[发明专利]层间强化复合材料防弹头盔的制备方法

权利要求书

1.一种层间强化复合材料防弹头盔的制备方法，其特征在于，包括二维混杂纤维预浸料的预处理及柱孔定位、复合材料预浸料压制成型、柱塞复合强化、整体刚性外层制备四个步骤；

所述二维混杂纤维预浸料采用高性能纤维混杂浸渍热塑性树脂粘合剂制备，所述热塑性树脂粘合剂采用热塑性胶液浸渍方式与纤维复合或者热塑性胶膜热压方式与纤维进行复合；

所述二维混杂纤维预浸料的柱孔定位方式，采用切割方式进行预浸料柱孔加工，采用该种加工方式的二维混杂纤维预浸料在防弹头盔的眉心、后脑、左右侧耳和头顶位置进行单层预浸料的孔状剪裁，孔的形状采用圆形、椭圆形、方形、六角形中的一种，在单层预浸料预留孔切割完成后，进行叠层铺设，其中将预浸料单层铺设在铺设工装上，工装的预留定位位置装入石蜡柱塞，将单层预浸料按孔位置在铺设头模工装表面进行铺设，达到预定铺设层数后，将嵌入石蜡定位柱塞的叠层预浸料取下；

所述复合材料预浸料压制成型是将叠层预浸料固定在头盔成型模具的阳模上，之后进行头盔压制，压制成型的压力控制在15-25MPa之间，成型温度控制在120-150℃范围内，成型过程中，定位石蜡柱塞随加热而熔化；

所述柱塞复合强化的方式，待复合材料预浸料头盔成型后，在柱孔位置嵌入预先加工好的刚性柱塞，刚性柱塞采用均质柱塞或复合材料编织柱塞，其中：

所述均质柱塞的材质为碳化硅、碳化硼、氧化铝、高强度不锈钢或特种高锰钢，所述刚性柱塞表面涂刷高强度树脂粘合剂之后，塞入柱孔内并采用真空导入固化形式进行固化，固化在室温下进行；

所述复合材料编织柱塞采用高强度纤维的三维编织结构，其中，纤维采用碳纤维、芳纶纤维、碳化硅纤维、氧化铝纤维中的一种，三维编织结构采用三维四向、三维五向、三维六向、三维七向中的一种，在编织体成型后塞入柱孔位置，之后采用真空导入将树脂粘合剂注入柱孔三维编织柱塞内固化成型，固化在室温下进行，在真空导入成型过程中的真空度控制在0.06-0.1MPa之间。

2.根据权利要求1所述的层间强化复合材料防弹头盔的制备方法，其特征在于，所述热塑性树脂粘合剂采用聚乙烯、聚氨酯、EAA、EEA、聚丙烯、聚碳酸酯中的一种，所述热塑性树脂粘合剂的含量为15％～30％。

3.根据权利要求2所述的层间强化复合材料防弹头盔的制备方法，其特征在于，所述高性能纤维为混杂纤维混杂防弹纤维，其中：

所述混杂纤维采用碳纤维、碳化硅纤维、氧化铝纤维、碳化硼纤维中的一种；

所述防弹纤维为UHMWPE纤维、芳纶纤维中的一种；

所述混杂纤维与所述防弹纤维的比例控制在1:2～1:15之间。

4.根据权利要求3所述的层间强化复合材料防弹头盔的制备方法，其特征在于，所述二维混杂纤维预浸料采用单向纤维排布混杂形式，或者采用二维平纹、斜纹、缎纹中的一种织物形式。

5.根据权利要求1所述的层间强化复合材料防弹头盔的制备方法，其特征在于，孔的切割方式采用水刀切割、激光切割、电热切割中的一种或多种。

6.根据权利要求1所述的层间强化复合材料防弹头盔的制备方法，其特征在于，所述整体刚性外层制备的方式，采用高强度碳纤维、芳纶纤维的二维织物，采用平纹、斜纹、缎纹中的一种，采用热固性树脂粘合剂进行真空导入固化成型，该热固性树脂粘合剂为环氧树脂、酚醛树脂、不饱和聚酯树脂中的一种，固化成型的真空度控制在0.06-0.1MPa之间。