一种新型芳纶防弹头盔及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种新型芳纶防弹头盔，包括壳体，所述壳体包括内层和外层，内层由若干层高含胶量纤维织物预浸料组成，外层由若干层低含胶量纤维织物预浸料组成，所述内层和外层间通过开孔金属层相互连接。本发明专利技术还提供一种上述新型芳纶防弹头盔的制备方法。本发明专利技术通过独特结构设计及工艺操作，使内外层纤维的结合强度得到有力提升，当受到子弹冲击时，内层与外层间分离时吸收的能量大幅提高，从而可以消耗大量的子弹冲击能，提高材料的抗弹效果。本发明专利技术不仅可以防手枪子弹，还可以防7.62mm口径的步枪穿甲弹，极大的提升了防弹效果。

【技术实现步骤摘要】
一种新型芳纶防弹头盔及其制备方法
本专利技术涉及防弹头盔
，特别是一种新型芳纶防弹头盔及其制备方法。
技术介绍
现有防弹头盔按照原材料分类，轻质复合盔分为芳纶复合盔和PE复合盔两大类。相比之下，PE复合盔虽然价格便宜，但其盔壳厚度高，动态凹陷大、耐高温性能差，主要适用于中、低端客户；芳纶复合头盔具有盔壳厚度低、动态凹陷小、耐高温性能优、刚性较优等优点，但是价格偏高，适用于中、高端客户。目前的防弹头盔专利，多涉及头盔的多功能化配置、外观、连接方式等，比如通讯功能的附件，电气化配件，面罩等，也有关于头盔工艺成型方法的，但以超高分子量聚乙烯为原材料的较多，以芳纶为原材料的较少，且现有的以芳纶为原材料制作防弹头盔的方法需用特殊织物、特殊设备，且现有的防弹头盔的制备方法，基本都是将多层相同的纤维材料直接叠加后在一定的温度下进行热压成型，这种防弹头盔由于防弹芯材单一，只具有对普通子弹的防弹性能。例如我公司之前研制的一种特殊结构设计的芳纶复合防弹头盔(公告号为CN105066785B)，其对速度在480m/s左右的手枪子弹的防弹能力较好，但其对于7.62mm及以下口径的步枪穿甲弹的防弹性能较差。
技术实现思路
为了克服现有技术的不足，本专利技术提供了一种新型芳纶防弹头盔及其制备方法，解决了现有芳纶头盔对步枪穿甲弹的防弹性能较差的问题。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：本专利技术首先提供一种新型芳纶防弹头盔，包括壳体，所述壳体包括内层和外层，内层由若干层高含胶量纤维织物预浸料组成，外层由若干层低含胶量纤维织物预浸料组成，所述内层和外层间通过开孔金属层相互连接。优选的，所述开孔金属层的孔隙率为90～95％，孔径范围为0.5～1mm。优选的，所述开孔金属层为开孔泡沫金属铝。优选的，所述高含胶量纤维织物预浸料为含胶量为25％～30％重量比的芳纶无纬布或芳纶机织布或碳纤维织物或S级玻璃纤维织物预浸料。优选的，所述低含胶量纤维织物预浸料为含胶量为13％～16％重量比的芳纶无纬布或芳纶机织布预浸料。优选的，预浸料用胶粘剂为改性酚醛或者改性环氧胶粘剂。优选的，所述高含胶量纤维织物预浸料的层数为1～4层。优选的，所述低含胶量纤维织物预浸料的层数为12-16层。本专利技术还提供一种上述新型芳纶防弹头盔的制备方法，包括如下步骤：步骤一：将若干层高含胶量纤维织物预浸料叠加作为壳体内层，然后在壳体内层上放置开孔金属层，并在开孔金属层上涂刷聚氨酯粘胶剂，静置5分钟后在开孔金属层上继续叠加若干层低含胶量纤维织物预浸料，将铺叠好的头盔壳体放入300-360℃的第一模具内，1～2MPa压力下保压5min，开模放气1分钟；然后降温至80-100℃，4-8MPa压力下开始保压，1-3分钟后开模放气，放气次数是2-5次，每次的放气时间1-3分钟，继续保压5-10分钟，然后取出；步骤二：将上述头盔放入150-160℃的第二模具内，所述第二模具比第一模具的模腔厚0.5～2mm，在14-18Mpa的压力下，保压15-20分钟，即可固化成型为壳体成品。优选的，步骤一中聚氨酯粘胶剂的涂刷量为开孔金属层重量的3％～5％。本专利技术的积极效果：本专利技术采用开孔金属作为内外层的连接过渡层，结合聚氨酯粘胶剂，在高温加热条件下，过渡金属吸热快，造成与其接触的壳体内外层表面进入粘流态，从而填充开孔金属的孔隙，形成壳体内外层的整体连接，然后经过降温后的热压操作，使得芳纶纤维结晶度增加，而结晶又使得芳纶纤维分子链规整排列，堆砌紧密，因而增加了分子链间的作用力，结合开孔金属层的骨架连接作用，使内外层纤维的结合强度得到有力提升，当受到子弹冲击时，内层与外层间分离时吸收的能量大幅提高，从而可以消耗大量的子弹冲击能，提高材料的抗弹效果。本专利技术不仅可以防手枪子弹，还可以防7.62mm口径的步枪穿甲弹，极大的提升了防弹效果。具体实施方式下面对本专利技术的优选实施例进行详细说明。实施例1本专利技术优选实施例1提供一种新型芳纶防弹头盔，包括壳体，所述壳体包括内层和外层，内层由若干层高含胶量纤维织物预浸料组成，外层由若干层低含胶量纤维织物预浸料组成，所述内层和外层间通过开孔金属层相互连接。所述开孔金属层的孔隙率为93％，孔径范围为0.6～0.8mm。所述开孔金属层为开孔泡沫金属铝。所述高含胶量纤维织物预浸料为含胶量为28％重量比的芳纶无纬布预浸料。所述低含胶量纤维织物预浸料为含胶量为15％重量比的芳纶无纬布预浸料。预浸料用胶粘剂为改性环氧胶粘剂。所述高含胶量纤维织物预浸料的层数为3层。所述低含胶量纤维织物预浸料的层数为15层。上述新型芳纶防弹头盔的制备方法，包括如下步骤：步骤一：将若干层高含胶量纤维织物预浸料叠加作为壳体内层，然后在壳体内层上放置开孔金属层，并在开孔金属层上涂刷聚氨酯粘胶剂，静置5分钟后在开孔金属层上继续叠加若干层低含胶量纤维织物预浸料，将铺叠好的头盔壳体放入330℃的第一模具内，1.5MPa压力下保压5min，开模放气1分钟；然后降温至90℃，6MPa压力下开始保压，3分钟后开模放气，放气次数是3次，每次的放气时间2分钟，继续保压8分钟，然后取出；步骤二：将上述头盔放入155℃的第二模具内，所述第二模具比第一模具的模腔厚1mm，在16Mpa的压力下，保压15分钟，即可固化成型为壳体成品。步骤一中聚氨酯粘胶剂的涂刷量为开孔金属层重量的4％。实施例2本专利技术优选实施例2提供一种新型芳纶防弹头盔，包括壳体，所述壳体包括内层和外层，内层由若干层高含胶量纤维织物预浸料组成，外层由若干层低含胶量纤维织物预浸料组成，所述内层和外层间通过开孔金属层相互连接。所述开孔金属层的孔隙率为93％，孔径范围为0.6～0.8mm。所述开孔金属层为开孔泡沫金属铝。所述高含胶量纤维织物预浸料为含胶量为28％重量比的芳纶无纬布预浸料。所述低含胶量纤维织物预浸料为含胶量为15％重量比的芳纶无纬布预浸料。预浸料用胶粘剂为改性环氧胶粘剂。所述高含胶量纤维织物预浸料的层数为3层。所述低含胶量纤维织物预浸料的层数为15层。上述新型芳纶防弹头盔的制备方法，包括如下步骤：步骤一：将若干层高含胶量纤维织物预浸料叠加作为壳体内层，然后在壳体内层上放置开孔金属层，并在开孔金属层上涂刷聚氨酯粘胶剂，静置5分钟后在开孔金属层上继续叠加若干层低含胶量纤维织物预浸料，将铺叠好的头盔壳体放入90℃的第一模具内，6MPa压力下开始保压，3分钟后开模放气，放气次数是3次，每次的放气时间2分钟，继续保压8分钟，然后取出；步骤二：将上述头盔放入155℃的第二模具内，所述第二模具比第一模具的模腔厚1mm，在16Mpa的压力下，保压15分钟，即可固化成型为壳体成品。步骤一中聚氨酯粘胶剂的涂刷量为开孔金属层重量的4％。对比例本对比例提供一种特殊结构设计的芳纶复合防弹头盔，包括壳体，所述壳体包括内层和外层，内层由若干层高含胶量纤维织物预浸料组成，外层由若干层低含胶量纤维织物预浸料组成。所述壳体内层和外层之间还设有一层聚氨酯粘胶加固层所述高含胶量纤维织物预浸料为含胶量为28％重量比的芳纶无纬布预浸料。所述低含胶量纤维织物预浸料为含胶量为15％重量比的芳纶无纬布预浸料。预浸料用胶粘剂为改性环氧胶粘剂。所述高含胶量纤维织物预浸料的层数为3层。所述低含胶量纤维织物预浸料的层数本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种新型芳纶防弹头盔，包括壳体，所述壳体包括内层和外层，内层由若干层高含胶量纤维织物预浸料组成，外层由若干层低含胶量纤维织物预浸料组成，其特征在于：所述内层和外层间通过开孔金属层相互连接。

【技术特征摘要】
1.一种新型芳纶防弹头盔，包括壳体，所述壳体包括内层和外层，内层由若干层高含胶量纤维织物预浸料组成，外层由若干层低含胶量纤维织物预浸料组成，其特征在于：所述内层和外层间通过开孔金属层相互连接。2.根据权利要求1所述的一种新型芳纶防弹头盔，其特征在于：所述开孔金属层的孔隙率为90～95％，孔径范围为0.5～1mm。3.根据权利要求2所述的一种新型芳纶防弹头盔，其特征在于：所述开孔金属层为开孔泡沫金属铝。4.根据权利要求1或2或3所述的一种新型芳纶防弹头盔，其特征在于：所述高含胶量纤维织物预浸料为含胶量为25％～30％重量比的芳纶无纬布或芳纶机织布或碳纤维织物或S级玻璃纤维织物预浸料。5.根据权利要求1或2或3所述的一种新型芳纶防弹头盔，其特征在于：所述低含胶量纤维织物预浸料为含胶量为13％～16％重量比的芳纶无纬布或芳纶机织布预浸料。6.根据权利要求1或2或3所述的一种新型芳纶防弹头盔，其特征在于：预浸料用胶粘剂为改性酚醛或者改性环氧胶粘剂。7.根据权利要求1或2或3所述的一种新型芳纶防弹头盔，其特征在于：所述高含胶量纤维织物预浸料...

【专利技术属性】
技术研发人员：张艳朋，刘胜，
申请(专利权)人：北京普凡防护科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11