BG4898U1

BG4898U1 - Composite material

Info

Publication number: BG4898U1
Application number: BG6190U
Authority: BG
Inventors: Пламен Ташков; Колев Ташков Пламен
Original assignee: "Марс Армор" Оод
Priority date: 2024-04-11
Filing date: 2024-04-11
Publication date: 2024-06-28

Abstract

The utility model relates to a composite material (1) suitable for use in the manufacture of personal ballistic protection, for example helmets and armor plates. The composite material (1) consists of woven aramid fibers and a thermoplastic binder in the form of a film, the binder (2) consisting of: 46-50 wt. % of phenolformaldehyde resin, 50 wt. % polyvinyl butyral resin and 4 wt. % additional ingredients of AI2O3, SiC and B4C powder in a ratio of 3:1:2.

Description

Област на техникатаField of technique

Полезният модел се отнася до композитен материал, който може да намери приложение при производство на индивидуални средства за балистична защита, които са с гарантирана балистична устойчивост и могат лесно да бъдат обработени в различни извити форми, артикули, например каски, бронеплочи, балистични щитове и други защитни изделия, като извити форми, артикули. Като такъв, същият представлява интерес за всички креативни и рекреативни индустрии.The utility model refers to a composite material that can find application in the production of individual ballistic protection products that are guaranteed ballistic resistance and can be easily processed into various curved shapes, articles, for example, helmets, armor plates, ballistic shields and others protective articles, such as curved shapes, articles. As such, it is of interest to all creative and recreational industries.

Предшестващо състояние на техникатаPrior art

Средствата за индивидуална балистична защита като тактически щитове, брони, каски се използват за защита в случай на въоръжени конфликти или ситуации, като предназначението им е да осигурят надеждна защита.Means of personal ballistic protection such as tactical shields, armors, helmets are used for protection in case of armed conflicts or situations, and their purpose is to provide reliable protection.

Средствата за балистична защита като правило се изработват от синтетични композитни материали, които в сравнение с металите се отличават с по-ниско тегло (до 80%). Въпреки, че предмета на полезния модел е само една част - „препрег“ композитни материали от съществуващите материали за гъвкава и твърда защита, тук е мястото да посочим всички синтетични композитни материали, състоящи се от полиетиленово влакно с ултра висока молекулна маса (UHMWPE) или арамидни влакна в съчетание със стъклени или въглеродни влакна, използвани самостоятелно или в съчетание с подходящи свързващи вещества. Такива материали се произвеждат от всички утвърдени производители на балистични композитни материали с търговски марки.Means of ballistic protection, as a rule, are made of synthetic composite materials, which, compared to metals, are characterized by a lower weight (up to 80%). Although the subject of the utility model is only one part - "prepreg" composite materials from the existing flexible and rigid protection materials, it is the place to specify all synthetic composite materials consisting of ultra-high molecular weight polyethylene fiber (UHMWPE) or aramid fibers combined with glass or carbon fibers, used alone or in combination with suitable binders. Such materials are manufactured by all established manufacturers of trademarked ballistic composite materials.

Използваните тъкани за производството на балистични композитни материали, състоящи се от арамидни влакна или нишки от високомолекулярен полиетилен, са добре познати и използвани при проектиране, разработване и производството на композитни средства за лична или групова защита като бойни каски, бронежилетки с/без бронеплочи и бронещитове. За получаване на композитен материал, известен като „препрег“ тъканите от арамидните влакна се импрегнират (насмоляват) с термореактивни свързващи вещества, които след ламинирането им се повлияват чрез значително подобряване на защитните характеристики на използваните тъкани.Fabrics used for the production of ballistic composite materials, consisting of aramid fibers or high molecular weight polyethylene filaments, are well known and used in the design, development and production of composite means of personal or group protection such as combat helmets, body armor with/without armor plates and armor plates . To obtain a composite material known as "prepreg", the aramid fiber fabrics are impregnated (resined) with thermosetting binders, which, after lamination, have the effect of significantly improving the protective characteristics of the fabrics used.

Съставът на свързващите вещества е от особена важност както за усилване балистичните защитни характеристики на използваните композити, така и за придаване на необходимите качества на композитните материали, доколкото свързващите вещества благоприятстват допълнително качествата на композитните материали, например да придават гъвкавост на композитният материал, да се противопоставят на неблагоприятните резултати от стареенето на материалите, да са устойчиви на носене и излагане на различни фактори на околната среда (влажност на въздуха, екстремни температури, ултравиолетова светлина), както и да отговарят на военните спецификации за балистична защита, включително и по отношение на статични и динамични механични въздействия.The composition of the binders is of particular importance both for enhancing the ballistic protection characteristics of the composites used and for imparting the necessary properties to the composite materials, in so far as the binders further favor the properties of the composite materials, for example to give flexibility to the composite material, to resist against the adverse effects of material aging, be resistant to wear and exposure to various environmental factors (air humidity, extreme temperatures, ultraviolet light), and meet military specifications for ballistic protection, including static and dynamic mechanical effects.

В качеството на свързващи тъканите от арамидните влакна вещества, могат да се използват различни състави на свързващи вещества, като са известни смеси предимно на фенолформалдехидна и поливенилбутерална смоли. Съществуват данни за използване на епоксидни смоли и каучукови съставляващи, но те все още не са намерили широко приложение в производството на балистични композитни материали в тесния смисъл на използване - препрег.Various compositions of binders can be used as binders for fabrics from aramid fibers, and mixtures of phenolformaldehyde and polyvinylbuteral resins are known. There are data on the use of epoxy resins and rubber constituents, but they have not yet found widespread use in the production of ballistic composite materials in the narrow sense of use - prepreg.

Известна е публикация The Developmen of a Hybrid Termoplastic Ballistic Material With Application to Helmets, публикувана в Army Researsh Laboratory 2005 г. в която е описано използване като свързващо вещество на термопластични състави, които осигуряват по -висока гъвкавост на композитните материали благодарение най-вече на съдържащите се в състава каучукови компоненти.A publication The Development of a Hybrid Thermoplastic Ballistic Material With Application to Helmets, published in the Army Research Laboratory 2005, is known, which describes the use as a binder of thermoplastic compositions that provide higher flexibility of composite materials thanks mainly to the rubber components contained in the composition.

Известен е от US 5215813 материал за формоване на слоеве, включващ високоякостни магнезиевоалумосиликатни стъклени влакна под формата на тъкан и частично кондензиран фенол формалдехид резолов продукт, който се образува чрез взаимодействие на формалдехид и фенол в моларно съотношение между 1:1 и 1,5:1, където споменатата формовъчна смес на слоя от композит от стъклени влакна с дебелина от 1/2 инча и повърхностна плътност между 4,5 до 5,2 паунда на квадратен фут (psf), както и стойност на V50 (защитна балистична граница) повече от 2400 фута в секунда на фрагмент от 44 grain стомана с калибър 0,30.US 5215813 discloses a layer molding material comprising high strength magnesium aluminosilicate glass fibers in woven form and a partially condensed phenol formaldehyde resole product which is formed by reacting formaldehyde and phenol in a molar ratio between 1:1 and 1.5:1 , wherein said molding compound of the glass fiber composite layer is 1/2 inch thick and has a surface density between 4.5 to 5.2 pounds per square foot (psf) and a V50 (protective ballistic limit) value of more than 2400 feet per second on a .30 caliber 44 grain steel fragment.

Известен е от JPH 02122917 подсилен с влакна композитен материал, получен посредством импрегниране на тъкан от полиамидни нишки и тъкан от ароматни полиамидни нишки с течна термопластична смола и получаване на препреги след сушене, които се изрязват и ламинират с термично обработени външен слой от алифатен полиамиден препрег и вътрешен слой от полиамиден препрег. Като преди импрегнирането с течността от термопластична смола, тъканта от алифатни полиамидни влакна е термично обработена при 100 до 200°С за 1 до 10 минути; и след това тъканта е предварително загрята при 50 до 120°С за 1 до 10 минути. Линейната плътност на влакната на тъканта от алифатни полиамидни нишки е 250 до 3000 den (дение), а плътността на основата и пълнежа са 11,81 до 39,38 нишки/cm. Термопластичната смола представлява фенолформалдехид, епоксидна смола, винилов естер и ненаситен полиестер или поливинилбутирал и метанол. Ламинираните препреги са нагряти при температура от 50 до 200°С за 1 до 30 минути и обработени при налягане от 50 до 300 kg/cm².It is known from JPH 02122917 a fiber-reinforced composite material obtained by impregnating a fabric of polyamide threads and a fabric of aromatic polyamide threads with a liquid thermoplastic resin and obtaining prepregs after drying, which are cut and laminated with a heat-treated outer layer of aliphatic polyamide prepreg and an inner layer of polyamide prepreg. As before impregnation with the thermoplastic resin liquid, the aliphatic polyamide fiber fabric is heat treated at 100 to 200°C for 1 to 10 minutes; and then the fabric is preheated at 50 to 120°C for 1 to 10 minutes. The linear fiber density of the aliphatic polyamide yarn fabric is 250 to 3000 denier, and the warp and filling density is 11.81 to 39.38 threads/cm. Thermoplastic resin is phenol formaldehyde, epoxy resin, vinyl ester and unsaturated polyester or polyvinyl butyral and methanol. Laminated prepregs are heated at a temperature of 50 to 200°C for 1 to 30 minutes and processed at a pressure of 50 to 300 kg/cm ² .

Известно е също свързващо вещество за композитен материал, представляващо смес в състав 50% фенолформалдехидна смола и 50% поливинилбутерал смола.A binder for composite material is also known, which is a mixture of 50% phenolformaldehyde resin and 50% polyvinyl buteral resin.

Непрекъснато се работи по създаването на нови състави на свързващи вещества с участието на нови компоненти и добавки за подобряване и осигуряване на необходимите качества и характеристики, като главната цел на всички усилия е постигане на все по-добро съотношение: ниво на защита към постигнато тегло на различни по предназначение средства за индивидуална балистична защита.Continuous work is being done on the creation of new compositions of binders with the participation of new components and additives to improve and ensure the necessary qualities and characteristics, and the main goal of all efforts is to achieve an increasingly better ratio: level of protection to the achieved weight of different means of individual ballistic protection.

Техническа същност на полезния моделTechnical nature of the utility model

Задачата на настоящия полезен модел е да се предложи композитен материал, който се отличава с подобрена балистична защита, при равномерно разпределена площтна плътност, да притежава висока степен на гъвкавост и издръжливост, да е лек и удобен за прилагане в средства за индивидуална и групова защита, като каски или бронеплочи.The task of the present utility model is to propose a composite material that is distinguished by improved ballistic protection, with a uniformly distributed areal density, has a high degree of flexibility and durability, is light and convenient for application in means of individual and group protection, such as helmets or armor plates.

Задачата се решава посредством композитен материал, състоящ се от арамидни тъкани и свързващо вещество, представляващо смес от фенолформалдахидна смола, поливинилбутерал смола в определено процентно теглово съотношение.The task is solved by means of a composite material consisting of aramid fabrics and a binder representing a mixture of phenol formaldehyde resin, polyvinyl buteral resin in a certain percentage weight ratio.

Съгласно полезния модел композитния материал се състои от съотношението на тъканите от армидни влакна и свързващото вещество е от 85:15 до 80:20, като свързващото вещество съдържа допълнителни съставки от алуминиев оксид (А ГО;), силициев карбид (SiC) и борен карбид (В4С) на прах.According to the utility model, the composite material consists of the ratio of armid fiber fabrics and the binder is 85:15 to 80:20, and the binder contains additional ingredients of aluminum oxide (AlGO), silicon carbide (SiC), and boron carbide. (B4C) powder.

Съгласно едно предпочитано изпълнение на композитния материал, тъканите от арамидни влакна са с площтна маса 300 - 310 г/м².According to a preferred embodiment of the composite material, the aramid fiber fabrics have a basis weight of 300-310 g/m ² .

Съгласно едно вариантно изпълнение на композитния материал свързващото вещество съдържа още и диизоцианат и полиалкилен гликол.According to a variant embodiment of the composite material, the binder also contains diisocyanate and polyalkylene glycol.

Съгласно едно изпълнение на композитния материал свързващото вещество се състои от 46 - 50 тегл. % фенолформалдахидна смола, 50 тегл. % поливинилбутерал смола и 4 тегл. % допълнителни съставки А ГО;, SiC и В₄С на прах в съотношение 3:1:2 в полза на А ГО;.According to one embodiment of the composite material, the binder consists of 46 - 50 wt. % phenol formaldehyde resin, 50 wt. % polyvinyl buteral resin and 4 wt. % additional ingredients A GO;, SiC and B ₄ C powder in a ratio of 3:1:2 in favor of A GO;.

Съгласно едно вариантно изпълнение на свързващото вещество, то се състои от 50 тегл. % фенолформалдехидна смола, 35 тегл. % поливинилбутерал смола, 5 тегл. % диизоцианат и 5 тегл. % полиалкилен гликол и 4 тегл. % допълнителни добавки от А ГО;, SiC и В₄С прах.According to an alternative embodiment of the binder, it consists of 50 wt. % phenolformaldehyde resin, 35 wt. % polyvinyl buteral resin, 5 wt. % diisocyanate and 5 wt. % polyalkylene glycol and 4 wt. % additional additives of A GO;, SiC and B ₄ C powder.

За предпочитане е фенолформалдехидната смола да е с молекулна маса от 500 до 2000, а поливинилбутерал смолата е с молекулна маса от 30 000 до 120 000.It is preferred that the phenolformaldehyde resin has a molecular weight of 500 to 2000 and the polyvinyl buteral resin has a molecular weight of 30,000 to 120,000.

Подходящо е свързващото вещество да е под формата на филм.Suitably the binder is in the form of a film.

Използваните в композитния материал тъкани са стандартно изпълнение и са изработени от високоякостни арамидни влакна, които имат ниско тегло и едновременно с това осигуряват добра балистична защита, в резултат на което се намалява общото тегло на препрег материалите с оглед олекотяване на готовото изделие.The fabrics used in the composite material are a standard design and are made of high-strength aramid fibers, which have a low weight and at the same time provide good ballistic protection, as a result of which the total weight of the prepreg materials is reduced in order to lighten the finished product.

Свързващото вещество е подходящо да бъде положено във вид на филм, като от дебелината му се определя разходната му норма в готовия композиционен материал, при което филмовата форма осигурява слепването върху текстилния слой при каландриране и горещо нагряване при температура до 100-110°С.The binder is suitable to be laid in the form of a film, and its consumption rate in the finished composite material is determined by its thickness, in which case the film form ensures adhesion on the textile layer during calendering and hot heating at a temperature of 100-110°C.

Използването на филм чрез предварително нанасяне на свързващото вещество върху силиконизиран носещ филм, в описаните пропорции води до едно по-прецизно разпределяне на свързващото вещество върху композитния материал, като се допуска минимално отклонение до 1%.The use of a film by pre-applying the binder on a siliconized carrier film, in the described proportions, results in a more precise distribution of the binder on the composite material, allowing a minimum deviation of up to 1%.

Импрегнирането и свързването на влакнестата основа се извършва чрез ламиниране с пластичния филм, което е подходящо да се извършва при използване технологията HOT MELT, прилагана с някои от известните машини „хот мелт“ или технологията „Солвент“, прилагана с машини „Солвент“. Текстилната основа от арамидни влакна се размотава от руло, а от друго руло се размотава свързващото вещество във вид на филм и заедно се подават в зоната на термообработка. В резултат на топлинното въздействие и налягането на вала, в каландъра смолата се потапя и навлиза в текстилния материал. В зависимост от скоростта на движение на материала и налягането определено количество от свързващото вещество се импрегнира във вътрешността на тъканта от арамидни влакна.The impregnation and bonding of the fibrous base is done by lamination with the plastic film, which is suitable to be done using the HOT MELT technology applied with some of the known hot melt machines or the Solvent technology applied with Solvent machines. The textile base of aramid fibers is unwound from a roll, and the binder in the form of a film is unwound from another roll and they are fed together into the heat treatment zone. As a result of the thermal effect and the pressure of the shaft, in the calender the resin is immersed and enters the textile material. Depending on the speed of material movement and pressure, a certain amount of the binder is impregnated into the interior of the aramid fiber fabric.

При последващо преминаване на текстилната основа през термокамера, се оформя окончателното количество от свързващото вещество в композитния материал. С помощта на контролни и измервателни устройства се следи количеството на свързващото вещество да не е повече от 20 тегл. % поради две причини увеличава излишно теглото при едни и същи защитни показатели и затруднено ламиниране на крайния продукт.When the textile base is subsequently passed through a thermal chamber, the final amount of the binder in the composite material is formed. With the help of control and measuring devices, it is ensured that the amount of binder is not more than 20 wt. % for two reasons increases the weight unnecessarily with the same protective indicators and difficult lamination of the final product.

При проведени експерименти бе установено, че при по-малко количествено съдържание на свързващото вещество, например под 10%, може да се получи разслояване на крайният продукт, особено при балистични изпитвания.In experiments, it was found that at a lower quantitative content of the binder, for example below 10%, delamination of the final product can occur, especially in ballistic tests.

Тези продукти могат да бъдат използвани за импрегниране както от разтвор чрез потапяне, така и термопластично от прахообразно състояние, слепващ филм или от изходния полимер. Също така, съществува и технология за прехвърляне на свързващите вещества от носещ материал - силиконизирано фолио. От готовите препрег тъкани се разкрояват определени елементи от конструкцията на дадено изделие, при което конструктивно определеният брой слоеве се пресоват в специални преси за производството на защитни каски или бронеплочи.These products can be used for impregnation both from a solution by dipping, and thermoplastically from a powder state, an adhesive film or from the starting polymer. Also, there is a technology for transferring the binders from a carrier material - siliconized film. From the finished prepreg fabrics, certain elements of the construction of a given product are cut out, in which the structurally defined number of layers are pressed in special presses for the production of protective helmets or armor plates.

Композитният материал се отличава с подобрени качества на здравина, плътност, гъвкавост и устойчивост на влияние на външни фактори, включително температура, което го прави подходящ за използване при изработване на индивидуални средства за балистична защита. Подобрените качества и характеристики на композитният материал се дължат в голяма степен на подходящо подбраното съотношение между тъканите от арамидни влакна и свързващото вещество, и в още по -голяма степен на състава на свързващото вещество. Последното осигурява необходимото ниво на адхезия към тъканите от арамидни влакна, в резултат на което е възможно да се постигне равномерно разпределение на приложената кинетична енергия върху защитното средство от композитен материал.The composite material is distinguished by improved qualities of strength, density, flexibility and resistance to the influence of external factors, including temperature, which makes it suitable for use in the manufacture of individual means of ballistic protection. The improved qualities and characteristics of the composite material are due to a large extent to the appropriately selected ratio between the aramid fiber fabrics and the binder, and to an even greater extent to the composition of the binder. The latter provides the necessary level of adhesion to the aramid fiber fabrics, as a result of which it is possible to achieve a uniform distribution of the applied kinetic energy on the protective means of composite material.

Свързващото вещество допълнително придава специфични свойства като балистична устойчивост, динамична остатъчна деформация, здравина и гъвкавост, които винаги присъстват като изисквания във военните спецификации. Подходящо подбраното съотношение на избраните тъкани от арамидни влакна и свързващото вещество в количество от 10% до 20% тегловни единици от общата маса на материала оказва благоприятстващо влияние върху основните характеристики на композитния материал и най-вече на балистичната му устойчивост, която се увеличава с 18 до 20%.The binder further imparts specific properties such as ballistic resistance, dynamic residual deformation, strength and flexibility that are always present as requirements in military specifications. The appropriately chosen ratio of the selected aramid fiber fabrics and the binder in an amount of 10% to 20% weight units of the total mass of the material has a beneficial effect on the main characteristics of the composite material and above all on its ballistic resistance, which increases by 18 up to 20%.

Пояснение на приложените фигуриExplanation of the attached figures

В описанието са представени примерни изпълнения на композитен материал съгласно полезният модел, които са онагледени по-детайлно с помощта на придружаващите описанието чертежи, където:The specification presents exemplary embodiments of a composite material according to the utility model, which are illustrated in more detail with the help of the accompanying drawings, wherein:

Фигура 1 - разрез на композитен материал с едностранно нанесено свързващо вещество.Figure 1 - cross-section of composite material with one-sided applied binder.

Фигура 2 - разрез на композитен материал с двустранно нанесено свързващо вещество.Figure 2 - cross-section of composite material with double-sided applied binder.

Примери за изпълнение на полезния моделExamples of implementation of the utility model

Настоящият полезен модел е представен чрез едно примерно изпълнение на композитния материал с позоваване на приложените фигури 1-2, в които са показани един или повече примерни изпълнения на полезният модел. Композитният материал може да бъде изпълнен в много различни форми и поради това представеното тук примерно изпълнение не трябва да се тълкува ограничено само до него и примерните изпълнения да се разглеждат като илюстрация, като не ограничават по отношение обхвата на защита. Композитният материал позволява различни вариантни изпълнения, промени и модификации, като се използват подобни съставни елементи, които осигуряват еквивалентно функционално въздействие.The present utility model is illustrated by one exemplary embodiment of the composite material with reference to the accompanying Figures 1-2, in which one or more exemplary embodiments of the utility model are shown. The composite material can be embodied in many different forms, and therefore the exemplary embodiment presented herein should not be construed as being limited thereto and the exemplary embodiments are to be regarded as illustrative and not limiting in terms of the scope of protection. A composite material allows for a variety of variant designs, changes and modifications using similar constituents that provide equivalent functional impact.

По-нататък предпочитаните изпълнения ще бъдат описани по-конкретно да се разбере настоящия модел с позоваване на примери и сравнителни данни. Въпреки това, специалистите в областта ще оценят, че тези изпълнения са осигурени за илюстративни цели и не ограничават предмета, както е описан в претенциите. Следователно предложената конструкция на композитен материал очевидно предполага възможни различни промени и модификации на изпълненията, в обхвата и духа на настоящият полезен модел, поради възможностите за вариране на температурните режими на обработката и налягането при каландрирането.In the following, preferred embodiments will be described more specifically to understand the present embodiment with reference to examples and comparative data. However, those skilled in the art will appreciate that these embodiments are provided for illustrative purposes and do not limit the subject matter as described in the claims. Therefore, the proposed construction of a composite material obviously implies possible various changes and modifications of the embodiments, within the scope and spirit of the present utility model, due to the possibilities of varying the temperature regimes of the processing and pressure during calendering.

Терминът „препрег“ се отнася до „влакнест материал с висока якост“ и е използван в настоящото описание във връзка с материал от влакна с висока якост, които са покрити със смола до състояние препрег, вместо да бъдат напълно омрежени и втвърдени.The term "prepreg" refers to "high strength fibrous material" and is used herein to refer to a high strength fiber material that is resin coated to a prepreg state rather than being fully crosslinked and cured.

Композитният материал, обект на полезният модел се състои от тъкани и свързващо вещество, представляващо смес от приблизително равни количества фенолформалдехидна смола и поливенилбутерал смола. За предпочитане е арамидните тъкани и свързващото вещество да са в съотношение 85:15 до 80:20.The composite material subject to the utility model consists of fabrics and a binder comprising a mixture of approximately equal amounts of phenolformaldehyde resin and polyvinyl butyral resin. Preferably, the aramid fabrics and binder are in a ratio of 85:15 to 80:20.

Подходящо е тъканите да са от арамидни влакна с площна маса 300-310 г/м². Използваните в композитният материал тъкани от арамидни влакна са стандартно изпълнение и са изработени от високоякостни арамидни влакна, които имат ниско тегло и едновременно с това осигуряват добра балистична защита, в резултат на което се намалява общото тегло на препрег материалите с оглед олекотяване на готовото изделие.It is suitable for the fabrics to be made of aramid fibers with a basis weight of 300-310 g/m ² . The aramid fiber fabrics used in the composite material are a standard design and are made of high-strength aramid fibers that have a low weight and at the same time provide good ballistic protection, as a result of which the overall weight of the prepreg materials is reduced in order to lighten the finished product.

Свързващото вещество представлява смес от 46 тегл. % фенолформалдехидна смола, 50 тегл. % поливинилбутерал смола и 4% допълнителни съставки, представляващи смес от А1₂О₃. SiC и В₄С на прах.The binder is a mixture of 46 wt. % phenolformaldehyde resin, 50 wt. % polyvinyl buteral resin and 4% additional ingredients representing a mixture of A1 ₂ O ₃ . SiC and B ₄ C powder.

Съгласно едно предпочитано изпълнение на свързващото вещество допълнителните съставки са в съотношение 3:1:2 в полза на А1₂О₃.According to a preferred embodiment of the binder, the additional ingredients are in a ratio of 3:1:2 in favor of A1 ₂ O ₃ .

Съгласно едно вариантно изпълнение на полезния модел в качеството на свързващо вещество могат се използват термопласти на полиофелинова основа.According to a variant embodiment of the utility model, thermoplastics based on polyphenol can be used as a binder.

Пример 1:Example 1:

Свързващото вещество 2 се състои от 46 тегл. % фенолформалдехидна смола с молекулно тегло от 550,50 тегл. % поливинилбутерал смола с молекулно тегло от 90000 и 4% допълнителни добавки от А1₂О₃, SiC и В₄С прах.Binder 2 consists of 46 wt. % phenolformaldehyde resin with a molecular weight of 550.50 wt. % polyvinylbuteral resin with a molecular weight of 90,000 and 4% additional additives of A1 ₂ O ₃ , SiC and B ₄ C powder.

Свързващото вещество 2 се приготвя чрез разтваряне на споменатите количества смоли, като в качеството на разтворител се използва метанол, като се внасят допълнителните добавки от прахообразна смес на AI2O3, SiC и В4С. След завършване процеса на разтваряне метанолът се изпарява и в резултат свързващото вещество е подготвено за полагане върху готови арамидни тъкани под формата на филм. Допълнителни добавки от А1₂О₃, SiC и В₄С прах се използват за подобряване на балистичната устойчивост на композитния материал 1. Едно предпочитано и препоръчително съотношение на допълнителните съставки е 3:1:2 в полза на А1₂О₃.Binder 2 was prepared by dissolving the mentioned amounts of resins, using methanol as solvent, with additional additions of a powdered mixture of Al 2 O 3 , SiC and B 4 C. After completion of the dissolution process, the methanol is evaporated and the resulting binder is prepared for laying on finished aramid fabrics in the form of a film. Additional additions of A1 ₂ O ₃ , SiC and B ₄ C powder are used to improve the ballistic resistance of composite material 1. A preferred and recommended ratio of additional ingredients is 3:1:2 in favor of A1 ₂ O ₃ .

Свързващото вещество 2 се полага върху арамидната тъкан чрез ламиниране, като за предпочитане ламинирането се изпълнява така, че арамидната тъкан се подава от една подаваща ролка, а филм смолата се подава от друга ролка. Арамидната тъкан, с нанесен върху нея филм е прилепена от едната страна на тъканта (фиг. 1), при което тъканта и филма се притискат с помощта на притискащи валове, след което така подготвеният материал се суши в камера, при температура 65°С и скорост на преместване на 10 m/min. Готовата препрег тъкан съдържа свързващо вещество 15 тегл. %.The binder 2 is applied to the aramid fabric by lamination, preferably the lamination is performed such that the aramid fabric is fed from one feed roll and the film resin is fed from another roll. The aramid fabric with a film applied to it is adhered to one side of the fabric (Fig. 1), in which the fabric and the film are pressed with the help of pressing rollers, after which the thus prepared material is dried in a chamber, at a temperature of 65°C and travel speed of 10 m/min. The finished prepreg fabric contains a binder of 15 wt. %.

Пример 2:Example 2:

Свързващото вещество 2 се състои от 50 тегл. % фенолформалдехидна смола с молекулно тегло от 550,35 тегл. % поливинилбутерал смола, 5 тегл. % диизоцианат и 5 тегл. % полиалкилен гликол и 5 тегл. % допълнителни добавки от АЬО;,. SiC и ВдС прах.Binder 2 consists of 50 wt. % phenolformaldehyde resin with a molecular weight of 550.35 wt. % polyvinyl buteral resin, 5 wt. % diisocyanate and 5 wt. % polyalkylene glycol and 5 wt. % additional additives from ABO;,. SiC and BdC powder.

Свързващото вещество 2 се приготвя чрез разтваряне на споменатите количества смоли. като в качеството на разтворител се използва метанол. като се внасят още диизоцианат. полиалкилен гликол и допълнителните добавки от прахообразна смес на AI2O3. SiC и В4С. Свързващото вещество 2. подготвено като филм се полага върху готови тъкани от арамидни влакна. в процеса на ламиниране за производство на препрег. в който покритието е образувано само от едната страна на арамидната тъкан (Фиг. 1). Допълнителни добавки. представляващи прахообразна смес от AI2O3. SiC и В4С. за предпочитане в съотношение 3:1:2 в полза на AI2O3 се използва за подобряване на балистичната устойчивост.Binder 2 is prepared by dissolving the mentioned amounts of resins. using methanol as a solvent. adding more diisocyanate. polyalkylene glycol and the additional additions of a powder mixture of AI2O3. SiC and B4C. The binder 2. prepared as a film is applied to finished aramid fiber fabrics. in the lamination process to produce prepreg. in which the coating is formed on only one side of the aramid fabric (Fig. 1). Additional supplements. representing a powdery mixture of AI2O3. SiC and B4C. preferably in a ratio of 3:1:2 in favor of AI2O3 is used to improve ballistic resistance.

Процесът на ламиниране се изпълнява така. че тъканта от арамидни влакна се подава от една подаваща ролка и филмът свързващо вещество се подава от друга ролка. Тъканта от арамидни влакна. заедно с приложеното към нея свързващо вещество под формата на тънък филм. прилепен от едната и страна. се притискат с помощта на притискащи ролки и след това се подлагат на сушене в камера. при температура 65°С и скорост на преместване на 10 m/min. Готовата препрег тъкан съдържа свързващо вещество 13 тегл. %.The lamination process is performed like this. that the aramid fiber fabric is fed from one feed roll and the binder film is fed from another roll. Aramid fiber fabric. together with the binder applied to it in the form of a thin film. glued on one side. are pressed using pressure rollers and then subjected to drying in a chamber. at a temperature of 65°C and a moving speed of 10 m/min. The finished prepreg fabric contains a binder of 13 wt. %.

Пример 3:Example 3:

Съставът на свързващото вещество 2 е идентичен с описания в пример 1. а имено - 50 тегл. % фенолформалдехидна смола с молекулно тегло от 550.50 тегл. % поливинилбутерал смола с молекулно тегло от 90000 и допълнителни добавки от А1₂О₃. SiC и В₄С прах. Приготвеното по описаният начин свързващото вещество се полага двустранно върху тъканта от арамидни влакна. при което ламинираният материал преминава през предварително нагрети притискащи валове. Процесите на свързване на тъканта и свързващото вещество се провеждат при температура от 110°С и налягане 2 бара. Съдържанието на свързващото вещество 2 е също 15 тегл. %. като е разпределено в обема на материала.The composition of binder 2 is identical to that described in example 1, namely - 50 wt. % phenolformaldehyde resin with a molecular weight of 550.50 wt. % polyvinylbuteral resin with a molecular weight of 90,000 and additional additives of A1 ₂ O ₃ . SiC and B ₄ C powder. The binder prepared in the described manner is placed on both sides of the aramid fiber fabric. in which the laminated material passes through pre-heated press rollers. The processes of connecting the fabric and the binder are carried out at a temperature of 110°C and a pressure of 2 bars. The content of binder 2 is also 15 wt. %. being distributed throughout the volume of the material.

Подходящо е за тъканите да се използват арамидни влакна с площна маса 320-380 г/м². Използваните в композитният материал тъкани са стандартно изпълнение и са изработени от високоякостни арамидни влакна. които имат ниско тегло и едновременно с това осигуряват добра балистична защита. в резултат на което се намалява общото тегло на препрег материалите с оглед олекотяване на готовото изделие.It is suitable for fabrics to use aramid fibers with an area mass of 320-380 g/m ² . The fabrics used in the composite material are of standard design and are made of high-strength aramid fibers. which have a low weight and at the same time provide good ballistic protection. as a result of which the total weight of the prepreg materials is reduced in order to lighten the finished product.

Свързващото вещество е подходящо да бъде положено във вид на филм. като от дебелината му се определя разходната му норма в готовия композиционен материал 1. при което филмовата форма осигурява слепването върху текстилния слой при каландриране и горещо нагряване при температура до 100 -110°С (фиг. 2).The binder is suitable to be applied in the form of a film. and its thickness determines its consumption rate in the finished composite material 1. in which the film form ensures adhesion on the textile layer during calendering and hot heating at a temperature of 100-110°C (fig. 2).

Използването на филм чрез предварително нанасяне на свързващото вещество върху хартиен носител. в описаните пропорции води до едно по-прецизно разпределяне на свързващото вещество върху композитния материал. като се допуска минимално отклонение до 1%. (фиг. 1 и фиг. 2)The use of film by pre-applying the binder to a paper carrier. in the described proportions leads to a more precise distribution of the binder on the composite material. allowing a minimum deviation of 1%. (fig. 1 and fig. 2)

Claims

1. A composite material consisting of aramid fiber fabrics and a binder being a mixture of phenolformaldehyde resin and polyvinyl buteral resin, characterized in that the ratio of the aramid fiber fabrics and the binder (2) is from 85:15 to 80 :20 of the composite material (1), and the binder (2) contains additional ingredients of A1 ₂ O ₃ , SiC and B ₄ C powder.

2. Composite material according to claim 1, characterized in that the fabrics of aramid fibers have a mass of 300 - 310 g/m ² .

h.

Composite material according to claim 1, characterized in that the binder (2) also contains a diisocyanate and a polyalkylene glycol.

4. Composite material according to claim 1, characterized in that the binder (2) consists of 46-50 wt. % phenolformaldehyde resin, 50 wt. % polyvinyl buteral resin and 4 wt. % additional ingredients A1 ₂ O ₃ , SiC and B ₄ C powder in a ratio of 3:1:2.

5. Composite material according to claim 1 and 4, characterized in that the binder (2) consists of 50 wt. % phenolformaldehyde resin, 35 wt. % polyvinyl buteral resin, 5 wt. % diisocyanate and 5 wt. % polyalkylene glycol and 5 wt. % additional additives of A1 ₂ O ₃ , SiC and B ₄ C powder.

6. Composite material according to claims 4 and 5, characterized in that the phenolformaldehyde resin has a molecular weight of 500 to 2000 and the polyvinyl buteral resin has a molecular weight of 30000 to 120000.

7. Composite material according to claim 1, characterized in that the binder (2) is in the form of a film.