[发明专利]一种蜂窝阻隔结构防弹头盔及其制备方法

权利要求书

1.一种蜂窝阻隔结构防弹头盔，其特征在于，从头盔外表面到内表面依次包括蜂窝阻隔层、中间刚性层、内部缓冲层，其中：

所述蜂窝阻隔层由六角形柱状陶瓷微筒内填充短切碳纤维复合材料构成，所述中间刚性层由碳纤维二维编织织物结构浸渍热固性树脂基体制备而成，所述内部缓冲层采用高韧性纤维二维编织结构预制体织物结构增强热塑性树脂基体构成；

所述蜂窝阻隔层的外层还设置有碳纤维热固性复合材料层；

所述内部缓冲层的厚度为2-4mm；

所述蜂窝阻隔层中六角形柱状陶瓷微筒的高度为5-20mm，六角形柱状陶瓷微筒的壁厚为1-3mm；

所用的二维编织织物结构为平纹、斜纹或缎纹；

所述六角形柱状陶瓷微筒为中空结构；

所述六角形柱状陶瓷微筒内填充的材料采用短切碳纤维增强热固性树脂复合材料，碳纤维为T300、T700、T800或T1000，短切长度为3-5mm；

所述蜂窝阻隔层中热固性树脂为酚醛树脂、环氧树脂或不饱和聚酯树脂。

2.根据权利要求1所述的蜂窝阻隔结构防弹头盔，其特征在于，所述蜂窝阻隔层中陶瓷的材质选用氧化铝、碳化硅、氮化硼、碳化硼或氮化硅。

3.根据权利要求1所述的蜂窝阻隔结构防弹头盔，其特征在于，所述中间刚性层中所用的碳纤维为T300、T700、T800或T1000，所用的热固性树脂基体选用环氧树脂、酚醛树脂或不饱和聚酯树脂。

4.根据权利要求1所述的蜂窝阻隔结构防弹头盔，其特征在于，所述内部缓冲层中高韧性纤维选用UHMWPE纤维、芳纶纤维或PBO纤维，二维编织结构为平纹、斜纹或缎纹；

内部缓冲层中热塑性树脂基体选用聚氨酯、聚乙烯、聚醚醚酮或聚苯硫醚。

5.一种权利要求1-4任一所述的蜂窝阻隔结构防弹头盔的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

首先采用高韧性纤维的二维织物浸渍复合热塑性树脂，采用剪裁技术将其叠层铺层，采用模压成型工艺形成内部缓冲层头盔壳体；采用高强度碳纤维二维织物浸渍复合热固性树脂基体形成预浸原料，同样采用剪裁技术叠层并通过模压成型在内部缓冲层头盔壳体外层制备中间刚性层，所用的压制最大压力为25MPa，其中内部缓冲层的热压温度在120-140℃范围内，中间刚性层的热压温度控制在120-160℃范围内；

所述防弹头盔的中间刚性层和内部缓冲层均采用分次热压成型方式制备，在该两层组合成型后，在其最外表面采用胶黏剂粘接拼接形成蜂窝阻隔层整体，之后在蜂窝阻隔层整体外表面以碳纤维浸渍热固性树脂真空导入固化成型形成头盔整体，在内部缓冲层和中间刚性层制备完成后，在中间刚性层表面将单个六角形柱状陶瓷微筒以粘结剂组合粘接，所用的胶黏剂选用环氧树脂、丙烯酸树脂或酚醛树脂粘合剂，粘接过程在25-40℃范围内操作，在六角形柱状陶瓷微筒粘合完成形成蜂窝阻隔层后，在单个六角形柱状陶瓷微筒内填充碳纤维复合材料填充体，最后在最外层包覆一层浸渍热固性树脂的碳纤维二维织物，采用真空导入成型热固化成型方式形成头盔整体结构，其中真空度控制在-0.05到-0.1MPa，固化成型的温度控制在120-160℃，固化时间为0.5-1h。