhì)。

2.硬質(zhì)多層防彈裝甲的相關(guān)專利技術(shù)

國內(nèi)企業(yè)、大學(xué)以及研究院所主要側(cè)重于對硬質(zhì)防彈裝甲材料的研究。例如：西安交通大學(xué)于2012年申請了一項(xiàng)專利，一種雙層波紋陶瓷復(fù)合結(jié)構(gòu)裝甲及其制備方法（公開號CN102967180A）[3]，其主要包括金屬面板、波紋金屬板、陶瓷芯片以及樹脂的復(fù)合及制備，形成的多層結(jié)構(gòu)復(fù)合裝甲能夠很好地起到抵抗彈丸沖擊、改變彈丸沖擊方向的作用，充分發(fā)揮了陶瓷芯片抵抗彈丸沖擊的性能。

中國航空工業(yè)集團(tuán)公司北京航空材料研究院于2015年申請了一種輕質(zhì)裝甲防彈板及其制備方法（公開號CN104848748A）[4]，防彈板為三層夾心結(jié)構(gòu)，中間層為碳化硅和石墨烯混合增強(qiáng)的鋁基復(fù)合材料板材。碳化硅增強(qiáng)的同時(shí)，石墨烯對鋁合金材料具有增強(qiáng)、增韌作用，提高了芯部板材的抗彈性能。

國內(nèi)具有代表性的企業(yè)也開始對多層結(jié)構(gòu)防彈裝甲進(jìn)行關(guān)注和研究。其中衡陽泰豪通信車輛有限公司于2019年申請了一種高性能異型艙艙門的隱身防彈電磁屏蔽集成設(shè)計(jì)（公開號CN109822994A）[5]，艙門由外至內(nèi)依次包括隱身板、外蒙板、夾芯泡沫、防彈板和內(nèi)蒙板，并膠粘壓合而成。該發(fā)明制作的艙門輕質(zhì)高強(qiáng)、耐溫性好，具備隱身、防彈和電磁屏蔽的多功能特性。

四、結(jié)語

多層結(jié)構(gòu)復(fù)合防彈裝甲逐步取代傳統(tǒng)的單層金屬裝甲，由于其具有復(fù)合材料各自優(yōu)良的防彈性能，成為過去幾年乃至未來幾年主要的研發(fā)對象，F(xiàn)41H5/04分類號下的專利申請?zhí)攸c(diǎn)為國外公司主要側(cè)重個體防護(hù)軟質(zhì)復(fù)合防彈材料的研究。國內(nèi)的企業(yè)和大學(xué)主要側(cè)重硬質(zhì)多層復(fù)合防彈裝甲的研究。

參考文獻(xiàn)：

[1] 納幕爾杜邦公司. 耐沖擊防彈裝甲制品[P].中國專利：201080015127，2010，04（02）.

[2] 霍尼韋爾國際公司. 剛性結(jié)構(gòu)和低背襯凹陷深度的防彈UD/制品和制造方法[P].中國專利：201280054011，2012，09（04）.

[3] 西安交通大學(xué). 一種雙層波紋陶瓷復(fù)合結(jié)構(gòu)裝甲及其制備方法[P].中國專利：201210479469，2012，11（22）.

[4] 中國航空工業(yè)集團(tuán)公司北京航空材料研究院. 一種輕質(zhì)裝甲防彈板及其制備方法[P].中國專利：201510250746，2015，05（15）.

[5] 衡陽泰豪通信車輛有限公司. 一種高性能異型艙艙門的隱身防彈電磁屏蔽集成設(shè)計(jì)[P].中國專利：201910059109，2019，01（22）.