CN114216370A - 复合材料防弹头盔 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种复合材料防弹头盔，涉及头部防护装备的技术领域。复合材料防弹头盔包括头盔本体、防护罩和绑带；防护罩连接在头盔本体的前侧面，绑带连接头盔本体的底部；头盔本体包括外壳层、防护层和内衬层；外壳层、防护层、内衬层由外至内依次贴合连接；防护层为多种非金属复合材料，包括但不限于碳纤维布，或者凯夫拉纤维布，或者碳纤维布与凯夫拉纤维布的复合材料。解决了现有技术中，头盔因所使用的材料性能制约，一旦头盔损坏，需要花费较长时间修复，无法在现场直接修复的技术问题。本发明的防护层采用碳纤维与凯夫拉纤维复合材料，融合自修复结构体系，实现了防弹头盔轻质高强和损伤原位自修复。

Description

复合材料防弹头盔
技术领域
本发明涉及头部防护装备的技术领域，尤其是涉及一种复合材料防弹头盔。
背景技术
防弹头盔是装备部队作战人员和警察安全防护的关键装备，能够保护人体头部免受流弹、***碎片等的伤害。随着科技的不断进步，防弹头盔也在不断迭代升级，根据材质可分为金属、非金属、金属和非金属复合三种类型。轻量化、高强度、舒适性是防弹头盔的发展必然趋势和要求，而新材料、新结构、新工艺是实现上述要求的关键所在。
防弹头盔受损后的修复对于延长头盔的使用寿命具有重要作用，而当前头盔因所使用的材料性能制约，一旦头盔被损坏，修复则需要花费较长时间，无法在应用现场直接修复使用。
发明内容
本发明的目的在于提供一种复合材料防弹头盔，以解决现有技术中存在的，头盔因所使用的材料性能制约，一旦头盔损坏，需要花费较长时间，无法在现场直接修复的技术问题。
本发明提供的一种复合材料防弹头盔，包括头盔本体、防护罩和绑带；
防护罩连接在头盔本体的前侧面，绑带连接头盔本体的底部；
头盔本体包括外壳层、防护层和内衬层；外壳层、防护层、内衬层由外至内依次贴合连接；
防护层为多种非金属复合材料，包括但不限于碳纤维布，或者凯夫拉纤维布，或者碳纤维布与凯夫拉纤维布的复合材料。
进一步的，防护层为连续碳纤维布和凯夫拉纤维布的复合材料；
连续碳纤维布与凯夫拉纤维布为交叉叠层布置，凯夫拉纤维布相邻两层连续碳纤维布呈垂直布置。
进一步的，连续碳纤维布由实心连续碳纤维和中空连续碳纤维混合而成；
连续碳纤维布中的实心连续碳纤维、中空连续碳纤维之间的数量比在2:1至4:1之间。
进一步的，中空连续碳纤维为双通道中空连续碳纤维，双通道中空连续碳纤维的内部设有并排的两个中空室，两个中空室内分别设有A、B两个组份快速凝固粘结剂中的任意一种；
其中，A组分为丙烯酸改性环氧，或环氧树脂，或含有催化剂及其他助剂；
B组分为改性胺，或其他硬化剂，或含有催化剂。
进一步的，中空连续碳纤维为单通道中空连续碳纤维，单通道中空连续碳纤维的中空纤维内部填充有快速凝固粘结剂；
快速凝固粘结剂为α－氰基丙烯酸乙酯、增粘剂、稳定剂、增韧剂、阻聚剂的混合体。
进一步的，连续碳纤维布为单向连续碳纤维布。
进一步的，外壳层为高强度隔热材料。
进一步的，内衬层为弹性材料且表面设有孔洞，包括但不限于热塑性聚氨酯弹性体橡胶。
本发明提供的一种复合材料防弹头盔，防护罩连接在头盔本体的前侧面，绑带连接头盔本体的底部，整个头盔的结构设计人性化。头盔本体的外壳层、防护层、内衬层由外至内依次贴合连接，使头盔本体的内部分层设计合理，内部结构强度高。防护层为多种非金属复合材料，包括但不限于碳纤维布，或者凯夫拉纤维布，或者碳纤维布与凯夫拉纤维布的复合材料，本发明采用碳纤维与凯夫拉纤维复合材料，融合自修复结构体系，实现了防弹头盔轻质高强和损伤原位自修复，并且碳纤维与凯夫拉纤维复合的防弹头盔对于节约成本、减轻重量具有重要意义，本发明的防弹头盔损伤原位自修复技术对于延长头盔使用寿命、实时保护使用人员安全性意义重大。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例中复合材料防弹头盔的示意图；
图2为本发明实施例中复合材料防弹头盔的局部剖视图；
图3为本发明实施例中第一种防护层的示意图；
图4为本发明实施例中第二种防护层的示意图。
图标：
100-头盔本体； 200-防护罩； 300-绑带；
101-外壳层； 102-防护层； 103-内衬层；
1021-凯夫拉纤维布； 1022-实心连续碳纤维；
1023-双通道中空连续碳纤维； 1024-单通道中空连续碳纤维。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
如图1～4所示，本发明提供的一种复合材料防弹头盔，包括头盔本体100、防护罩200和绑带300；
防护罩200连接在头盔本体100的前侧面，绑带300连接头盔本体100的底部；
头盔本体100包括外壳层101、防护层102和内衬层103；外壳层101、防护层102、内衬层103由外至内依次贴合连接；
防护层102为多种非金属复合材料，包括但不限于碳纤维布，或者凯夫拉纤维布1021，或者碳纤维布与凯夫拉纤维布1021的复合材料。
参照图1，在头盔本体100的前侧面连接防护罩200，利用防护罩200对使用者的脸部位置进行防护。在头盔本体100的底部位置连接绑带300，利用绑带300将头盔本体100固定在使用者的头部，确保头盔本体100的安装位置牢固。
参照图2，头盔本体100采用由外至内的外壳层101、防护层102、内衬层103三层结构，提高头盔本体100的结构稳固性。
参照图3、图4，防护层102为多种非金属复合材料，包括但不限于碳纤维布，或者凯夫拉纤维布1021，或者碳纤维布与凯夫拉纤维布1021的复合材料，本申请采用碳纤维与凯夫拉纤维复合材料，使防护层102融合了自修复的结构体系，实现了防弹头盔轻质高强和损伤原位自修复，确保本申请的防弹头盔具有损伤原位自修复功能，能够延长头盔的使用寿命，实时保护使用人员的安全。
进一步的，防护层102为连续碳纤维布和凯夫拉纤维布1021的复合材料；
连续碳纤维布与凯夫拉纤维布1021为交叉叠层布置，凯夫拉纤维布1021相邻两层连续碳纤维布呈垂直布置。
本申请的防护层102采用上述材料，连续碳纤维布能够降低头盔整体结构的重量，同时，凯夫拉纤维布1021能够确保头盔整体的结构强度高。
进一步的，连续碳纤维布由实心连续碳纤维1022和中空连续碳纤维混合而成；
连续碳纤维布中的实心连续碳纤维1022、中空连续碳纤维之间的数量比在2:1至4:1之间。
本申请的实施例中，实心连续碳纤维1022、中空连续碳纤维之间的数量比为3:1，以保证头盔的损伤原位自修复效率和强度，实现了防弹头盔损伤原位自修复。
进一步的，中空连续碳纤维为双通道中空连续碳纤维1023，双通道中空连续碳纤维1023的内部设有并排的两个中空室，两个中空室内分别设有A、B两个组份快速凝固粘结剂中的任意一种；
其中，A组分为丙烯酸改性环氧，或环氧树脂，或含有催化剂及其他助剂；
B组分为改性胺，或其他硬化剂，或含有催化剂。
本申请的实施例中，参照图3，两个中空室内设置快速凝固粘结剂，能够实现损伤快速原位修复。
进一步的，中空连续碳纤维为单通道中空连续碳纤维1024，单通道中空连续碳纤维1024的中空纤维内部填充有快速凝固粘结剂；
快速凝固粘结剂为α－氰基丙烯酸乙酯、增粘剂、稳定剂、增韧剂、阻聚剂的混合体。
本申请的实施例中，参照图4，在中空纤维内部填充有快速凝固粘结剂，能够实现损伤原位修复。
进一步的，连续碳纤维布为单向连续碳纤维布。
本申请的实施例中，参照图3，连续碳纤维布采用单向连续碳纤维布，能够保证头盔整体结构的力学性能。
进一步的，外壳层101为高强度隔热材料。
本申请的实施例中，参照图2，高强度隔热材料能够提高防弹头盔的舒适性。
进一步的，内衬层103为弹性材料且表面设有孔洞，包括但不限于热塑性聚氨酯弹性体橡胶。
本申请的实施例中，参照图2，弹性材料能够提高防弹头盔的舒适性。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (8)

1.一种复合材料防弹头盔，其特征在于，包括头盔本体(100)、防护罩(200)和绑带(300)；
所述防护罩(200)连接在所述头盔本体(100)的前侧面，所述绑带(300)连接所述头盔本体(100)的底部；
所述头盔本体(100)包括外壳层(101)、防护层(102)和内衬层(103)；所述外壳层(101)、防护层(102)、内衬层(103)由外至内依次贴合连接；
所述防护层(102)为多种非金属复合材料，包括但不限于碳纤维布，或者凯夫拉纤维布(1021)，或者碳纤维布与凯夫拉纤维布(1021)的复合材料。
2.根据权利要求1所述的复合材料防弹头盔，其特征在于，所述防护层(102)为连续碳纤维布和凯夫拉纤维布(1021)的复合材料；
所述连续碳纤维布与凯夫拉纤维布(1021)为交叉叠层布置，所述凯夫拉纤维布(1021)相邻两层连续碳纤维布呈垂直布置。
3.根据权利要求2所述的复合材料防弹头盔，其特征在于，所述连续碳纤维布由实心连续碳纤维(1022)和中空连续碳纤维混合而成；
所述连续碳纤维布中的实心连续碳纤维(1022)、中空连续碳纤维之间的数量比在2:1至4:1之间。
4.根据权利要求3所述的复合材料防弹头盔，其特征在于，所述中空连续碳纤维为双通道中空连续碳纤维(1023)，所述双通道中空连续碳纤维(1023)的内部设有并排的两个中空室，两个中空室内分别设有A、B两个组份快速凝固粘结剂中的任意一种；
其中，A组分为丙烯酸改性环氧，或环氧树脂，或含有催化剂及其他助剂；
B组分为改性胺，或其他硬化剂，或含有催化剂。
5.根据权利要求3所述的复合材料防弹头盔，其特征在于，所述中空连续碳纤维为单通道中空连续碳纤维(1024)，所述单通道中空连续碳纤维(1024)的中空纤维内部填充有快速凝固粘结剂；
所述快速凝固粘结剂为α－氰基丙烯酸乙酯、增粘剂、稳定剂、增韧剂、阻聚剂的混合体。
6.根据权利要求2所述的复合材料防弹头盔，其特征在于，所述连续碳纤维布为单向连续碳纤维布。
7.根据权利要求1所述的复合材料防弹头盔，其特征在于，所述外壳层(101)为高强度隔热材料。
8.根据权利要求1所述的复合材料防弹头盔，其特征在于，所述内衬层(103)为弹性材料且表面设有孔洞，包括但不限于热塑性聚氨酯弹性体橡胶。
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