复合装甲材料专利技术浅析

李芳

摘  要：本文将对IPC分类号F41H5/04下的多层结构防弹装甲材料相关专利的国内申请人以及其研发重点进行简单统计与分析，简要描述该类技术近十年的主要国内申请人申请概况及其申请的相关专利技术。

关键词：防弹;装甲;个体防护;专利技术

反恐工作已经受到国内外越来越多的重视。出于对个体防护及装甲战车安全的考虑，高性能的防弹、防暴等个体防护及防弹装甲材料应运而生，近年来，多层防弹装甲材料越来越受到重视并获得了蓬勃的发展。

一、国内主要专利申请人分析

在CNABS专利数据库中对分类号F41H 5/04下的专利申请进行统计和分析，统计分析的日期截止于2021年6月30号，通过F41H5/04/IC检索式在CNABS数据库中进行检索，分类号F41H 5/04下的专利申请量达到1061件。对检索结果进行统计分析得出，多层结构防弹装甲材料的国内专利申请量排在前几位的申请人基本是国外公司的专利申请，主要通过国际专利申请PCT的方式进入中国。国内在此领域的专利申请相对有些落后，国内多层结构防弹装甲材料的专利申请主要集中在大学等研究院校，公司对多层结构防弹装甲材料的研究和专利申请相对较少。

二、国内主要申请人的研发重点

下面简单介绍国内主要申请人的专利研发重点，纳幕尔杜邦公司：防弹织物，轻型防弹材料，制备方法;霍尼韦尔国际公司：高性能的纤维聚合物、制备方法;帝斯曼知识产权资产管理有限公司：树脂基、纤维增强多层防弹板，制备方法;帝人芳纶有限公司：聚合物纤维复合，高分子量聚乙烯纤维增强;衡阳泰豪通信车辆有限公司：电磁屏蔽方舱壁板，防穿透方舱壁板;浙江立泰复合材料股份有限公司：碳化硼陶瓷复合装甲，碳化硼铝、钛金属复合装甲;中国航空工业集团公司北京航空材料研究院：石墨烯金属复合轻质高强防护装甲;山东大学：多层纤维复合防弹板;浙江美盾防护技术有限公司：防弹玻璃，陶瓷纤维复合防弹板;西安交通大学：双层波纹陶瓷复合结构装甲，金属陶瓷复合装甲;江苏安卡新材料科技有限公司：复合防弹板材;中北大学：钛、铝封装陶瓷多层装甲;北京航空航天大学：纤维增强的金属/陶瓷复合材料防护板;际华三五零二职业装有限公司：防弹板包覆机;青岛理工大学：蜂窝阻尼吸能复合装甲。

由上可知国外的公司主要研究方向为用于个体防护、穿戴舒适的柔软防弹材料，主要涉及防弹纤维织物结构、纤维织物的层叠和顺序、纤维聚合物增强等在多层防弹材料中发挥的作用，以及相应的制备工艺。中国的企业和大学则主要侧重硬质防弹装甲的研究，包括陶瓷与金属复合装甲、石墨烯增强轻质高强防护装甲、陶瓷与纤维复合防弹装甲、蜂窝阻尼吸能复合装甲等。

三、国内主要申请人的相关专利技术

1.软质多层防弹材料的相关专利技术

涉及软质多层结构防弹材料的研究主要用于个体防护，例如防弹衣。研究纤维织物的纱线叠加的取向对防弹性能的影响的专利技术，例如杜邦公司2012年进入中国的一种耐冲击防弹装甲制品（公开号CN102378681A）[1]，该专利改进了传统防弹装甲中的单向纤维层排列，通过设置在相同层内的纱线以基本平行的方向取向，该方向与临近的基本平行的纱线层的方向斜交，从而提高防弹性能。

研究改进纤维织物与聚合物之间的粘合效应对防弹性能的影响的专利技术，例如霍尼韦尔国际公司2014年进入中国的一种刚性结构和低背衬凹陷深度的防弹UD/制品和制造方法（公开号CN103917856A）[2]，通过改进纤维表面与聚合物粘接剂之间的粘合，从而提高纤维上的摩擦力，进而提高射弹与纤维的咬合，从而进一步耗散射弹的冲击能量，由此得到的多层纤维织物具有提高的动态储能模量、同时保持优异的防弹性质。

2.硬质多层防弹装甲的相关专利技术

国内企业、大学以及研究院所主要侧重于对硬质防弹装甲材料的研究。例如：西安交通大学于2012年申请了一项专利，一种双层波纹陶瓷复合结构装甲及其制备方法（公开号CN102967180A）[3]，其主要包括金属面板、波纹金属板、陶瓷芯片以及树脂的复合及制备，形成的多层结构复合装甲能够很好地起到抵抗弹丸冲击、改变弹丸冲击方向的作用，充分发挥了陶瓷芯片抵抗弹丸冲击的性能。

中国航空工业集团公司北京航空材料研究院于2015年申请了一种轻质装甲防弹板及其制备方法（公開号CN104848748A）[4]，防弹板为三层夹心结构，中间层为碳化硅和石墨烯混合增强的铝基复合材料板材。碳化硅增强的同时，石墨烯对铝合金材料具有增强、增韧作用，提高了芯部板材的抗弹性能。

国内具有代表性的企业也开始对多层结构防弹装甲进行关注和研究。其中衡阳泰豪通信车辆有限公司于2019年申请了一种高性能异型舱舱门的隐身防弹电磁屏蔽集成设计（公开号CN109822994A）[5]，舱门由外至内依次包括隐身板、外蒙板、夹芯泡沫、防弹板和内蒙板，并胶粘压合而成。该发明制作的舱门轻质高强、耐温性好，具备隐身、防弹和电磁屏蔽的多功能特性。

四、结语

多层结构复合防弹装甲逐步取代传统的单层金属装甲，由于其具有复合材料各自优良的防弹性能，成为过去几年乃至未来几年主要的研发对象，F41H5/04分类号下的专利申请特点为国外公司主要侧重个体防护软质复合防弹材料的研究。国内的企业和大学主要侧重硬质多层复合防弹装甲的研究。

参考文献：

[1] 纳幕尔杜邦公司. 耐冲击防弹装甲制品[P].中国专利：201080015127，2010，04（02）.

[2] 霍尼韦尔国际公司. 刚性结构和低背衬凹陷深度的防弹UD/制品和制造方法[P].中国专利：201280054011，2012，09（04）.

[3] 西安交通大学. 一种双层波纹陶瓷复合结构装甲及其制备方法[P].中国专利：201210479469，2012，11（22）.

[4] 中国航空工业集团公司北京航空材料研究院. 一种轻质装甲防弹板及其制备方法[P].中国专利：201510250746，2015，05（15）.

[5] 衡阳泰豪通信车辆有限公司. 一种高性能异型舱舱门的隐身防弹电磁屏蔽集成设计[P].中国专利：201910059109，2019，01（22）.