[發明專利]一種復合材料制成的警用頭盔及其制備方法

有效

• 申請號: 202011444026.7
• 申請日: 2020-12-11
• 公開（公告）號: CN112680861B
• 公開（公告）日: 2022-07-15
• 發明（設計）人: 王山水;孫曉華;尹立新;陳瑞;張玉梅;王麗麗
• 申請（專利權）人: 江蘇恒力化纖股份有限公司
• 主分類號: D03D25/00
• 分類號: D03D25/00;D03D1/00;D03D15/283;D03D13/00;D03D49/06;D03D51/00;D03C9/02;A42B3/00;D06M15/41;D06M101/36
• 代理公司: 上海統攝知識產權代理事務所(普通合伙) 31303
• 代理人: 杜亞

本發明涉及一種復合材料制成的警用頭盔及其制備方法，警用頭盔是由若干層半浸滲芳綸復合材料預浸料組成；半浸滲芳綸復合材料預浸料由3D芳綸纖維平紋布與改性酚醛樹脂組成；3D芳綸纖維平紋布是由經紗和緯紗交織即形成的單層平紋機織物；單層平紋機織物上的所有經紗與任一呈彎曲狀的經紗所在的平面平行，所有緯紗與任一呈彎曲狀的緯紗所在的平面平行；且單層平紋機織物上各處的經密相同，緯密相同；制備方法：采用平紋織造工藝，設定對應的綜眼高度和送經量，制得3D芳綸纖維平紋布；與改性酚醛樹脂復合，得到半浸滲芳綸復合材料預浸料，制成警用頭盔；本發明采用的三維織物在復合成型時不需要裁剪縫合，簡化復合成型工藝，同時有利于提高頭盔的抗沖擊性能。

技術領域

本發明屬于防護設備技術領域，涉及一種復合材料制成的警用頭盔及其制備方法。

背景技術

防暴頭盔是單兵在執行防暴任務的過程中必須佩帶的防護器具，歷來為各國軍隊所重視。防暴頭盔多采用金屬材料制成，用于抵御利器、棍棒、非爆炸性投擲物及化學液體的襲擊，從而對人體的頭部、面部和頸部進行有效防護。

目前，常見的防暴頭盔有兩種。一種是由金屬層盔體和設置在金屬層盔體內的高強纖維織物層盔體構成，該防暴頭盔重量大、剛性太強，不但會使穿戴者的活動能力受到限制，嚴重影響執行任務時動作的發揮。另一種是由塑料層和設置在塑料層盔體內的高強纖維織物層盔體構成，該防暴頭盔的塑料層盔體和高強纖維織物層盔體貼合不夠緊密，塑料層盔體和高強纖維織物層盔體之間會有一定的空隙，空隙的存在無疑會影響頭盔的防彈性能，同時纖維織物層存在一定的密度的不勻，使防暴頭盔非常笨重，舒適性低。

芳綸纖維具有高強度、高模量等特點，因此高強度纖維織物層盔體多采用芳綸纖維織物層。酚醛樹脂具有優良的力學性能、耐熱性能和電絕緣性，而且成型速度快，成本低，是理想的熱固性基體樹脂。

因此，亟待開發一種纖維織物密度均勻、貼合性能好的警用頭盔及其制備方法。

發明內容

本發明的目的是解決現有技術中存在的問題，提供一種復合材料制成的警用頭盔及其制備方法。本發明的警用頭盔中的3D芳綸纖維平紋布的3D形態是通過織造獲得的，不是通過二次加工獲得的，有效避免了層間剪切強度低、易發生分層破壞以及避免二維織物在復合成型時產生褶皺、架空等缺陷。

為了達到上述目的，本發明采用的技術方案如下：

一種復合材料制成的警用頭盔，由若干層半浸滲芳綸復合材料預浸料組成；

半浸滲芳綸復合材料預浸料由3D芳綸纖維平紋布與改性酚醛樹脂組成；

半浸滲芳綸復合材料預浸料中改性酚醛樹脂的質量百分比為8～18％；

3D芳綸纖維平紋布是由經紗和緯紗交織即形成的單層平紋機織物；所述單層平紋機織物的形狀由球冠和延伸面組成；延伸面為沿著球冠的底所在的平面向外延伸形成；所述單層平紋機織物上的所有經紗與任一呈彎曲狀的經紗所在的平面平行；單層平紋機織物上的所有緯紗與任一呈彎曲狀的緯紗所在的平面平行；

所述單層平紋機織物上各處的經密相同，緯密相同。

需注意的是，此處所指的形狀是指忽略機織物表面由經紗和緯紗交織造成的微觀起伏后的形狀。

作為優選的技術方案：

如上所述的一種復合材料制成的警用頭盔，所述球冠的半徑R為8.5～11cm，球冠的高H為6～11cm，且H≤R；

單層平紋機織物的經密λ_經為70～165根/10cm，緯密λ_緯為70～165根/10cm；紗線的纖度越大，相應的經密或者緯密越小；

經紗和緯紗的材質都為對位芳綸；