[发明专利]一种减轻非贯穿性损伤的非金属防弹头盔及其制造方法

说明书

本发明公开了一种减轻非贯穿性损伤的非金属防弹头盔及其制造方法。包括盔壳和布置在盔壳内表面的缓冲悬挂件，盔壳中高强PE纤维无纬布占盔壳主要部分，碳纤维无纬布插叠入高强PE纤维无纬布占盔壳的中间或者最外层，且相邻无纬布之间为聚乙烯膜；无纬布和聚乙烯膜交叉叠合后依次热压预成型、冷压预成型得到预成型头盔，预成型头盔铺覆上浸渍有热固性聚合物树脂的玻璃纤维织物再依次热压预成型、冷压预成型得到预制盔壳，电子束辐照处理获得最终盔壳。本发明提高防弹头盔抵抗形变的能力，减小瞬间鼓包，减轻非贯穿性损伤对人的头部所造成的伤害，具有高比模量，高弯曲模量，高压缩强度，高剪切强度等特点。

技术领域

本发明涉及一种防弹头盔制造方法，特别是涉及一种减轻非贯穿性损伤的非金属防弹头盔及其制造方法。

背景技术

目前世界各国军警使用的非金属防弹头盔大都采用芳香族聚酰胺纤维(简称芳纶)或超高分子量聚乙烯纤维(简称高强PE)与热固性或热塑性树脂加热模压复合而成。例如中国专利CN10733913A、CN1669766A以及CN2770927Y公布了超高分子量聚乙烯纤维(简称高强PE)与热固性或热塑性树脂加热模压复合而成。如图1所示，当高速子弹3击中头盔的盔壳1时，巨大的动能在瞬间要转化为热能，树脂的破碎能，树脂与纤维之间的剥离能，高强纤维的断裂能和形变能等。

其中形变能又分为弹性形变能和永久形变能两种。弹性形变表现为弹击时头盔内层的瞬间鼓包5，瞬间鼓包5达到5cm，永久形变表现为弹击后头盔里层产生的保留鼓包6(如图1所示)。虽然芳纶或高强PE的拉伸强度较高，但其拉伸模量，弯曲模量等较低，致使头盔弹击时变形产生的瞬间鼓包6较大。虽然头盔并未被击穿，只留下了较小的保留鼓包5，但不可避免地使人头部4产生了非贯穿性损伤。

发明内容

为了解决背景技术中提及的问题，本发明提出了一种减轻非贯穿性损伤的非金属防弹头盔及其制造方法，利用碳纤维高比强度

如图2所示，本发明所采用的技术方案是：

一、一种减轻非贯穿性损伤的非金属防弹头盔：

头盔包括盔壳和布置在盔壳内表面的缓冲悬挂件，所述盔壳主要由高强PE纤维无纬布、碳纤维无纬布和聚乙烯膜搭配制成。

所述的高强PE纤维无纬布占盔壳主要部分，碳纤维无纬布插叠入高强PE纤维无纬布占盔壳的中间或者最外层，且相邻无纬布之间为聚乙烯膜。

所述的碳纤维无纬布为1K-12K小集束高强型T系列碳纤维、高模型M系列碳纤维(石墨纤维)和高强高模型MJ系列(石墨纤维)碳纤维。

二、一种减轻非贯穿性损伤的非金属防弹头盔的制造方法：在盔壳内表面固定缓冲悬挂件制成，所述盔壳采用以下步骤制备而成：

(1)将高强PE纤维无纬布和碳纤维无纬布根据所需头盔的形状和大小进行裁剪，剪裁后与聚乙烯膜交叉叠合；

(2)放入热压预成型模具中，升温至100～120℃，压力10～20MPa，保温保压5～10分钟使无纬布中的聚乙烯膜软化；

(3)取出迅速放入冷压预成型模具中，压力5～10MPa，保持20～30分钟，得到预成型头盔；

(4)在预成型头盔的内外表面铺覆上浸渍有热固性聚合物树脂的高强玻璃纤维织物，玻璃纤维织物作为加固材料通过热固性聚合物树脂粘附到预成型头盔的内外表面；

(5)将铺覆上加固材料的头盔放入热压成型模具中，升温至120～125℃，升压至20～30MPa，恒温恒压保持30～45分钟；

(6)取出迅速放入冷压成型模具中冷却定型，压力25～30MPa，保持10～15分钟，制得预制盔壳；