技术领域
[0001] 本
发明属于防弹防护设备材料技术领域，涉及一种防弹头盔的制备方法。
背景技术
[0002] 近年来，恐怖袭击在各国不断发生，各国人员都加大了对安全防护领域的研发
力度。在我国随着社会经济的发展，人们安全防护意识的提高，安全防护装备需求越来越大，国家在“十二五”规划当中也明确指明对公共安全领域加大扶持力度。为了有效地防止恐怖事件的发生，必须对严重犯罪行为进行有力的打击。针对这些恶性恐怖事件的特殊性，必须加强对我们的公安干警和安保人员的保护，特别是头部的保护，以避免在执行任务时对他们产生伤亡，造成更为恶劣的影响；战士在战场打仗时同样需要佩戴防弹头盔，以保护头部不受子弹及破片的伤害。市场上的防弹头盔包括两类即金属和非金属：金属防弹头盔虽然价格便宜，但盔壳较重，佩戴不舒服；非金属防弹头盔主要是由芳纶Ⅱ制作，虽然芳纶Ⅱ制作的防弹头盔解决了金属头盔的缺点，但由于芳纶Ⅱ
纤维的
弹性模量及
抗拉强度受限，使头盔的弹击效果在特定的条件下不是很好，头盔的击凹陷较大，不能满足标准要求；以往的成型方式就首先要把芳纶布料铺到凹模中，旋转搭接铺料，这样就需要料片大于头盔盔壳尺寸，即要有部分料片在模具外，才能保证盔壳尺寸和便于托模。
发明内容
[0003] 针对上述问题，本发明的目的是提供一种防弹头盔的制备方法，该方法依次包括如下步骤：
[0004] 原料种类：芳纶Ⅱ
[0005] 种类：帝人公司的TWARON纤维2000型，线
密度1680DTEX
[0006] 面密度：400-420g/m2
[0007] 预浸(涂胶)含胶量：11-15％，面密度：440-470g/m2；
[0008] 芳纶Ⅲ
[0009] 种类：中蓝晨光公司的杂环芳纶STARAMID F-368H-340，
线密度200±3％Tex[0010] 幅宽：1.31m
[0011] 面密度：345±5％g/m2
[0012] 经纬密度：8*8(根/cm)
[0013] 织物强度：经向≥17KN/5cm，纬向≥20KN/5cm；
[0014] (1)下料：在样板上制作排料图，按照排料图在芳纶布上画线，用自动磨刀剪裁机按上述所画线裁剪，将所得料片编号排序，共16层，其中排料图的排料顺序为1-8号为芳纶Ⅱ，8-16号为芳纶Ⅲ；
[0015] (2)糊型：将步骤(1)中排序好的料片搭接紧密，每层之间的搭缝错开，后一片的起始与前一片的结尾搭接宽度不大于2-6mm,搭接好后采用操作
温度为180-280℃的热
风枪进行糊制，糊制后从下向上开启，取出产品；
[0016] (3)预压：将步骤(2)中糊制成型的产品放入液压机中进行预压初步定型，液压机的压力设定为10～20MPa，温度设定为55～105℃，预压时间为1～8min；
[0017] (4)裁边：利用带锯裁剪机按线裁去多余的部分，得到盔体；
[0018] (5)成型：将步骤(4)得到的盔体放入液压机成型模内进行
压制成型，压制过程采用凸模在下，凹模在上的方式，其中压制参数为：压力130～210㎏/cm2,温度：上模145～170℃,下模145～170℃,总时间45min；
[0019] (6)修边：将上述成型后的盔体用带锯裁剪机裁去
飞边，切割整齐；
[0020] (7)钻孔：用胎具在上述盔体外侧标记钻孔
位置，采用手电钻钻孔，孔的直径为4～6mm，孔位：盔体左右两侧各两个，盔体前面正中设有两个，共六个；
[0021] (8)粘封边胶条：用毛刷将胶条内表面涂胶，涂胶均匀，用胶量为1～2g/cm2,放置15～20min后进行粘接，胶条选用氯丁
橡胶，所述胶粘剂中参有
固化剂，且胶粘剂与固化剂的体积比为100：1；
[0022] (9)
表面处理：清除由粘条遗留在盔体表面的胶黏剂，及其他污染物；
[0023] (10)内表面喷漆：封边胶条内端口边缘与盔体内表面交界处
喷涂料，涂料宽度为0.5～1.0mm，涂料选用双组分喷涂聚脲涂料，其由两个组分组成，其中A组分分为多元醇组分，B组分为异氰酸酯组分，A组分和B组分按体积比1：1配比，喷涂工艺参数：(A组分)：(B组分)＝1：1配比，喷涂温度为50-80℃，喷涂压力1000-1500psi，喷涂圈数2-5圈，转数4-7r/min，A组分压力120-170psi，B组分压力120-170psi；
[0024] (11)上帽衬：头盔里侧中间及两侧粘上粘钩后，粘上帽
衬垫,帽衬垫周边封合牢固，封边宽度不得小于3mm；
[0025] (12)外表面喷漆：所用涂料为双组分喷涂聚脲涂料，所述涂料由两个组分组成，其中A组分分为多元醇组分，B组分为异氰酸酯组分，A组分和B组分按体积比1：1配比,喷涂温度为50-80℃，喷涂压力1000-1500psi，喷涂圈数为2-5圈，转数4-7r/min，A组分料压力120-170psi，B组分料压力120-170psi，涂料厚度不得超过0.6mm，盔体外表面漆面
造粒粒径为
1mm；
[0026] (13)检验：检验盔体外形尺寸和厚度；
[0028] 本发明的有益效果
[0029] 盔体各层搭接要紧密，牢固不松散；盔体外观左右对称，盔体饱满；帽衬结构
定位准确，可调节部位调整灵活，扣解方便；利用芳纶Ⅲ制作防弹头盔盔壳，增加了头盔防弹性能，减轻了头盔的
质量。减轻头盔的重量，提高头盔的防弹性能，同等重量的头盔(防弹等级为公安部二级)凹陷由30mm减少到25mm以内，有的凹陷只有7、8mm。
[0030] 成型压制的方式不同，芳纶布用量少，头盔盔壳成型采用凸模在下凹模在上的方式，以往的头盔采用凹模在下，凸模在上的方式来压制头盔盔壳；对于芳纶布用量来说，凸模在下凹模在上的压制方式要比凹模在下凸模在上的压制盔壳方式芳纶布用量少很多，这样将大大降低芳纶布用量。
[0031] 对于芳纶防弹头盔的防弹性能，取决于头盔的成型压制工艺。芳纶防弹头盔的防弹性能的好坏由芳纶布的性能和涂层酚
醛树脂共同影响，成型工艺起到决定性作用，在头盔成型过程中，压力、温度、时间共同制约着头盔的防弹性能，为此我们制定了特定的时间、温度、压力，使在此工艺下压制的头盔盔壳具有结构致密性、性能
稳定性，环境适应性等特点。
附图说明
具体实施方式
[0033] 下面结合具体
实施例对本发明作进一步阐述，但本发明并不限于以下实施例。所述方法如无特别说明均为常规方法。所述原材料如无特别说明均能从公开商业途径获得。
[0034] 实施例1
[0035] 制作防弹头盔的工艺流程如下：
[0036] 1、下料：
[0037] 按照要求用铅笔在芳纶布上按样板画线，共十六种规格，再用自动磨刀剪裁机，按线裁剪。1-8号为芳纶Ⅱ，9-16号为芳纶Ⅲ，最后利用带锯裁剪机对1-16号进行裁剪修边。
[0038] 技术标准：
[0039] (1)按照要求进行排版下料。
[0040] (2)将料片按规定要求进行层数标记。
[0041] 工艺要求：
[0042] (1)铺布时布边应以一侧为齐，裁剪顺序应以先裁小片为准。
[0043] (2)剪裁时应严格按线裁剪，防止走刀、出现割线不齐整现象。
[0044] (3)将剪裁完后的各片按技术要求进行层数标记组合。
[0045] 芳纶Ⅱ和芳纶Ⅲ在头盔盔壳纤维中构成的比例数为1:1；
[0046] 所述纤维结构为表
面层为芳纶Ⅲ，里面层为芳纶Ⅱ，充分利用的芳纶Ⅲ的高模量、高抗拉强度的性能，也利用了芳纶Ⅱ优质的性价比高性能。
[0047] 芳纶Ⅱ和芳纶Ⅲ与
酚醛树脂都具有很好的结合性，利用酚醛树脂将芳纶Ⅱ和芳纶Ⅲ固定成型，充分发挥了纤维的性能。
[0048] 2、糊型：
[0049] 工艺:在模具工装上利用热风枪糊制。
[0050] 技术标准：
[0051] (1)工艺参数：热风枪操作温度为190℃。
[0052] (2)料片由小到大共16层，按先后顺序
叠加糊制。
[0053] (3)每层在搭接时应按顺序进行，搭接抻拉适度，前后左右定位准确。
[0054] (4)糊好的盔体各层搭接要紧密，牢固不松散。
[0055] (5)糊制之后取盔时要用工具小心从下向上开启，不可用手直接从里向外扣取，[0056] 以免导致盔口过大无法预压。
[0057] 工艺要求：
[0058] (1)每层每片搭接时按层次顺序进行，不准颠倒。
[0059] (2)每层之间的搭缝应错开，防止贯穿缝的产生，后一片的起始要与前一片的结尾对接好，或搭接不大于3mm。
[0060] (3)各层粘合牢固、圆顺、不得有褶皱、松散脱层现象。
[0061] (4)严禁将胶及织物烤焦。
[0062] (5)糊好的盔体要轻拿轻放，遮盖避光、避湿保存，防止盔体散落；防止
水及灰尘落入。
[0063] 3、预压:
[0064] 工艺:将糊制成型的产品放入液压机内进行预压初步定型。
[0065] 技术标准:
[0066] 工艺参数：压力17MPa；温度65±2℃；时间1min。
[0067] 工艺要求：
[0068] 盔体应
压实，不应出现褶皱、脱皮、起泡现象。
[0069] 4、裁边:
[0070] 工艺:将预压后的产品用带锯裁剪机按线裁去多余的部分。
[0071] 技术标准：
[0072] 盔体经初压后切边，切口平整，边缘整齐顺直，弧线流畅。
[0073] 工艺要求：
[0074] (1)切边应顺直，边缘无偏歪、缺口、虚边及缺层少肉现象。
[0075] (2)盔体外观左右对称，盔体饱满。
[0076] 5、成型:
[0077] 工艺:
[0078] 将预压成型经过裁边、外表面涂胶且晾干了的产品放入液压机成型模内进行压制成型。
[0079] 技术标准：
[0080] 工艺参数:压力190㎏/cm2,温度上模155±2℃,下模158±2℃,总时间45min；工艺要求：
[0081] (1)盔体应压实，用电木锤敲打盔体表面应有清脆的实心声响，不应出现褶皱、起泡现象。
[0082] (2)从模具内取放成型制件时注意避免摔碰盔壳，以免造成盔体尺寸
变形。
[0083] 6、修边:
[0084] 工艺:将成型后的产品用带锯裁剪机裁去飞边。
[0085] 工艺要求：切割整齐。(不得有多料、缺料现象)。
[0086] 7、钻孔:
[0087] 工艺:用胎具在盔体外侧用记号笔标记钻孔位置。用手电钻按技术要求钻孔。技术标准：
[0088] (1)在盔体下部用手电钻开φ5.5mm孔。
[0089] (2)孔位：前正中两个，左右两侧各二个，共六个。
[0090] 工艺要求：
[0091] 按定位开孔，不得偏歪、毛刺切割干净，左右孔对称。
[0092] 8、粘封边胶条：
[0093] 工艺：用
砂纸对黏结胶条的盔口处及胶条进行打磨处理，用8或9号油画笔双面涂胶，要求涂胶均匀，放置15分钟后(不黏手为宜)进行粘接。
[0094] 胶条材质：氯丁橡胶。
[0095] 胶粘剂：氯丁胶309胶粘剂。胶黏剂与固化剂比例为100:1。
[0096] 工艺参数：用胶量1g/cm2，达到最初黏力的黏结时间15min。
[0097] 胶条外观应光滑，直线与弧线过渡自然流畅。
[0098] 工艺要求：
[0099] (1)用砂纸对黏结胶条的盔口处及胶条内表面进行打磨处理，双面涂胶。
[0100] (2)表面无划伤，溢料、飞边应修饰干净。
[0101] (3)粘合无开裂、虚粘、褶皱、偏歪、虚边及凸凹不平现象。
[0102] (4)胶条与盔壳粘接牢固，直弧过渡自然、宽窄一致。
[0103] 9、表面处理：
[0104] 用干抹布清除由粘胶条遗留在表面的胶黏剂，以及其他污染物；避免用裸手、脏手套和袜布
接触被涂漆面，确保被涂面无油、水、
硅油及其他漆雾等附着，做到表面光洁，以免影响喷漆效果，用高压风枪把盔壳内外表面的附着污物吹干净。
[0105] 10、内表面喷漆:
[0106] 双组分喷涂聚脲涂料SPUA。其由两个组分组成，其中A组分分为多元醇组分，B组分为异氰酸酯组分，A组分和B组分按体积比1：1配比。经专用聚
[0107] 脲喷涂设备施工，其迅速固化形成高强度、高弹性的涂层。宽度：5—10mm，漆膜厚度：以不漏盔体内表面
颜色为标准。
[0108] 工艺参数：(A组分)：(B组分)＝1：1配比，喷涂温度为70℃，喷涂压力1400psi，喷涂圈数4圈，转数4r/min，A料压力150psi，B料压力150psi。
[0109] 喷涂技术要求：
[0110] (1)盔壳在喷涂前用高压风枪把盔壳内外表面的附着污物吹干净。
[0111] (2)保证AB两组分管路料压一致。
[0112] (3)喷涂时保证盔体漆面均匀不得有漏漆流漆气孔等现象。
[0113] (4)漆皮厚度不得超过0.6mm。
[0114] (5)盔体内表面漆面要平整光滑。
[0115] 11、上帽衬：
[0116] 技术标准：
[0117] (1)结构定位准确，可调节部位调整灵活，扣解方便。
[0118] (2)帽衬织带断带采用热熔，防止出现毛纱。
[0119] (3)头盔前后侧粘接发泡材质
缓冲层。
[0120] (4)头盔里侧中间及两侧粘上粘钩后，粘上帽衬垫。
[0122] (6)调节圈调节钮在头盔后侧。
[0123] 安装上帽衬后检验其达到以下标准：
[0124] (1)用手抻拉插扣不应脱扣。
[0125] (2)缝纫部位不应有大于1mm线头及跳线、开线、甩套、反线等现象。
[0126] (3)用螺丝刀拧紧固螺钉，不应有松动及乱扣现象。
[0127] (4)帽衬垫周边封合牢固，封边宽度不得小于3mm；包布不得有破损、污迹。12、外表面喷漆
[0128] 双组分喷涂聚脲涂料SPUA。其由两个组分组成，其中A组分分为多元醇组分，B组分为异氰酸酯组分，A组分和B组分按体积比1：1配比。经专用聚
[0129] 脲喷涂设备施工，其迅速固化形成高强度、高弹性的涂层。宽度：5—10mm，漆膜厚度：以不漏盔体内表面颜色为标准。
[0130] 工艺参数：(A组分)：(B组分)＝1：1配比，喷涂温度为70℃，喷涂压力1400psi，喷涂圈数4圈，转数4r/min，A料压力150psi，B料压力150psi。
[0131] 喷涂技术要求：
[0132] (1)盔壳在喷涂前用高压风枪把盔壳内外表面的附着污物吹干净。
[0133] (2)保证AB两组分管路料压一致。
[0134] (3)喷涂时保证盔体漆面均匀不得有漏漆流漆气孔等现象。
[0135] (4)漆皮厚度不得超过0.6mm。
[0136] (5)盔体内表面漆面要平整光滑。
[0137] (6)盔体外表面漆面糙粒是颗粒要大小均匀一致，不得有光面及流漆现象。
[0139] 13、检验：
[0140] 按上述步骤制作好的盔体：按照相应的标准检测头盔尺寸，盔体外形尺寸和厚度应在产品图纸规定的公差范围内。
[0141] 盔体内外表面应平整、光滑、个别皱褶深度不得大于0.5mm。
[0142] 盔体
层压内部不允许有气泡，外表面个别直径小于5mm，深度不超过两层布的气泡允许返修。
[0143] 中号成品重量(含盔罩)应≤1400g；大号成品重量(含盔罩)应≤1500g[0144] 14、包装：
[0145] 单顶盔用拷贝纸包好，连同产品合格证、产品使用
说明书和防潮硅胶袋一同置于聚乙烯塑料袋内，经热合机封口密封包装。密封好的包装应具有防水、防潮、防透气性能要求；每五顶头盔一摞侧向放入内包装箱中；外包装采用聚丙烯塑料打包带沿井字形方向扎紧，要求打正、牢固、松紧适度；加固包装应在纸箱外增包聚丙烯塑料编制布一层。
[0146] 实施例2
[0147] 利用芳纶Ⅱ和芳纶Ⅲ混合制作的实施例1中所述防弹头盔的弹击结果如下表：
[0148] 公安部二级，51式7.62mm手枪弹(铅芯)
[0149]序号 弹击部位 弹速(m/s) 穿否 凹陷(mm)
1 前部 454.143 防 24.8
2 左部 453.892 防 7.4
3 后部 436.015 防 10.4
4 右部 439.560 防 7.4
5 顶部 444.543 防 8.4
[0150] 市面上利用芳纶Ⅱ制作的防弹头盔的弹击结果如下表：
[0151] 公安部二级，51式7.62mm手枪弹(铅芯)
[0152]序号 弹击部位 弹速(m/s) 穿否 凹陷(mm)
1 前部 450.143 防 32
2 左部 453.9 防 20
3 后部 436.0 防 17
4 右部 439.6 防 18
5 顶部 443.235 防 23
[0153] 从上述量表中数据可以看出凹陷明显减小，头盔凹陷的大小是衡量头盔防弹性能的直接标准，也是衡量头盔质量的重要指标，因为头盔弹击凹陷过大，会对人体头部造成二次伤害，直接威胁到生命健康，所用头盔凹陷是衡量头盔质量好坏的重要标志。
