[发明专利]一种超高分子量聚乙烯防弹头盔的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及防弹成型件制备领域，尤其涉及一种超高分子量聚乙烯防弹头盔的制备方法。

背景技术

超高分子量聚乙烯纤维也称高强高模聚乙烯(HSHMPE)纤维或伸长链(ECPE)聚乙烯纤维，是指相对分子质量在(1～7)×10⁶的聚乙烯，经纺丝-超拉伸后制成的超高分子质量聚乙烯纤维。它是继碳纤维、芳纶(Kevlar)纤维之后的第三代高性能纤维。

将所述超高分子量聚乙烯纤维通过复合等步骤得到的无纬布是一种超高分子量聚乙烯纤维复合材料，与其它纤维增强复合材料相比，具有质量轻、耐冲击、介电性能高等优点，在现代化战争和航空航天、海域防御、武器装备等领域发挥着举足轻重的作用。同时，该纤维在汽车、船舶、医疗器械、体育运动器材等领域亦有广阔的应用前景。因此，超高分子量聚乙烯纤维自问世起就倍受重视，发展很快。

为了满足现代医疗、救护、纺织、国防的需要，超高分子量聚乙烯无纬布已经大量工业化生产，将多层无纬布复合形成的聚乙烯板材具有质轻和高抗冲击性、高韧性、高强度等优异性能，尤其应用于国防领域，随着武器科技的快速发展，现代枪械等热兵器的威力越来越大，要想能够抵御威力越来越大的武器攻击，必须要增加防弹件的厚度，也同时增加了重量，影响了穿着防弹件人员的机动性，影响作战和防御速度。现有技术提供的防弹头盔的制备方法一般均为热压复合法，多为一次热压。但是一次热压会造成无纬布之间留有空气，不能完全排除空气会造成防弹头盔中有气孔和气泡，造成防弹头盔的局部应力缺陷。使防弹头盔的强度和模量降低。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于提供一种质轻、高强度、高模量的超高分子量聚乙烯防弹头盔的制备方法。

为了解决以上技术问题，本发明提供了一种超高分子量聚乙烯防弹头盔的制备方法，其特征在于，包括：

a)提供超高分子量聚乙烯无纬布；所述无纬布的面密度为135g/cm²以上；

b)将若干层所述超高分子量聚乙烯无纬布在模具中逐层叠加再压力下预排，得到预排件；

c)将所述预排件进行欲压制，得到预制件；

d)将所述预制件进行第三次压制，得到成型件；

e)将所述成型件冷却至室温，得到超高分子量聚乙烯防弹头盔。

优选的，所述步骤a)中的超高分子量聚乙烯无纬布通过以下方法制备：

将300～600D的超高分子量聚乙烯纤维按照同一方向排列，并用含有粘结剂的聚合物薄膜粘结；

将2～4块所述粘结有纤维的薄膜叠放；所述两粘结有纤维的薄膜中的纤维相互垂直；

所述叠放的薄膜通过压制，得到面密度为135g/cm²以上的无纬布。

优选的，步骤b)具体为：

b1)将所述超高分子量聚乙烯无纬布逐层铺设在模具中；

b2)对所述叠加的无纬布施加5～8MPa的压力，进行预排得到预排件。

优选的，步骤c)具体为：

在80～100℃下，对所述欲排件施加10～15MPa的压力，进行预压制20～30分钟，得到预制件。

优选的，步骤d)具体为：将所述预制件在100～120℃下进行第三次压制，所述第三次压制的压力为20～25MPa，得到成型件。

优选的，还包括步骤e)将所述头盔外染色。

优选的，所述预制件中含有30～200层无纬布。

优选的，所述预制件中含有50～100层无纬布。

优选的，所述第三次压制时间为20～30分钟。

优选的，所述冷却的时间为10～20分钟。