[发明专利]超高分子量聚乙烯纤维防弹头盔的制备装置

权利要求书

1.一种超高分子量聚乙烯纤维防弹头盔的制备装置，包括纺丝系统；其特征在于：还包括头盔壳体成型系统；

所述头盔壳体成型系统包括：纤维卷(9)、导轨(10)、导丝头(11)、阴模、底座内盘(14)、底座外盘(15)、阳模(16)和转轴(17)；

纤维卷(9)固定于旋转活动支架上；导丝头(11)与导轨(10)活动连接，导轨(10)固定在底座外盘(15)上，导丝头(11)能够沿着导轨(10)上下移动；导丝头(11)正对阴模；底座内盘(14)置于底座外盘(15)内侧；转轴(17)穿过底座内盘(14)正中心；底座内盘(14)能够绕转轴(17)旋转；阴模活动安装在底座内盘(14)上，需保证阴模能够水平旋转；阳模(16)悬空在底座内盘(14)的上方，需保证阳模(16)下降后能够与阴模接触。

2.如权利要求1所述的一种超高分子量聚乙烯纤维防弹头盔的制备装置，其特征在于：所述阴模数量为两个，两个阴模成180°水平安装在底座内盘(14)上；此时，阳模(16)位于远离导丝头(11)的阴模的正上方。

3.如权利要求1所述的一种超高分子量聚乙烯纤维防弹头盔的制备装置，其特征在于：头盔壳体成型系统还包括：浸胶槽(18)、挤胶辊(19)和玻璃纤维卷(21)；两个导轨(10)固定在底座外盘(15)上，导丝头(11)能够沿着导轨(10)上下移动；挤胶辊(19)和浸胶槽(18)位于导轨(10)的进丝侧，即超高分子量聚乙烯纤维和玻璃纤维分别经过浸胶槽(18)和挤胶辊(19)后进入导轨(10)。

4.如权利要求1或2所述的一种超高分子量聚乙烯纤维防弹头盔的制备装置，其特征在于：所述阴模数量为三个，三个阴模成120°安装在底座内盘(14)上；两个导轨(10)上的导丝头(11)分别正对其中两个阴模；此时，阳模(16)位于第三个阴模的正上方。

5.如权利要求1或2所述的一种超高分子量聚乙烯纤维防弹头盔的制备装置，其特征在于：所述阴模和阳模(16)为半椭球形壳体结构；所述阴模的尺寸为头盔壳体内部尺寸。

6.如权利要求1所述的一种超高分子量聚乙烯纤维防弹头盔的制备装置，其特征在于：所述纺丝系统用于制造超高分子量聚乙烯纤维。

7.如权利要求1或6所述的一种超高分子量聚乙烯纤维防弹头盔的制备装置，其特征在于：所述纺丝系统包括：混合器(1)、双螺杆挤出机(2)、喷丝板(3)、冷却水槽(4)、萃取箱(5)、干燥箱(6)、热拉伸箱(7)、纤维卷绕装置(8)；将超高分子量聚乙烯于混合器(1)中溶解于烷烃类有机溶剂中；溶液经双螺杆挤出机(2)挤出形成均匀凝胶后通过喷丝板(3)挤出得到凝胶原丝；凝胶原丝经过冷却水槽(4)冷却凝固；然后经过萃取箱(5)萃取掉凝胶原丝中的溶剂，萃取剂选用碳氢化合物、氯代碳氢化合物或氯代氟代碳氢化合物；然后经过干燥箱(6)除去萃取剂；然后在热拉伸箱(7)中进行超倍拉伸得到超高分子量聚乙烯纤维；最后将超高分子量聚乙烯纤维缠绕在纤维卷绕装置(8)上。

8.如权利要求7所述的一种超高分子量聚乙烯纤维防弹头盔的制备装置，其特征在于：所述烷烃类有机溶剂为石蜡油、石蜡或煤油；所述萃取剂为沸点较低、易挥发且不易燃的己烷、氯甲烷或三氯三氟乙烷。

9.如权利要求1所述的一种超高分子量聚乙烯纤维防弹头盔的制备装置，其特征在于：所述装置制备方法为：将纤维卷(9)上的超高分子量聚乙烯纤维经过导丝头(11)与阴模相连，底座内盘(14)不动，阴模顺时针旋转，使得超高分子量聚乙烯纤维能均匀缠绕在阴模上，同时导丝头(11)沿着导轨(10)上下移动，则实现了超高分子量聚乙烯纤维的交叉缠绕；根据需要，能够使用多个纤维卷(9)同时进行超高分子量聚乙烯纤维的缠绕，以提高效率；缠绕所需的厚度后，切断超高分子量聚乙烯纤维，使底座内盘(14)绕转轴(17)顺时针旋转，阴模旋转到阳模(16)下方，使用阳模(16)对阴模上缠绕完成的超高分子量聚乙烯纤维进行热压固化，得到预成型的头盔壳体，预成型的头盔壳体进行后期加工处理制备成完整的头盔。

10.如权利要求1所述的一种超高分子量聚乙烯纤维防弹头盔的制备装置，其特征在于：所述装置制备方法为：将纤维卷(9)上的超高分子量聚乙烯纤维经过浸胶槽(18)浸胶后，通过挤胶辊(19)除去气泡和多余的胶，然后经过导丝头(11)与阴模相连，底座内盘(14)不动，阴模顺时针旋转，使得超高分子量聚乙烯纤维能均匀缠绕在阴模上，同时导丝头(11)沿着导轨(10)上下移动，则实现了超高分子量聚乙烯纤维的交叉缠绕；缠绕所需的厚度后，切断超高分子量聚乙烯纤维纤维，使底座内盘(14)绕转轴(17)顺时针旋转，阴模旋转到正对玻璃纤维卷(21)的位置；将玻璃纤维经过浸胶槽(18)和挤胶辊(19)，然后通过导丝头(11)与阴模相连，底座内盘(14)不动，阴模顺时针旋转，使得玻璃纤维能均匀缠绕在阴模上，同时导丝头(11)沿着导轨(10)上下移动，则实现了玻璃纤维的交叉缠绕；缠绕所需的厚度后，切断玻璃纤维，使底座内盘(14)绕转轴(17)顺时针旋转，阴模旋转到阳模(16)下方，使用阳模(16)对阴模上缠绕完成的超高分子量聚乙烯纤维和玻璃纤维进行热压固化，得到预成型的头盔壳体，预成型的头盔壳体进行后期加工处理制备成完整的头盔。