[发明专利]一种超高分子量聚乙烯复合材料防弹头盔及其制备方法

说明书

本发明涉及一种超高分子量聚乙烯复合材料防弹头盔及其制备方法，包括缓冲层、PE防弹层、增强层，缓冲层、PE防弹层和增强层由内至外依次叠合，在相邻层间涂覆胶黏剂，然后在高温下胶黏热固化。本发明通过独特结构设计及工艺操作，使PE防弹层的抗弹性能得到充分的发挥，大幅度提高防弹头盔的抗弹效果，多层复合的结构设计可以消耗大量的子弹冲击能，同时提高了防弹头盔的缓冲性能，显著降低头盔在子弹侵彻后的弹痕高度。本发明的头盔不仅面密度低(≤8.5kg/m²)，同时具有出色的抗凹陷性能，按照公安部标准《GA 293－2012警用防弹头盔及面罩》，采用1951年式7.62mm手枪弹(铅芯弹)对防弹头盔进行五发子弹的射击试验，五发子弹侵彻造成的动态凹陷值都低于25mm。

技术领域

本发明涉及防弹头盔技术领域，特别涉及一种超高分子量聚乙烯复合材料防弹头盔及其制备方法。

背景技术

目前应用最广泛的轻质复合防弹头盔主要包括芳纶复合盔和PE复合盔两大类。相比之下，PE复合盔具有轻质、价格低廉等优点，是超轻质防弹头盔发展的主流方向之一。但现有的PE头盔因为采用整体成型工艺，难以做到在头盔的全部迎弹面都充分发挥PE防弹材料的防护性能，导致其抗弹防护等级较低，难以抵御手枪子弹的侵彻或者在子弹侵彻过程中产生过大的动态凹陷值。此外，由PE单一成分组成的头盔刚性较低，不能满足特定客户的需求。

发明内容

本发明的第一个目的是提供一种超高分子量聚乙烯复合材料防弹头盔，解决了现有PE头盔防弹性能较差、动态凹陷较大的问题。

本发明的上述目的是通过以下技术方案得以实现的：一种超高分子量聚乙烯复合材料防弹头盔，包括缓冲层、PE防弹层、增强层，所述缓冲层、PE防弹层和增强层由内至外依次叠合，在相邻层间涂覆胶黏剂，然后在高温下胶黏热固化。

作为优选，所述PE防弹层包括内外两层PE壳体，每层PE壳体分别包括五个模块，五个模块分别为头盔顶部模块和位于头盔四周的四个头盔侧部模块。

作为优选，外层PE壳体的头盔顶部模块的投影高度占整个头盔投影高度的1/6-1/7，内层PE壳体的头盔顶部模块的投影高度比外层壳体的头盔顶部模块大30-40mm；

作为优选，内外两层壳体的五个模块的连接缝相距大于或等于30mm。

作为优选，所述缓冲层由玻璃纤维复合材料组成。

作为优选，所述增强层由碳纤维复合材料、芳纶纤维复合材料、玻璃纤维复合材料的一种或多种组成。

作为优选，所述缓冲层、PE防弹层、增强层的面密度比例为1:5-7:1。

本发明的第二个目的是提供一种超高分子量聚乙烯复合材料防弹头盔。

本发明的上述目的是通过以下技术方案得以实现的：一种超高分子量聚乙烯复合材料防弹头盔的制备方法，包括如下步骤：

步骤一，将头盔的PE防弹层分割为内外两层，每层包含五个模块，五个模块分别为头盔顶部模块和位于头盔四周的四个头盔侧部模块；

步骤二，在模具中将多层PE防弹材料叠加，在120-128℃和20-30MPa压力下高温保压25-30min，然后保持压力不变，降温至30-40℃，继续保压5-10min，得到相应的PE 防弹层的五个模块；

步骤三，将同一组的五个模块按照防弹头盔的形状组合在一起，放入定位模具内腔，并在相邻的模块之间涂上一层热塑性胶层，在定位模具中固化成型后取出，分别得到内、外两层PE壳体；