[发明专利]一种三维编织复合材料防弹头盔及其制备方法

权利要求书

1.一种三维编织复合材料防弹头盔，其特征在于：包括三维立体编织结构、沿其厚度方向的二次缝合强化结构和浸渍的树脂层；其中，三维立体编织结构的头盔主体为三维四向或三维五向编织结构，所用纤维为玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维或UHMWPE纤维中的一种或多种的组合；头盔的分别用于防护耳部、后脑和前额的两个侧耳区域、后脑区域和前额区域采用三维六向或三维七向编织结构，该三维六向或三维七向编织结构由主体纤维和强化纤维编织而成，主体纤维与强化纤维的质量比为3:1-7:1，所述主体纤维为芳纶纤维或碳纤维，所述强化纤维为碳化硅纤维或氧化铝纤维；

二次缝合强化结构的缝合纱线为高强度玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维或UHMWPE纤维中的一种或多种的组合；

防弹头盔的耳部区域、后脑区域和前额区域的防护面积的总和为1200-1400cm²；

头盔主体采用玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维和UHMWPE纤维中的两种纤维进行编织；

二次缝合强化结构的缝合纤维的质量为头盔的三维立体编织结构质量的10-40％。

2.根据权利要求1所述的三维编织复合材料防弹头盔，其特征在于：头盔主体采用玻璃纤维和碳纤维混合三维四向编织，玻璃纤维和碳纤维的质量比为0.8-1.2:1。

3.根据权利要求1所述的三维编织复合材料防弹头盔，其特征在于：头盔主体采用芳纶纤维和UHMWPE纤维混合三维五向编织，芳纶纤维和UHMWPE纤维的质量比为2.5-3.5:1。

4.根据权利要求1所述的三维编织复合材料防弹头盔，其特征在于：头盔主体采用碳纤维和芳纶纤维混合三维四向编织，碳纤维和芳纶纤维的质量比为3.5-4.5:1。

5.根据权利要求1所述的三维编织复合材料防弹头盔，其特征在于：所述耳部区域、后脑区域和前额区域的防护面积之比为1:1:1。

6.根据权利要求1所述的三维编织复合材料防弹头盔，其特征在于：防弹头盔上浸渍的树脂层的重量占防弹头盔总重的35-45％。

7.根据权利要求6所述的三维编织复合材料防弹头盔，其特征在于：所述树脂层为环氧树脂、不饱和聚酯树脂或酚醛树脂。

8.权利要求1-7任一所述三维编织复合材料防弹头盔的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：

1)在椭球形阳模上进行三维立体编织，得到三维立体编织结构预制体；

2)将编织成型的预制体继续进行厚度方向的二次缝合，得到二次缝合强化结构；

3)采用VARI真空导入工艺使树脂胶液充分浸渍步骤2)中得到的二次缝合后的预制体，浸渍过程中的真空度为0.06-0.1MPa；

4)浸渍树脂的头盔预制体置于75-90℃固化1-3小时成型。

9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于：步骤4)中，加热的方式为微波加热、红外加热、电热静态加热或鼓风加热中的一种或多种的组合。