本发明涉及军用头盔技术领域，具体涉及一种防暴头盔及其制备方法。
背景技术：
防暴头盔是单兵在执行防暴任务的过程中必须佩带的防护器具，历来为各国军队所重视。防暴头盔多采用金属材料制成，用于抵御利器、棍棒、非爆炸性投掷物及化学液体的袭击，从而对人体的头部、面部和颈部进行有效防护。如今在新的反恐、防暴形势下，中央军委装备发展部对防暴头盔提出了更高的需要，要求防暴头盔还有具有一定的防弹功能，即具有防护97-1式霰弹枪发射97式18.4mm杀伤弹的能力。
目前，常见的防暴头盔有两种。一种是由金属层盔体和设置在金属层盔体内的高强纤维织物层盔体构成，该防暴头盔重量大、刚性太强，不但会使穿戴者的活动能力受到限制，严重影响执行任务时动作的发挥，受到子弹冲击后，还存在跳弹二次伤人的危险。另一种是由塑料层和设置在塑料层盔体内的高强纤维织物层盔体构成，该防暴头盔的塑料层盔体和高强纤维织物层盔体贴合不够紧密，塑料层盔体和高强纤维织物层盔体之间会有一定的空隙，空隙的存在无疑会影响头盔的防弹性能，在复杂环境下，防弹性能不稳定，从而使防弹性能大打折扣；塑料层盔体的强度、延展性和耐穿透性能较差，在子弹冲击力作用下，最大变形量和剩余变形量均较大，塑料层盔体有较多碎片脱落，而现有的高强度纤维织物层盔体厚度较厚，使防暴头盔非常笨重，舒适性低。
芳纶纤维具有高强度、高模量等特点，因此高强度纤维织物层盔体多采用芳纶纤维织物层。酚醛树脂具有优良的力学性能、耐热性能和电绝缘性，而且成型速度快，成本低，是理想的热固性基体树脂。但酚醛树脂也存在韧性差、易脆裂的缺陷，不能充分发挥芳纶纤维的高强度和高模量特点，制成的高强纤维织物层盔体气孔率高、质量重、结构强度低、防弹性能降低。
技术实现要素：
为了解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种防暴头盔及其制备方法，有效抵御子弹、利器、棍棒、非爆炸性投掷物及化学液体的袭击，从而对人体的头部、面部和颈部进行有效防护。
本发明所采用的技术方案是：一种防暴头盔，包括内盔体和套设在内盔体上的外盔体，内盔体和外盔体通过粘结剂粘结在一起，所述外盔体由pc/abs合金粒料熔融后注塑成型制作，所述内盔体由多层浸渍改性酚醛树脂的芳纶纤维织物层模压定型制作；所述pc/abs合金粒料按照重量份数是由80-90份pc、55-65份abs、2-5份聚乙烯接枝马来酸酐、3-4份改性海泡石纤维、0.5-1份无机填料、0.5-1份抗静电剂、0.2-0.4份分散剂和0.2-0.4份抗氧化剂混合均匀后置于双螺杆螺旋机中经熔融挤出造粒制得；所述改性海泡石纤维按照重量份数是将50-60份海泡石纤维、1-2份氧化铈和100-120份去离子水混合后放入研磨机中研磨30-60min，再将研磨后的混合物烘干直至水分去除，然后将烘干后的混合物与1-2份氢氧化钙混合均匀并在氮气氛围下于1h内由90℃逐步升温到550-600℃，煅烧2-2.5h后冷却至室温制得；所述改性酚醛树脂按照重量份数是将25-30份的甲氧基二甲苯单体、25-30份苯二酚和0.8-1.5份20wt％二壬基萘二磺酸混合后于130-135℃下反应2h，降温冷却后加入0.8-1.5份20wt％氨水和15-20份甲乙酮，并在0.7kpa的真空下脱水反应至透明后制得。
所述无机填料为六硅酸镁。
所述粘结剂按照重量份数是由50-75份氯丁橡胶、2-4份硅酸镁铝、30-45份甲基丙二酸二乙酯、5-6份呋喃树脂、5-6份环氧树脂和20-25份苯乙烯混合制成。
所述制备pc/abs合金中双螺杆螺旋机的双螺杆停留时间为1.5-2min，主机转速为300-400rpm，双螺杆螺旋机的各区温度分别为：一区温度215℃，二区温度220℃，三区温度230℃，四区温度235℃，五区温度230℃，六区温度230℃。
所述改性酚醛树脂浸渍芳纶纤维织物层的浸渍率为7.5％-9.5％。
所述的一种防暴头盔的制备方法，包括以下步骤：
步骤一、将pc/abs合金粒料放入搅拌机中并在110-120℃温度下搅拌熔化得到熔融物，然后采用115-125mpa的注塑压力将熔融物注入模具中，维持保压压力在65-80mpa，保压维持时间为0.5-0.6s，即得到外盔体，所述模具温度为80-90℃，背压为6mpa；；
步骤二、将多层浸渍改性酚醛树脂的芳纶纤维织物层叠层模具中热压得到内盔体，热压温度为120-140℃，热压压力为15-25mpa，热压时间为10-20min；
步骤三、将得到的内盔体的外表面和外盔体的内表面上涂抹粘结剂，然后将内盔体和外盔体粘结在一起，即得到头盔半成品；
步骤四、将头盔半成品经修边和喷漆，制得防暴头盔。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：所制成的防暴头盔重量小于1.7kg，耐穿透性能强，能承受3kg的钢锥以106j能量的穿刺。向防暴头盔侧向施加430n压力后，最大变形量小于40mm，剩余变形量小于15mm，盔壳没有碎片脱落。具有抵御97-1式霰弹枪发射97式18.4mm杀伤弹的能力。本发明所述的防暴头盔有效抵御子弹、利器、棍棒、非爆炸性投掷物及化学液体的袭击，从而对人体的头部、面部和颈部进行有效防护。
防暴头盔由外盔体和内盔体通过粘结剂粘结在一起，外盔体采用pc/abs合金板材模压定型制作，该pc/abs合金除了采用常规的pc、abs、聚乙烯接枝马来酸酐等常规的成分外，还添加有改性海泡石纤维，海泡石纤维的晶体结构中两层硅氧四面体中间夹一层镁氧八面体，形成2:1型的层状结构单元，其四面体层是连续的，层中活性氧的指向周期性的发生倒转。八面体层形成上下层相间排列的通道，通道的取向与纤维轴一致，允许水分子、金属阳离子、有机小分子等进入其中，海泡石经改性后，所述通道变大，从而制成的pc/abs合金具有良好的孔结构，粘结剂渗入到孔结构中，从而使外盔体和内盔体之间连接强大更大，没有空隙，贴合紧密。粘结剂中添加有硅铝酸镁，流动性大大提高，能均匀喷涂和快速渗入。
经改性后的海泡石重量更轻，并使制成的pc/abs合金硬度分散更平稳，延展性提高，在向外盔体侧向施加430n压力后，没有碎片脱落。pc/abs合金中的无机粉体采用质轻的六硅酸镁，使pc/abs合金抗压性能提高，能承受3kg的钢锥以106j能量的穿刺。
内盔体由多层浸渍改性酚醛树脂的芳纶纤维织物层模压定型制作，改性后的酚醛树脂韧性高，固化后不易脆裂，从而使芳纶纤维充分发挥其高强度和高模量特点，制成的内盔体气孔率低、质量轻、结构强度高、防弹性能大大提高。
具体施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步的阐述，本发明的保护范围不局限于以下实施例。实施本发明的过程、条件、试剂等，除以下专门提及的内容之外，均为本领域的普遍知识和公知常识，本发明没有特别限制内容。
实施例1
一种防暴头盔，包括内盔体和套设在内盔体上的外盔体，内盔体和外盔体的形状相同，且外盔体的尺寸略大于内盔体的尺寸，内盔体和外盔体通过粘结剂粘结在一起，所述外盔体由pc/abs合金粒料熔融后注塑成型制作，所述内盔体由多层浸渍改性酚醛树脂的芳纶纤维织物层模压定型制作；所述pc/abs合金粒料按照重量份数是由80份pc、55份abs、2份聚乙烯接枝马来酸酐、3份改性海泡石纤维、0.5份无机填料、0.5份抗静电剂、0.2份分散剂和0.2份抗氧化剂混合均匀后置于双螺杆螺旋机中经熔融挤出造粒制得；所述改性海泡石纤维按照重量份数是将50份海泡石纤维、1份氧化铈和100份去离子水混合后放入研磨机中研磨30min，再将研磨后的混合物烘干直至水分去除，然后将烘干后的混合物与1份氢氧化钙混合均匀并在氮气氛围下于1h内由90℃逐步升温到550℃，煅烧2h后冷却至室温制得；所述改性酚醛树脂按照重量份数是将25份的甲氧基二甲苯单体、25份苯二酚和0.8份20wt％二壬基萘二磺酸混合后于130℃下反应2h，降温冷却后加入0.8份20wt％氨水和15份甲乙酮，并在0.7kpa的真空下脱水反应至透明后制得。
所述无机填料为六硅酸镁。
所述粘结剂按照重量份数是由50份氯丁橡胶、2份硅酸镁铝、30份甲基丙二酸二乙酯、5份呋喃树脂、5份环氧树脂和20份苯乙烯混合制成。
所述制备pc/abs合金中双螺杆螺旋机的双螺杆停留时间为1.5min，主机转速为300rpm，双螺杆螺旋机的各区温度分别为：一区温度215℃，二区温度220℃，三区温度230℃，四区温度235℃，五区温度230℃，六区温度230℃。
所述改性酚醛树脂浸渍芳纶纤维织物层的浸渍率为7.5％。
上述的一种防暴头盔的制备方法，包括以下步骤：
步骤一、将pc/abs合金粒料放入搅拌机中并在110℃温度下搅拌熔化得到熔融物，然后采用115mpa的注塑压力将熔融物注入模具中，维持保压压力在65mpa，保压维持时间为0.5s，即得到外盔体，所述模具温度为80℃，背压为6mpa；
步骤二、将多层浸渍改性酚醛树脂的芳纶纤维织物层叠层模具中热压得到内盔体，热压温度为120℃，热压压力为15mpa，热压时间为10min；
步骤三、将得到的内盔体的外表面和外盔体的内表面上涂抹粘结剂，然后将内盔体和外盔体粘结在一起，即得到头盔半成品；
步骤四、将头盔半成品经修边和喷漆，制得防暴头盔。
实施例2
一种防暴头盔，包括内盔体和套设在内盔体上的外盔体，内盔体和外盔体的形状相同，且外盔体的尺寸略大于内盔体的尺寸，内盔体和外盔体通过粘结剂粘结在一起，所述外盔体由pc/abs合金粒料熔融后注塑成型制作，所述内盔体由多层浸渍改性酚醛树脂的芳纶纤维织物层模压定型制作；所述pc/abs合金粒料按照重量份数是由85份pc、60份abs、3.5份聚乙烯接枝马来酸酐、3.5份改性海泡石纤维、0.8份无机填料、0.7份抗静电剂、0.3份分散剂和0.3份抗氧化剂混合均匀后置于双螺杆螺旋机中经熔融挤出造粒制得；所述改性海泡石纤维按照重量份数是将55份海泡石纤维、1.5份氧化铈和110份去离子水混合后放入研磨机中研磨45min，再将研磨后的混合物烘干直至水分去除，然后将烘干后的混合物与1.5份氢氧化钙混合均匀并在氮气氛围下于1h内由90℃逐步升温到585℃，煅烧2.3h后冷却至室温制得；所述改性酚醛树脂按照重量份数是将28份的甲氧基二甲苯单体、27份苯二酚和0.9份20wt％二壬基萘二磺酸混合后于133℃下反应2h，降温冷却后加入1.3份20wt％氨水和18份甲乙酮，并在0.7kpa的真空下脱水反应至透明后制得。
所述无机填料为六硅酸镁。
所述粘结剂按照重量份数是由65份氯丁橡胶、3份硅酸镁铝、38份甲基丙二酸二乙酯、5.5份呋喃树脂、5.5份环氧树脂和23份苯乙烯混合制成。
所述制备pc/abs合金中双螺杆螺旋机的双螺杆停留时间为1.8min，主机转速为350rpm，双螺杆螺旋机的各区温度分别为：一区温度215℃，二区温度220℃，三区温度230℃，四区温度235℃，五区温度230℃，六区温度230℃。
所述改性酚醛树脂浸渍芳纶纤维织物层的浸渍率为8.5％。
上述的一种防暴头盔的制备方法，包括以下步骤：
步骤一、将pc/abs合金粒料放入搅拌机中并在115℃温度下搅拌熔化得到熔融物，然后采用120mpa的注塑压力将熔融物注入模具中，维持保压压力在78mpa，保压维持时间为0.6s，即得到外盔体，所述模具温度为85℃，背压为6mpa；
步骤二、将多层浸渍改性酚醛树脂的芳纶纤维织物层叠层模具中热压得到内盔体，热压温度为130℃，热压压力为20mpa，热压时间为15min；
步骤三、将得到的内盔体的外表面和外盔体的内表面上涂抹粘结剂，然后将内盔体和外盔体粘结在一起，即得到头盔半成品；
步骤四、将头盔半成品经修边和喷漆，制得防暴头盔。
实施例3
一种防暴头盔，包括内盔体和套设在内盔体上的外盔体，内盔体和外盔体的形状相同，且外盔体的尺寸略大于内盔体的尺寸，内盔体和外盔体通过粘结剂粘结在一起，所述外盔体由pc/abs合金粒料熔融后注塑成型制作，所述内盔体由多层浸渍改性酚醛树脂的芳纶纤维织物层模压定型制作；所述pc/abs合金粒料按照重量份数是由90份pc、65份abs、5份聚乙烯接枝马来酸酐、4份改性海泡石纤维、1份无机填料、1份抗静电剂、0.4份分散剂和0.4份抗氧化剂混合均匀后置于双螺杆螺旋机中经熔融挤出造粒制得；所述改性海泡石纤维按照重量份数是将60份海泡石纤维、2份氧化铈和120份去离子水混合后放入研磨机中研磨60min，再将研磨后的混合物烘干直至水分去除，然后将烘干后的混合物与2份氢氧化钙混合均匀并在氮气氛围下于1h内由90℃逐步升温到600℃，煅烧2.5h后冷却至室温制得；所述改性酚醛树脂按照重量份数是将30份的甲氧基二甲苯单体、30份苯二酚和1.5份20wt％二壬基萘二磺酸混合后于135℃下反应2h，降温冷却后加入1.5份20wt％氨水和20份甲乙酮，并在0.7kpa的真空下脱水反应至透明后制得。
所述无机填料为六硅酸镁。
所述粘结剂按照重量份数是由75份氯丁橡胶、4份硅酸镁铝、45份甲基丙二酸二乙酯、6份呋喃树脂、6份环氧树脂和25份苯乙烯混合制成。
所述制备pc/abs合金中双螺杆螺旋机的双螺杆停留时间为2min，主机转速为400rpm，双螺杆螺旋机的各区温度分别为：一区温度215℃，二区温度220℃，三区温度230℃，四区温度235℃，五区温度230℃，六区温度230℃。
所述改性酚醛树脂浸渍芳纶纤维织物层的浸渍率为9.5％。
上述的一种防暴头盔的制备方法，包括以下步骤：
步骤一、将pc/abs合金粒料放入搅拌机中并在120℃温度下搅拌熔化得到熔融物，然后采用125mpa的注塑压力将熔融物注入模具中，维持保压压力在80mpa，保压维持时间为0.6s，即得到外盔体，所述模具温度为90℃，背压为6mpa；
步骤二、将多层浸渍改性酚醛树脂的芳纶纤维织物层叠层模具中热压得到内盔体，热压温度为140℃，热压压力为25mpa，热压时间为20min；
步骤三、将得到的内盔体的外表面和外盔体的内表面上涂抹粘结剂，然后将内盔体和外盔体粘结在一起，即得到头盔半成品；
步骤四、将头盔半成品经修边和喷漆，制得防暴头盔。
上述实施例以本发明技术方案为前提，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。