復合裝甲材料專利技術淺析

李芳

摘 ?要：本文將對IPC分類號F41H5/04下的多層結構防彈裝甲材料相關專利的國內申請人以及其研發重點進行簡單統計與分析，簡要描述該類技術近十年的主要國內申請人申請概況及其申請的相關專利技術。

關鍵詞：防彈;裝甲;個體防護;專利技術

反恐工作已經受到國內外越來越多的重視。出于對個體防護及裝甲戰車安全的考慮，高性能的防彈、防暴等個體防護及防彈裝甲材料應運而生，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展。

一、國內主要專利申請人分析

在CNABS專利數據庫中對分類號F41H 5/04下的專利申請進行統計和分析，統計分析的日期截止于2021年6月30號，通過F41H5/04/IC檢索式在CNABS數據庫中進行檢索，分類號F41H 5/04下的專利申請量達到1061件。對檢索結果進行統計分析得出，多層結構防彈裝甲材料的國內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的方式進入中國。國內在此領域的專利申請相對有些落后，國內多層結構防彈裝甲材料的專利申請主要集中在大學等研究院校，公司對多層結構防彈裝甲材料的研究和專利申請相對較少。

二、國內主要申請人的研發重點

下面簡單介紹國內主要申請人的專利研發重點，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;帝斯曼知識產權資產管理有限公司：樹脂基、纖維增強多層防彈板，制備方法;帝人芳綸有限公司：聚合物纖維復合，高分子量聚乙烯纖維增強;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;浙江立泰復合材料股份有限公司：碳化硼陶瓷復合裝甲，碳化硼鋁、鈦金屬復合裝甲;中國航空工業集團公司北京航空材料研究院：石墨烯金屬復合輕質高強防護裝甲;山東大學：多層纖維復合防彈板;浙江美盾防護技術有限公司：防彈玻璃，陶瓷纖維復合防彈板;西安交通大學：雙層波紋陶瓷復合結構裝甲，金屬陶瓷復合裝甲;江蘇安卡新材料科技有限公司：復合防彈板材;中北大學：鈦、鋁封裝陶瓷多層裝甲;北京航空航天大學：纖維增強的金屬/陶瓷復合材料防護板;際華三五零二職業裝有限公司：防彈板包覆機;青島理工大學：蜂窩阻尼吸能復合裝甲。

由上可知國外的公司主要研究方向為用于個體防護、穿戴舒適的柔軟防彈材料，主要涉及防彈纖維織物結構、纖維織物的層疊和順序、纖維聚合物增強等在多層防彈材料中發揮的作用，以及相應的制備工藝。中國的企業和大學則主要側重硬質防彈裝甲的研究，包括陶瓷與金屬復合裝甲、石墨烯增強輕質高強防護裝甲、陶瓷與纖維復合防彈裝甲、蜂窩阻尼吸能復合裝甲等。

三、國內主要申請人的相關專利技術

1.軟質多層防彈材料的相關專利技術

涉及軟質多層結構防彈材料的研究主要用于個體防護，例如防彈衣。研究纖維織物的紗線疊加的取向對防彈性能的影響的專利技術，例如杜邦公司2012年進入中國的一種耐沖擊防彈裝甲制品（公開號CN102378681A）[1]，該專利改進了傳統防彈裝甲中的單向纖維層排列，通過設置在相同層內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。

研究改進纖維織物與聚合物之間的粘合效應對防彈性能的影響的專利技術，例如霍尼韋爾國際公司2014年進入中國的一種剛性結構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，進而提高射彈與纖維的咬合，從而進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儲能模量、同時保持優異的防彈性質。

2.硬質多層防彈裝甲的相關專利技術

國內企業、大學以及研究院所主要側重于對硬質防彈裝甲材料的研究。例如：西安交通大學于2012年申請了一項專利，一種雙層波紋陶瓷復合結構裝甲及其制備方法（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合及制備，形成的多層結構復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，充分發揮了陶瓷芯片抵抗彈丸沖擊的性能。

中國航空工業集團公司北京航空材料研究院于2015年申請了一種輕質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構，中間層為碳化硅和石墨烯混合增強的鋁基復合材料板材。碳化硅增強的同時，石墨烯對鋁合金材料具有增強、增韌作用，提高了芯部板材的抗彈性能。

國內具有代表性的企業也開始對多層結構防彈裝甲進行關注和研究。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計（公開號CN109822994A）[5]，艙門由外至內依次包括隱身板、外蒙板、夾芯泡沫、防彈板和內蒙板，并膠粘壓合而成。該發明制作的艙門輕質高強、耐溫性好，具備隱身、防彈和電磁屏蔽的多功能特性。

四、結語

多層結構復合防彈裝甲逐步取代傳統的單層金屬裝甲，由于其具有復合材料各自優良的防彈性能，成為過去幾年乃至未來幾年主要的研發對象，F41H5/04分類號下的專利申請特點為國外公司主要側重個體防護軟質復合防彈材料的研究。國內的企業和大學主要側重硬質多層復合防彈裝甲的研究。

參考文獻：

[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. 剛性結構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. 一種雙層波紋陶瓷復合結構裝甲及其制備方法[P].中國專利：201210479469，2012，11（22）.

[4] 中國航空工業集團公司北京航空材料研究院. 一種輕質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計[P].中國專利：201910059109，2019，01（22）.