一种头盔及其制备方法技术

一种头盔及其制备方法，该头盔包括盔体，所述盔体包括由外至内依序层叠设置的第一能量抵消层、吸能层、刚性层和第二能量抵消层，其中，所述第一能量抵消层包括第一纤维织物预浸料，以及附着在所述第一纤维预浸料远离所述吸能层一侧的第一纳米刚性涂层；所述吸能层包括层叠设置的若干层超高分子量聚乙烯机织布预浸料；所述刚性层包括层叠设置的若干层第三纤维织物预浸料；所述第二能量抵消层包括设置于所述刚性层一侧的第二纤维织物预浸料，以及附着在所述第二纤维织物预浸料远离所述刚性层一侧的第二纳米刚性涂层。本发明专利技术具备优异的抗穿刺能力，且面密度底，重量轻，穿刺后着靶点凹陷小，具有极佳的防护能力。具有极佳的防护能力。具有极佳的防护能力。

【技术实现步骤摘要】
一种头盔及其制备方法


[0001]本专利技术涉及头部防护装备
，特别是涉及一种头盔及其制备方法。

技术介绍

[0002]飞行保护头盔作为飞行员的头部防护装备，对飞行员生命安全提供至关重要的保护，飞行过程中，一旦突发意外，飞行员进行弹射救生时，其过程会伴随大量不同形状且比较尖锐的座舱碎片对头部的撞击，为保证飞行员生命安全，有效阻隔尖锐物体对飞行员头部的伤害，需要为飞行员研制重量更轻，防护性能更强的头盔；
[0003]头盔系统中，对防护性能起决定作用的是头盔盔体，传统飞行员头盔盔体，多采用单一短纤材料，防护能力差，受尖锐物体穿刺后，着靶点位凹陷变形大，容易对飞行员头部产生二次伤害。如果想要改善防护性能，就必须增加铺层数量，这样的方式，导致头盔盔体面密度较大，约为3kg/m2，进而导致头盔重量重，长期佩戴，飞行员脊椎易受到损伤。

技术实现思路

[0004]鉴于上述状况，有必要提供一种防护性能强，且质轻的头盔及其制备方法。
[0005]一种头盔，包括盔体，所述盔体包括由外至内依序层叠设置的第一能量抵消层、吸能层、刚性层和第二能量抵消层，其中，
[0006]所述第一能量抵消层包括第一纤维织物预浸料，以及附着在所述第一纤维预浸料远离所述吸能层一侧的第一纳米刚性涂层；
[0007]所述吸能层包括层叠设置的若干层超高分子量聚乙烯机织布预浸料；
[0008]所述刚性层包括层叠设置的若干层第三纤维织物预浸料；
[0009]所述第二能量抵消层包括设置于所述刚性层一侧的第二纤维织物预浸料，以及附着在所述第二纤维织物预浸料远离所述刚性层一侧的第二纳米刚性涂层。
[0010]进一步的，上述头盔，其中，所述第一纤维织物预浸料和所述第二纤维预浸料为芳纶纤维织成的正交平纹机织布预浸料。
[0011]进一步的，上述头盔，其中，所述第三纤维预浸料为碳纤维预浸料。
[0012]进一步的，上述头盔，其中，所述盔体中不同层间的预浸料按0
°
～15
°
交叉铺层粘接。
[0013]进一步的，上述头盔，其中，所述盔体的面密度为1.8kg/m2～2kg/m2。
[0014]进一步的，上述头盔，其中，制备预浸料的树脂基体为酚醛树脂、环氧树脂及其改性树脂中的一种。
[0015]进一步的，上述头盔，其中，所述第一能量抵消层、所述吸能层、所述刚性层和所述第二能量抵消层之间通过热固性树脂粘合剂胶合为一体。
[0016]本专利技术还提供了上述任意一项所述的头盔的制备方法，包括：
[0017]a.将第一纤维织物预浸料、若干层超高分子量聚乙烯机织布预浸料、若干层第三纤维织物预浸料和第二纤维织物预浸料的预浸料按照顺序逐层铺设在用于盔体成型的硅
胶气袋模具上，以形成复合层板结构的盔体；
[0018]b.将铺设在硅胶气袋模具的盔体放入金属外模具中，将金属外模升温到85
±
5℃，同时向硅胶气袋模具中重启加压，压力为75
±
5bar，保压180
±
10s，得到初步成型的头盔；
[0019]c.取出初步成型的盔体，并进行切边和毛刺处理；
[0020]d.在处理后的盔体表面涂抹覆盖一层环氧树脂膜，并在环氧树脂膜外贴附一层吸胶布，以吸收压制过程中溢出的胶液；
[0021]e.完成d步骤后，将头盔装入金属外模具中，将左边金属外模具与右边金属外模具合模，对硅胶气袋模充气保压，压力100～125bar，温度100～120℃，压制时间70～80min，在压制的第3分钟、第5分钟、第10分钟、第15分钟、第25分钟、第40分钟开模放气，放气次数3
‑
9次；
[0022]f.将温度降低到45～55℃，卸去气压，打开模具，取出盔体；
[0023]g.将步骤f得到的盔体的内外表面进行喷砂和清洁后，在盔体的内外侧表面喷涂纳米刚性涂层，并进行打磨、清洁后得到所述头盔。
[0024]进一步的，上述制备方法，其中，在盔体的内外表面喷涂纳米刚性涂层的步骤包括：
[0025]在盔体的内外表面分三次喷涂纳米刚性涂层，其中，第一次喷涂25微米，第二次喷涂30微米，第三次喷涂18微米，每次喷涂后，对喷涂过厚位置，进行打磨、清洁。
[0026]进一步的，上述制备方法，其中，所述硅胶气袋模具内部设置有两个密闭的腔体，每个所述腔体设置有独立的进气管，通过两个所述腔体对贴附在所述硅胶气袋模具上的材料，按区域进行加压。
[0027]本专利技术中的头盔的盔体包括位于盔体两侧的两个能量抵消层，以及位于盔体中间部分的吸能层和刚性层。该四个功能层相互配合实现对穿刺过程中的能量的抵消、吸收和抵抗穿刺凹陷变形。本专利技术中的头盔能够很好的匹配盔体所需的韧性及刚性，针对穿刺打击过程，具备优异的抗穿刺能力，且面密度底，重量轻，穿刺后着靶点凹陷小，具有极佳的防护能力。
附图说明
[0028]图1为本专利技术实施例中头盔的结构示意图。
[0029]主要元件符号说明
[0030]具体实施方式
[0031]为了便于理解本专利技术，下面将参照相关附图对本专利技术进行更全面的描述。附图中给出了本专利技术实施例。但是，本专利技术可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供该实施例的目的是使对本专利技术的公开内容更加透彻全面。
[0032]需要说明的是，当元件被称为“固设于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。
[0033]除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本专利技术的
的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本专利技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本专利技术。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
[0034]请参阅图1，为本专利技术实施例中的头盔，包括盔体，该盔体包括由外至内依序层叠设置的第一能量抵消层10、吸能层20、刚性层30和第二能量抵消层40。即该盔体的两侧为第一能量抵消层10和第二能量抵消层40，已经能量抵消，中间依次为吸能层20和刚性层30，以进行能量吸收和限制穿刺。各功能层之间，通过热固性树脂粘合剂胶合为一体，并通过模具在高温高压条件下粘合为一体。
[0035]该第一能量抵消层10主要由两层层叠的结构组成，即第一纤维织物预浸料11和第一纳米刚性涂层12。该第一纳米刚性涂层12附着在该第一纤维预浸料11上，且该第一纳米刚性涂层12位于第一纤维预浸料11远离该吸能层20一侧。具体实施时，该第一纳米刚性涂层12通过三次喷涂工艺附着在该第一纤维织物11的表面。
[0036]当该第一刚性纳米涂层12受到尖锐材料穿刺时，在高速、高本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种头盔，包括盔体，其特征在于，所述盔体包括由外至内依序层叠设置的第一能量抵消层、吸能层、刚性层和第二能量抵消层，其中，所述第一能量抵消层包括第一纤维织物预浸料，以及附着在所述第一纤维预浸料远离所述吸能层一侧的第一纳米刚性涂层；所述吸能层包括层叠设置的若干层超高分子量聚乙烯机织布预浸料；所述刚性层包括层叠设置的若干层第三纤维织物预浸料；所述第二能量抵消层包括设置于所述刚性层一侧的第二纤维织物预浸料，以及附着在所述第二纤维织物预浸料远离所述刚性层一侧的第二纳米刚性涂层。2.如权利要求1所述的头盔，其特征在于，所述第一纤维织物预浸料和所述第二纤维预浸料为芳纶纤维织成的正交平纹机织布预浸料。3.如权利要求1所述的头盔，其特征在于，所述第三纤维预浸料为碳纤维预浸料。4.如权利要求1所述的头盔，其特征在于，所述盔体中不同层间的预浸料按0
°
～15
°
交叉铺层粘接。5.如权利要求1所述的头盔，其特征在于，所述盔体的面密度为1.8kg/m2～2kg/m2。6.如权利要求1所述的头盔，其特征在于，制备预浸料的树脂基体为酚醛树脂、环氧树脂及其改性树脂中的一种。7.如权利要求1所述的头盔，其特征在于，所述第一能量抵消层、所述吸能层、所述刚性层和所述第二能量抵消层之间通过热固性树脂粘合剂胶合为一体。8.如权利要求1至7任意一项所述的头盔的制备方法，其特征在于，包括：a.将第一纤维织物预浸料、若干层超高分子量聚乙烯机织布预浸料、若干层第三纤维织物预浸料和第二纤维织物预浸料的预浸料按照顺序逐层铺设在用于盔体成型的硅胶气袋...

【专利技术属性】
技术研发人员：李强，朱露，胡辉，刘忠，梁志，
申请(专利权)人：江西联创电声有限公司，
类型：发明
国别省市：