【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及头盔制造，尤其涉及一种防弹头盔。
技术介绍
1、目前国内防弹头盔主要采用超高分子量聚乙烯和芳纶为原料制备而成，主要存在的问题在于，在受弹击的时候，头盔的凹陷大和塌陷变形大，抗冲击性能较差，且头盔重量大。因此在不影响其抗冲击性能的前提下使防弹头盔轻质化，是本行业目前主要研究的方向；目前国内已有报道掺杂30％的碱土金属盐有提升pp回弹能力的作用，但还没有相关报道将碱土金属盐掺杂制备超高分子量聚乙烯弹性体的报道；并且通过掺杂碱土金属盐来提升pp的回弹性是有限的，满足不了防弹头盔的抗冲击性要求，而且掺杂量较大，成本较高。本专利技术是研究如何提升防弹头盔的强度和抗冲击能力的前提下使防弹头盔轻质化，让防弹头盔趋向完美。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种不但重量轻，而且有较好的强度和抗冲击能力的防弹头盔；
2、为了实现上述目的，本专利技术提供一种防弹头盔的具体做法；
3、具体的，所述防弹头盔主要分为三层结构：盔外壳、盔中壳、盔内壳；
4、其中，盔外壳、盔中壳、盔内壳均采用超高分子量聚乙烯复合纤维内衬加强层制备而成；
5、其中，盔外壳的超高分子量聚乙烯复合纤维材料组成为：超高分子量聚乙烯40-45份、sbs热塑性弹性体25-32份和锰酸锶1-2份；由于盔外壳为最先与子弹接触的部分，为了减少头盔受到冲击而产生的凹陷程度，所以盔外壳需要有较好的抗冲击性能，所以盔外壳中sbs热塑性弹性体含量的增加有助于提升头盔的抗冲击能力；p>
6、其中，盔中壳的超高分子量聚乙烯复合纤维材料组成为：超高分子量聚乙烯40-45份、sbs热塑性弹性体18-22份和锰酸锶0.5-1份；盔中壳为头盔的中间部分，需要有较好的刚性来保护头部不受到子弹的伤害，因此适当增加超高分子量聚乙烯的含量来提升头盔的刚性；
7、其中，盔内壳的超高分子量聚乙烯复合纤维材料组成为：超高分子量聚乙烯40-45份、sbs热塑性弹性体35-40份和锰酸锶1.5-2份；盔内壳为接触头部的一层，需要有较好的弹性以提供良好的佩戴体验，因此适当增加sbs热塑性弹性体的含量来提升头盔的抗冲击能力；
8、其中，超高分子量聚乙烯是基体粘均分子量大于200万的超高分子量聚乙烯；
9、其中，超高分子量聚乙烯复合纤维的制备方法为：在25-50℃条件下，先将干燥处理后粒径为1.5-2μ的锰酸锶和二苯醚以及双(4-二甲基硅基)苯醚按重量比1：0.8-1：0.5-1加入高速混合机内以2000r/min的速度混合20-30分钟的增强助剂，备用；其次，在180-200℃条件下，将超高分子量聚乙烯放入炼胶机上熔融，熔融完后加入sbs热塑性弹性体和增强助剂，在炼胶机上混合15-20分钟后，放入温度为135-145℃压力为40-45mpa的压机中热压10-15分钟，得到超高分子量聚乙烯复合纤维；
10、其中，加强层制备方法：将碳纤维和芳纶纤维以经密为180-220根/10cm，纬密为320-360根/10cm，并以八枚三飞纬面缎纹结构织造而成后经180-200℃，10-15mpa下热压而成；其中织造所用经纱和纬纱中的碳纤维和芳纶纤维组分占比相同；
11、其中，盔外壳加强层碳纤维与芳纶纤维的含量比为2:1；
12、其中，盔中壳加强层碳纤维与芳纶纤维的含量比为1:3；
13、其中，盔内壳加强层碳纤维与芳纶纤维的含量比为1:1。
14、其中，防弹头盔的成型方法为：
15、首先将熔融状态下三分之二的超高分子量聚乙烯复合纤维盔内壳材料放入预成型模具中，压力为1-3mpa，常温下保持2-4分钟；接着在外均匀地涂抹一层粘合剂，将碳纤维与芳纶纤维织造的加强层粘附在其外表面，在温度50-55℃，压力为2-4mpa的条件下恒温恒压保持3-5分钟；接着趁热在加强层外再均匀涂抹一层粘合剂，再将熔融状态下三分之一的超高分子量聚乙烯复合纤维盔内壳材料放入预成型模具中升温至90-100℃，升压至3-5mpa，恒温恒压保持5-7分钟；接着降温至常温后在外均匀地涂抹一层粘合剂，将熔融状态下二分之一的超高分子量聚乙烯复合纤维盔中壳材料放入预成型模具中，压力为7-10mpa，常温下保持7-10分钟；接着在外均匀地涂抹一层粘合剂，将碳纤维与芳纶纤维织造的加强层粘附在外表面，在温度50-55℃，压力为7-10mpa的条件下恒温恒压保持3-5分钟；接着趁热在加强层外再均匀涂抹一层粘合剂，再将熔融状态下二分之一的超高分子量聚乙烯复合纤维盔中壳材料放入预成型模具中升温至110-120℃，升压至10-15mpa，恒温恒压保持7-10分钟；接着降温至常温后在外均匀地涂抹一层粘合剂，将熔融状态下三分之一的超高分子量聚乙烯复合纤维盔外壳材料放入预成型模具中，压力为15-20mpa，常温下保持10-15分钟；接着在外均匀地涂抹一层粘合剂，将碳纤维与芳纶纤维织造的加强层粘附在外表面，在温度50-55℃，压力为20-25mpa的条件下恒温恒压保持15-17分钟；接着趁热在加强层外再均匀涂抹一层粘合剂，再将熔融状态下三分之二的超高分子量聚乙烯复合纤维盔外壳材料放入预成型模具中升温至120-130℃，升压至25-30mpa，恒温恒压保持15-20分钟；接着降温至常温，在压力为30-35mpa的状态下保持20-25分钟，得到完整头盔。
16、其中，各纤维层之间的粘合剂原料组成为：环氧树脂60-65份、碳酸钠10-15份、丙酮25-30份、聚乙二醇25-30份、pipd纤维5-10份、异癸醇聚氧乙烯醚5-10份和水30-45份；
17、所述粘合剂具体方法为：第一步将pipd纤维加入到环氧树脂总添加量的10％-20％中进行预反应，搅拌10min后升温到60℃边搅拌并持续60℃反应20min，在60℃反应使得pipd纤维对环氧树脂有一个初始激活的作用，提高环氧树脂的活性和结合能力，使得材料具有较好的强度和韧性；进一步再将水，碳酸钠、丙酮、聚乙二醇这部分物质加入，搅拌后升温至80℃搅拌反应30min；最后一步再将剩余环氧树脂、异癸醇聚氧乙烯醚加入降至60℃搅拌反应30min，最后待自然冷却至室温即得本专利技术所述粘合剂。
18、有益效果：
19、1.本专利技术以掺杂碱土金属盐到超高分子量聚乙烯弹性体内以提升超高分子量聚乙烯头盔的回弹性，进而提升产品的抗冲击性能；碱土金属盐选用锰酸锶是因为锰酸锶具有独特的非对称调制隧道结构，这种独特的隧道构造使得锰酸锶具有较大的比表面积和较好的离子交换性能。比表面积越大，粒度越小，锰酸锶和超高分子量聚乙烯弹性体之间离子交换性能越好，反应越快也越充分，可实现少量掺杂的基础上，就能充分提升产品的回弹性，以达到提高抗冲击性能的目的；
20、2.本专利技术将碳纤维和芳纶纤维一起织造为加强层，再以嵌入式方式平铺至各层中，这种做法不仅可以让两种纤维更加均匀紧密地结合在一起，并且还能提升加强层的均匀性，进而提升加强层的整体性能，降低重量；但是采用嵌入式方本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种防弹头盔，具体分为三层结构，包括盔外壳、盔中壳、盔内壳；其特征在于：所述盔外壳、盔中壳、盔内壳均采用超高分子量聚乙烯复合纤维内衬加强层制备而成；所述盔外壳的超高分子量聚乙烯复合纤维材料组成为：超高分子量聚乙烯40-45份、SBS热塑性弹性体25-32份和锰酸锶1-2份；所述盔中壳的超高分子量聚乙烯复合纤维材料组成为：超高分子量聚乙烯40-45份、SBS热塑性弹性体18-22份和锰酸锶0.5-1份；所述盔内壳的超高分子量聚乙烯复合纤维材料组成为：超高分子量聚乙烯40-45份、SBS热塑性弹性体35-40份和锰酸锶1.5-2份。
2.根据权利要求1所述的一种防弹头盔，其特征在于：所述超高分子量聚乙烯是基体粘均分子量大于200万的超高分子量聚乙烯；所述超高分子量聚乙烯复合纤维的制备方法为：在25-50℃条件下，先将干燥处理后粒径为1.5-2μ的锰酸锶和二苯醚以及双(4-二甲基硅基)苯醚按重量比1：0.8-1：0.5-1加入高速混合机内以2000r/min的速度混合20-30分钟的增强助剂，备用；其次，在180-200℃条件下，将超高分子量聚乙烯放入炼胶机上熔融，熔融
3.根据权利要求1所述的一种防弹头盔，其特征在于：防弹头盔的成型方法为：首先将熔融状态下三分之二的超高分子量聚乙烯复合纤维盔内壳材料放入预成型模具中，压力为1-3Mpa，常温下保持2-4分钟；接着在外均匀地涂抹一层粘合剂，将碳纤维与芳纶纤维织造的加强层粘附在其外表面，在温度50-55℃，压力为2-4Mpa的条件下恒温恒压保持3-5分钟；接着趁热在加强层外再均匀涂抹一层粘合剂，再将熔融状态下三分之一的超高分子量聚乙烯复合纤维盔内壳材料放入预成型模具中升温至90-100℃，升压至3-5MPa，恒温恒压保持5-7分钟；接着降温至常温后在外均匀地涂抹一层粘合剂，将熔融状态下二分之一的超高分子量聚乙烯复合纤维盔中壳材料放入预成型模具中，压力为7-10Mpa，常温下保持7-10分钟；接着在外均匀地涂抹一层粘合剂，将碳纤维与芳纶纤维织造的加强层粘附在外表面，在温度50-55℃，压力为7-10Mpa的条件下恒温恒压保持3-5分钟；接着趁热在加强层外再均匀涂抹一层粘合剂，再将熔融状态下二分之一的超高分子量聚乙烯复合纤维盔中壳材料放入预成型模具中升温至110-120℃，升压至10-15MPa，恒温恒压保持7-10分钟；接着降温至常温后在外均匀地涂抹一层粘合剂，将熔融状态下三分之一的超高分子量聚乙烯复合纤维盔外壳材料放入预成型模具中，压力为15-20Mpa，常温下保持10-15分钟；接着在外均匀地涂抹一层粘合剂，将碳纤维与芳纶纤维织造的加强层粘附在外表面，在温度50-55℃，压力为20-25Mpa的条件下恒温恒压保持15-17分钟；接着趁热在加强层外再均匀涂抹一层粘合剂，再将熔融状态下三分之二的超高分子量聚乙烯复合纤维盔外壳材料放入预成型模具中升温至120-130℃，升压至25-30MPa，恒温恒压保持15-20分钟；接着降温至常温，在压力为30-35Mpa的状态下保持20-25分钟，即得。
4.根据权利要求3所述的一种防弹头盔，其特征在于：所述加强层制备方法：将碳纤维和芳纶纤维以经密为180-220根/10cm，纬密为320-360根/10cm，并以八枚三飞纬面缎纹结构织造而成后经180-200℃，10-15MPa下热压而成;其中织造所用经纱和纬纱中的碳纤维和芳纶纤维组分占比相同；所述，盔外壳加强层碳纤维与芳纶纤维的含量比为2:1；所述，盔中壳加强层碳纤维与芳纶纤维的含量比为1:3；所述，盔内壳加强层碳纤维与芳纶纤维的含量比为1:1。
5.一种粘合剂，其特征在于：原料组成为：环氧树脂60-65份、碳酸钠10-15份、丙酮25-30份、聚乙二醇25-30份、PIPD纤维5-10份、异癸醇聚氧乙烯醚5-10份和水30-45份。
6.根据权利要求5所述的一种粘合剂，其特征在于：具体方法为：第一步将PIPD纤维加入到环氧树脂总添加量的10%-20%中进行预反应，搅拌10min后升温到60℃边搅拌并持续60℃反应20min，在60℃反应使得PIPD纤维对环氧树脂有一个初始激活的作用，提高环氧树脂的活性和结合能力，使得材料具有较好的强度和韧性；进一步再将水，碳酸钠、丙酮、聚乙二醇这部分物质加入，搅拌后升温至80℃搅拌反应30min；最后一步再将剩余环氧树脂、异癸醇聚氧乙烯醚加入降至60℃搅拌反应30min，最后待自然冷却至室温即得所述粘合剂。
...【技术特征摘要】
1.一种防弹头盔，具体分为三层结构，包括盔外壳、盔中壳、盔内壳；其特征在于：所述盔外壳、盔中壳、盔内壳均采用超高分子量聚乙烯复合纤维内衬加强层制备而成；所述盔外壳的超高分子量聚乙烯复合纤维材料组成为：超高分子量聚乙烯40-45份、sbs热塑性弹性体25-32份和锰酸锶1-2份；所述盔中壳的超高分子量聚乙烯复合纤维材料组成为：超高分子量聚乙烯40-45份、sbs热塑性弹性体18-22份和锰酸锶0.5-1份；所述盔内壳的超高分子量聚乙烯复合纤维材料组成为：超高分子量聚乙烯40-45份、sbs热塑性弹性体35-40份和锰酸锶1.5-2份。
2.根据权利要求1所述的一种防弹头盔，其特征在于：所述超高分子量聚乙烯是基体粘均分子量大于200万的超高分子量聚乙烯；所述超高分子量聚乙烯复合纤维的制备方法为：在25-50℃条件下，先将干燥处理后粒径为1.5-2μ的锰酸锶和二苯醚以及双(4-二甲基硅基)苯醚按重量比1：0.8-1：0.5-1加入高速混合机内以2000r/min的速度混合20-30分钟的增强助剂，备用；其次，在180-200℃条件下，将超高分子量聚乙烯放入炼胶机上熔融，熔融完后加入sbs热塑性弹性体和增强助剂，在炼胶机上混合15-20分钟后，放入温度为135-145℃压力为40-45mpa的压机中热压10-15分钟，得到超高分子量聚乙烯复合纤维。
3.根据权利要求1所述的一种防弹头盔，其特征在于：防弹头盔的成型方法为：首先将熔融状态下三分之二的超高分子量聚乙烯复合纤维盔内壳材料放入预成型模具中，压力为1-3mpa，常温下保持2-4分钟；接着在外均匀地涂抹一层粘合剂，将碳纤维与芳纶纤维织造的加强层粘附在其外表面，在温度50-55℃，压力为2-4mpa的条件下恒温恒压保持3-5分钟；接着趁热在加强层外再均匀涂抹一层粘合剂，再将熔融状态下三分之一的超高分子量聚乙烯复合纤维盔内壳材料放入预成型模具中升温至90-100℃，升压至3-5mpa，恒温恒压保持5-7分钟；接着降温至常温后在外均匀地涂抹一层粘合剂，将熔融状态下二分之一的超高分子量聚乙烯复合纤维盔中壳材料放入预成型模具中，压力为7-10mpa，常温下保持7-10分钟；接着在外均匀地涂抹一层粘合剂，将碳纤维与芳纶纤维织造的加强层粘附在外表面，在温度50-55℃，压力为7-10mpa的条件下恒温...
【专利技术属性】
技术研发人员：章煜，罗志辉，
申请(专利权)人：江西长城防护装备实业有限公司，
类型：发明
国别省市：
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