CN112680861B - 一种复合材料制成的警用头盔及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种复合材料制成的警用头盔及其制备方法，警用头盔是由若干层半浸渗芳纶复合材料预浸料组成；半浸渗芳纶复合材料预浸料由3D芳纶纤维平纹布与改性酚醛树脂组成；3D芳纶纤维平纹布是由经纱和纬纱交织即形成的单层平纹机织物；单层平纹机织物上的所有经纱与任一呈弯曲状的经纱所在的平面平行，所有纬纱与任一呈弯曲状的纬纱所在的平面平行；且单层平纹机织物上各处的经密相同，纬密相同；制备方法：采用平纹织造工艺，设定对应的综眼高度和送经量，制得3D芳纶纤维平纹布；与改性酚醛树脂复合，得到半浸渗芳纶复合材料预浸料，制成警用头盔；本发明采用的三维织物在复合成型时不需要裁剪缝合，简化复合成型工艺，同时有利于提高头盔的抗冲击性能。

Description

一种复合材料制成的警用头盔及其制备方法

技术领域

本发明属于防护设备技术领域，涉及一种复合材料制成的警用头盔及其制备方法。

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。

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。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，同时纤维织物层存在一定的密度的不匀，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。

因此，亟待开发一种纤维织物密度均匀、贴合性能好的警用头盔及其制备方法。

发明内容

本发明的目的是解决现有技术中存在的问题，提供一种复合材料制成的警用头盔及其制备方法。本发明的警用头盔中的3D芳纶纤维平纹布的3D形态是通过织造获得的，不是通过二次加工获得的，有效避免了层间剪切强度低、易发生分层破坏以及避免二维织物在复合成型时产生褶皱、架空等缺陷。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种复合材料制成的警用头盔，由若干层半浸渗芳纶复合材料预浸料组成；

半浸渗芳纶复合材料预浸料由3D芳纶纤维平纹布与改性酚醛树脂组成；

半浸渗芳纶复合材料预浸料中改性酚醛树脂的质量百分比为8～18％；

3D芳纶纤维平纹布是由经纱和纬纱交织即形成的单层平纹机织物；所述单层平纹机织物的形状由球冠和延伸面组成；延伸面为沿着球冠的底所在的平面向外延伸形成；所述单层平纹机织物上的所有经纱与任一呈弯曲状的经纱所在的平面平行；单层平纹机织物上的所有纬纱与任一呈弯曲状的纬纱所在的平面平行；

所述单层平纹机织物上各处的经密相同，纬密相同。

需注意的是，此处所指的形状是指忽略机织物表面由经纱和纬纱交织造成的微观起伏后的形状。

作为优选的技术方案：

如上所述的一种复合材料制成的警用头盔，所述球冠的半径R为8.5～11cm，球冠的高H为6～11cm，且H≤R；

单层平纹机织物的经密λ_经为70～165根/10cm，纬密λ_纬为70～165根/10cm；纱线的纤度越大，相应的经密或者纬密越小；

经纱和纬纱的材质都为对位芳纶；

经纱或者纬纱的纤度为1000～2500dtex，断裂强度为27.0～35.0cN/dtex，断裂伸长率为3.5～4.5％。

如上所述的一种复合材料制成的警用头盔，半浸渗芳纶复合材料预浸料中，改性酚醛树脂的质量百分比为10～14％。

如上所述的一种复合材料制成的警用头盔，若干层为5～10层，3D芳纶纤维平纹布的贴服系数为97.3％以上。

如上所述的一种复合材料制成的警用头盔，警用头盔的重量为0.5～0.8kg，警用头盔的耐穿透性能强，警用头盔能承受3kg的钢锥以106J的能量的穿刺；警用头盔在其侧向施加450N压力后，最大变形量小于40mm，剩余变形量小于12mm，盔壳没有碎片脱落。

本发明还提供制备如上所述的复合材料制成的警用头盔的方法，先按照一定比例配制改性酚醛树脂浸渍液，再将3D芳纶纤维平纹布浸没其中，然后取出常温晾干至挥发份质量含量低于4％，得到半浸渗芳纶复合材料预浸料，最后以若干层半浸渗芳纶复合材料预浸料为原料制成警用头盔；

改性酚醛树脂的制备方法为：将酚醛树脂、改性剂和脱模剂混合，加入稀释剂搅拌均匀得到；

3D芳纶纤维平纹布的织造方法为：采用平纹织造工艺，并设置3D芳纶纤维平纹布织造区域，在形成每个组织点时，设定对应的综眼高度和送经量，制得3D芳纶纤维平纹布；

在3D芳纶纤维平纹布织造区域内，综眼高度和送经量的计算方法为：

当(w_i-L/2)²+(v_j-D/2)²≥R²(w_i-L/2)²+(v_j-D/2)²≥R²时，

h_ij＝0，s_ij＝10/λ_纬；

当(w_i-L/2)²+(v_j-D/2)²＜R²时，

w_i＝i×10/λ_纬；

v_j＝j×10/λ_经；

其中，h_ij为织造3D芳纶纤维平纹布织造区域时第i根纬纱和第j根经纱形成的组织点的综眼高度(cm)，s_ij为织造3D芳纶纤维平纹布织造区域时第i根纬纱和第j根经纱形成的组织点的送经量(cm)，i＝1,...m，j＝1,...n，m为打纬的次数，n为经纱的根数；R为球冠的半径(cm)，H为球冠的高(cm)，L为3D芳纶纤维平纹布织造区域沿着经纱方向的长度(cm)(大于等于相应3D芳纶纤维平纹布延伸面沿着经纱方向的两端的长度)，D为3D芳纶纤维平纹布织造区域沿着纬纱方向的宽度(cm)(大于等于相应3D芳纶纤维平纹布延伸面沿着纬纱方向的两端的长度)，λ_纬为3D芳纶纤维平纹布织造区域的纬密，λ_经为3D芳纶纤维平纹布织造区域的经密(均定义为10cm长度内在垂直于长度方向平行排列的纱线的根数)；w_i和v_j为中间过渡参数；角度单位用弧度。

3D芳纶纤维平纹布织造时，且在3D芳纶纤维平纹布织造区域速所对应的织口至第一排综丝区域内放置表面呈相同球冠的栅格状支撑体；栅格状支撑体由等间距排列的多个薄板连接制成，薄板的厚度方向与纬纱方向相同，相邻薄板的间距为钢筘的相邻筘齿的间距，每个薄板的厚度小于钢筘的相邻筘齿间距的1/3；引入的纬纱被钢筘打入织口处时，沿支撑体的上表面逐根分布的同时，又可支撑住经纱以保证所织造的曲面形态的稳定。多个薄板的数量可以根据相邻薄板之间的间距和薄板的厚度与整个栅格状支撑体的宽度计算得到。

3D芳纶纤维平纹布织造时，在恒定的张力下对每根经纱进行独立地积极送经。

作为优选的技术方案：

如上所述的一种复合材料制成的警用头盔的制备方法，所述改性酚醛树脂的制备方法中，酚醛树脂为固含量为50～55％的S-157酚醛树脂，改性剂为聚乙烯醇缩甲乙醛(10％乙醇溶液)，脱模剂为油酸；酚醛树脂、改性剂、脱模剂和稀释剂的质量比为60～70:30～40:1:40～50。

如上所述的一种复合材料制成的警用头盔的制备方法，一定比例为180～190g/m²；

如上所述的一种复合材料制成的警用头盔的制备方法，所述3D芳纶纤维平纹布的织造方法中，在形成每个组织点时是指引纬前、引纬后或者打纬后；薄板的材质为金属；

对每根经纱进行独立地积极送经是通过将不同的经纱各自独立地与不同的送经机构连接，控制各经纱的送经量实现的；

经纱的张力为30～100cN/根；纬纱的张力为10～40cN/根；

卷绕速度为1.4cm-2.6cm/min，打纬速度为10～18根/分钟；织轴处设置有张力控制调控系统，可通过控制送经线速度以保证经纱张力均匀；每一次打纬前调整每根经纱对应的综丝的综眼高度，且是通过将不同的综丝各自独立地与不同的升降机构连接，控制各综丝升降一定的高度实现的；

如上所述的一种复合材料制成的警用头盔的制备方法，在形成每个组织点时，还设置组织点到第一排综丝的综眼的水平距离为提综高度的2～5倍；提综高度为第一排综丝的综眼相较于引纬时纬纱所在水平面的高度。

本发明的机理如下：

现有技术中，三维织物与二维织物相比，在复合成型时不需要裁剪缝合，提高了织物的整体性，简化复合成型工艺，制得的3D芳纶纤维平纹布在整体的抗分层、抗冲击及耐疲劳性能上较二维机织物复合材料而言具有很大的优越性。

本发明的三维织物与现有技术中一体成型的三维织物相比，由于现有技术中的一体成型的三维织物上，三维曲面区域的纬纱所在平面不相互平行，且织物整体呈现出不同区域的经密和纬密不均匀，这种不均匀的织物结构，会导致织物在受力时，各区域的受力不均匀；而本发明的一体成型三维织物上，设置所有经纱与三维曲面区域的经纱所在的平面均平行，且所有纬纱与三维曲面区域的纬纱所在的平面均平行，在此基础上，且还保证各区域内的经纬密度均匀，则保证了一体成型三维织物的受力均匀。

为了制得本发明中的3D芳纶纤维平纹布，本发明采用栅格状支撑体织造3D芳纶纤维平纹布，与现有技术中的异形辊卷取方法相比，异形辊卷取方法的织造过程中，位于异形辊小端区域的线速度小于于位于异形辊大端区域的线速度，致使位于异形辊小端区域的纬纱密度大于位于异形辊大端区域的纬纱密度，则异形辊卷取方法所制备的三维织物的纬纱密度无法达到均匀；而本发明所采用的栅格状支撑体，是将多个平面薄板等间距排列且组合在一起，在织造时，薄板的厚度方向与纬纱方向相同，保证薄板可顺利进入钢筘筘齿之间，相邻薄板的间距为钢筘的相邻筘齿的间距，每个薄板的厚度小于钢筘的相邻筘齿间距的1/3，以保证薄板的存在不影响纱线的交织，则打纬时可以使纬纱等间距排列，在制成织物的投影方向，纬纱呈直线状，当以恒定速率卷绕时，则纬纱密度是均匀的；经密是钢筘控制的，常规钢筘以及标准穿综过程能保证经密一致。

而且，织造3D芳纶纤维平纹布的平面区域(延伸面)时，经纱按照正常的机织物织造工艺进行交织；织造曲面区域(球冠)时，依据曲面区域形态，通过综眼高度和送经量的控制，且使得不同高度曲面区域所在的经纱的送经量增加量不同，总的原则是：参与曲面区域织造的经纱所穿入的综眼高度不同于参与平面区域织造的经纱所穿入的综眼高度，参与曲面区域上部区域织造的经纱所穿入的综眼高度高于参与曲面区域下部区域织造的经纱所穿入的综眼高度；织造过程中前梁和后梁的高度是一致的，也是保持不变的，当回至综平位置时的经纱所处的棕眼相对于前梁或后梁的高度为0时，经纱与纬纱交织形成平面区域，当回至综平位置时的经纱所处的棕眼相对于前梁或后梁的高度不为0时，经纱与纬纱交织形成曲面区域。

同时，本发明的栅格法所制备的3D织物与所设计的形状的贴合度较优，栅格状支撑体的存在使得不需进行前期的设计上的优化以及后期贴合度的检测和修正，可实现贴合效果优良的同时又有更快地进行品种更换，本发明所制备的3D织物的贴服系数高，这是因为栅格状的表面形态决定了最终3D织物的形态，织造过程中纬纱被支撑体托起，经纱与纬纱交织，故可以保证经纬纱线皆完全贴服至栅格状支撑体上，故未下机是其贴服系数接近百分之百，而下机后会存在收缩、起皱等不可避免的问题，贴服系数存在小范围的变化。

另外，本发明的方法中采用的栅格状支撑体的制备简单，而异形辊卷曲方法制备三维织物，与栅格状支撑体作用相对应的异形辊是三维形态的，其加工十分复杂。

3D织物的织造过程中，因3D织物的曲率不同，对送经方式的选择也不同，具体为：大曲率的3D织物的送经适用于积极送经，这是因为，织造时，大曲率织物的经纱的提综高度差异明显，对于高的提综高度和低的提综高度的经纱分别进行相应送经量的积极送经，通过每根经纱进行差异化的积极送经可以保证每根经纱在织造过程中的张力均匀。

积极送经的目的是为了保证送经量和张力可控且准确，从而保证织造的3D织物的密度均匀，在栅格状支撑体的支撑作用下，实现对贴服系数的技术要求。

当头盔受到外力冲击时，提高能量耗散是十分重要的。首先，本发明采用的芳纶纤维具有高强度、高模量等特点，而酚醛树脂具有优良的力学性能是理想的热固性基体树脂，因此，采用上述两种材料可以显著提高头盔的抗冲击性能；其次，本发明还通过上述技术手段制得密度均匀的且贴服系数高的3D织物，密度均匀可以使受力更加均匀，提高头盔对外力冲击的吸收能力；同时贴服系数的提高可以减少头盔在外力冲击下所产生的分层失效效应。

有益效果

(1)本发明的一种复合材料制成的警用头盔的制备方法，可通过控制经纱送经量和提综动程实现经纬纱在曲面相互交织，可制备经密和纬密相等的3D芳纶纤维平纹布；

(2)本发明的一种复合材料制成的警用头盔，采用的三维织物在复合成型时不需要裁剪缝合，提高了织物的整体性，简化复合成型工艺，同时有利于提高头盔的抗冲击性能。

附图说明

图1为一种3D芳纶纤维平纹布的示意图，其中，(a)为3D芳纶纤维平纹布的俯视示意图，(b)为第i根纬纱的示意图，(c)为第j根经纱的示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

一种3D芳纶纤维平纹布的织造方法，先准备原料，如下：

经纱：对位芳纶，纤度为2000dtex，断裂强度为30.0cN/dtex，断裂伸长率为3.8％；

纬纱：对位芳纶，纤度为2000dtex，断裂强度为30.0cN/dtex，断裂伸长率为3.8％；

3D芳纶纤维平纹布的织造方法为：采用平纹织造工艺，并设置3D芳纶纤维平纹布织造区域，在打纬后形成每个组织点时，设定对应的综眼高度和送经量，制得3D芳纶纤维平纹布，具体如下：

如图1(a)为3D芳纶纤维平纹布的俯视示意图，3D芳纶纤维平纹布长为L(cm)、幅宽为D(cm)，中央为半径为R(cm)、高为H(H≤R)(cm)的球冠，球冠底圆圆心位于点(L/2，D/2)，球冠以外的部分为平面；

若以3D芳纶纤维平纹布左下角点O为原点(虚拟点)，沿织物长度和宽度方向分别排列纬纱和经纱，纬密和经密分别为λ_纬、λ_经(均定义为10cm长度内在垂直于长度方向平行排列的纱线的根数)，且设第i根纬纱、第j根经纱(纱线编号i、j为正整数)相交形成的组织点为P(为便于以下叙述的理解，将P位于球冠上时的纬纱i和经纱j的形状用图1(b)、图1(c)分别表示)，

令w_i＝i×10/λ_纬，v_j＝j×10/λ_经，P点的提综高度h_ij和送经量s_ij的计算方法为：

当(w_i-L/2)²+(v_j-D/2)²≥R²时，

h_ij＝0，s_ij＝10/λ_纬；

当(w_i-L/2)²+(v_j-D/2)²＜R²时，

其中，h_ij为织造3D芳纶纤维平纹布织造区域时第i根纬纱和第j根经纱形成的组织点的综眼高度，s_ij为织造3D芳纶纤维平纹布织造区域时第i根纬纱和第j根经纱形成的组织点的送经量，i＝1,...m，j＝1,...n，m为打纬的次数(300根)，n为经纱的根数(300根)；R为球冠的半径(cm)(11cm)，H为球冠的高(cm)(8cm)，L为3D芳纶纤维平纹布织造区域沿着经纱方向的长度(cm)(30cm)，D为3D芳纶纤维平纹布织造区域沿着纬纱方向的宽度(cm)(30cm)，λ_纬为3D芳纶纤维平纹布织造区域的纬密(100根/10cm)，λ_经为3D芳纶纤维平纹布织造区域的经密(100根/10cm)(均定义为10cm长度内在垂直于长度方向平行排列的纱线的根数)；角度单位用弧度；

设定织造参数：经纱的张力为50cN/根；纬纱的张力为15cN/根，卷绕速度为1.6cm/min，打纬速度为15根/分钟；在形成每个组织点时，设置组织点到第一排综丝的综眼的水平距离为提综高度的3倍；

3D芳纶纤维平纹布织造时在对应的织口至第一排综丝区域内放置表面呈相同球冠的栅格状支撑体；栅格状支撑体由等间距排列的多个薄板(材质为金属)连接制成，薄板的厚度方向与纬纱方向相同，相邻薄板的间距为钢筘的相邻筘齿的间距，每个薄板的厚度小于钢筘的相邻筘齿间距的1/3；

织造时，3D芳纶纤维平纹布织造时，在恒定的张力下将不同的经纱各自独立地与不同的送经机构连接对每根经纱进行独立地积极送经，且每一次打纬前调整每根经纱对应的综丝的综眼高度，且是通过将不同的综丝各自独立地与不同的升降机构连接，控制各综丝升降一定的高度实现的；

制得的3D芳纶纤维平纹布是由经纱和纬纱交织即形成的单层平纹机织物；单层平纹机织物的形状由球冠和延伸面组成；延伸面为沿着球冠的底所在的平面向外延伸形成；单层平纹机织物上的所有经纱与任一呈弯曲状的经纱所在的平面平行；单层平纹机织物上的所有纬纱与任一呈弯曲状的纬纱所在的平面平行；且单层平纹机织物上各处的经密相同，纬密相同；

3D芳纶纤维平纹布的贴服系数为97.5％。

将制得的头盔增强用布用于制备警用头盔，方法如下：

(1)将固含量为52％的S-157酚醛树脂、改性剂(聚乙烯醇缩甲乙醛)、脱模剂(油酸)和稀释剂(乙醇)，按照质量比为65:35:1:40混合搅拌均匀，得到改性酚醛树脂；

(2)将3D芳纶纤维平纹布完全浸没到浸渍液中，停留3分钟；

(3)将浸渍好的3D芳纶纤维平纹布取出，25℃晾干至挥发份质量含量为3％，得到半浸渗芳纶复合材料预浸料；

该半浸渗芳纶复合材料预浸料中，改性酚醛树脂的质量百分比为13％；

(4)以6层半浸渗芳纶复合材料预浸料为原料制成警用头盔；

制得的警用头盔的重量为0.7kg，警用头盔能承受3kg的钢锥以106J的能量的穿刺；警用头盔在其侧向施加450N压力后，最大变形量为38mm，剩余变形量为11mm，盔壳没有碎片脱落。

本发明的3D芳纶纤维平纹布可以实现织物的复杂曲面形态的一次织造，免除了二次三维造型中所采用的例如折叠、裁剪以及缝纫等工序所带来的经纬纱线不连续、经纬密度不均一、使用效果有缺陷的缺点；且由其制得的头盔重量轻、耐冲击性能好。

Claims (10)

1.一种复合材料制成的警用头盔，其特征是：由若干层半浸渗芳纶复合材料预浸料组成；

半浸渗芳纶复合材料预浸料由3D芳纶纤维平纹布与改性酚醛树脂组成；

半浸渗芳纶复合材料预浸料中改性酚醛树脂的质量百分比为8~18%；

3D芳纶纤维平纹布是由经纱和纬纱交织即形成的单层平纹机织物；所述单层平纹机织物的形状由球冠和延伸面组成；延伸面为沿着球冠的底所在的平面向外延伸形成；所述单层平纹机织物上的所有经纱与任一呈弯曲状的经纱所在的平面平行；单层平纹机织物上的所有纬纱与任一呈弯曲状的纬纱所在的平面平行；

单层平纹机织物上各处的经密相同，纬密相同；

3D芳纶纤维平纹布织造时，在对应的织口至第一排综丝区域内放置表面呈相同球冠的栅格状支撑体；栅格状支撑体由等间距排列的多个薄板连接制成，薄板的厚度方向与纬纱方向相同，相邻薄板的间距为钢筘的相邻筘齿的间距，每个薄板的厚度小于钢筘的相邻筘齿间距的1/3。

2.根据权利要求1所述的一种复合材料制成的警用头盔，其特征在于，球冠的半径R为8.5~11cm，球冠的高H为6~11cm，且H£R；

单层平纹机织物的经密l_经为70~165根/10cm，纬密l_纬为70~165根/10cm；

经纱和纬纱的材质都为对位芳纶；经纱或者纬纱的纤度为1000~2500dtex，断裂强度为27.0~35.0cN/dtex，断裂伸长率为3.5~4.5%。

3.根据权利要求2所述的一种复合材料制成的警用头盔，其特征在于，半浸渗芳纶复合材料预浸料中，改性酚醛树脂的质量百分比为10~14%。

4.根据权利要求3所述的一种复合材料制成的警用头盔，其特征在于，若干层为5~10层，3D芳纶纤维平纹布的贴服系数为97.3%以上。

5.根据权利要求4所述的一种复合材料制成的警用头盔，其特征在于，警用头盔的重量为0.5~0.8kg，警用头盔的耐穿透性能强，警用头盔能承受3kg的钢锥以106J的能量的穿刺；警用头盔在其侧向施加450N压力后，最大变形量小于40mm，剩余变形量小于12mm，盔壳没有碎片脱落。

6.制备如权利要求1~5任一项所述的复合材料制成的警用头盔的方法，其特征是：先按照一定的比例配制改性酚醛树脂浸渍液，将3D芳纶纤维平纹布浸没其中，然后取出常温晾干至挥发份质量含量小于4%，得到半浸渗芳纶复合材料预浸料，最后以若干层半浸渗芳纶复合材料预浸料为原料制成警用头盔；

改性酚醛树脂的制备方法为：将酚醛树脂、改性剂和脱模剂混合，加入稀释剂并搅拌均匀得到；

3D芳纶纤维平纹布的织造方法为：采用平纹织造工艺，并设置3D芳纶纤维平纹布的织造区域，在形成每个组织点时，设定对应的综眼高度和送经量，制得3D芳纶纤维平纹布；

在3D芳纶纤维平纹布织造区域内，综眼高度和送经量的计算方法为：

当

时，

；

当

时，

；

；

w_i = i×10/l_纬；

v_j = j×10/l_经；

其中，h_ij为织造3D芳纶纤维平纹布织造区域时第i根纬纱和第j根经纱形成的组织点的综眼高度，s_ij为织造3D芳纶纤维平纹布织造区域时第i根纬纱和第j根经纱形成的组织点的送经量，i=1,...m，j=1,...n，m为打纬的次数，n为经纱的根数；R为球冠的半径，H为球冠的高，L为3D芳纶纤维平纹布织造区域沿着经纱方向的长度，D为3D芳纶纤维平纹布织造区域沿着纬纱方向的宽度，l_纬为3D芳纶纤维平纹布织造区域的纬密，l_经为3D芳纶纤维平纹布织造区域的经密；角度单位用弧度；

3D芳纶纤维平纹布织造时，在对应的织口至第一排综丝区域内放置表面呈相同球冠的栅格状支撑体；栅格状支撑体由等间距排列的多个薄板连接制成，薄板的厚度方向与纬纱方向相同，相邻薄板的间距为钢筘的相邻筘齿的间距，每个薄板的厚度小于钢筘的相邻筘齿间距的1/3；

3D芳纶纤维平纹布织造时，在恒定的张力下对每根经纱进行独立地积极送经。

7.根据权利要求6所述的一种复合材料制成的警用头盔的制备方法，其特征在于，所述改性酚醛树脂浸渍液的制备方法中，酚醛树脂为固含量为50~55%的S-157酚醛树脂，改性剂为聚乙烯醇缩甲乙醛，脱模剂为油酸，稀释剂为乙醇；酚醛树脂、改性剂、脱模剂和稀释剂的质量比为60~70:30~40:1:40~50。

8.根据权利要求6所述的一种复合材料制成的警用头盔的制备方法，其特征在于，一定比例为180~190g/m²。

9.根据权利要求6所述的一种复合材料制成的警用头盔的制备方法，其特征在于，所述3D芳纶纤维平纹布的织造方法中，在形成每个组织点时是指引纬前、引纬后或者打纬后；薄板的材质为金属；

对每根经纱进行独立地积极送经是将不同的经纱各自独立地与不同的送经机构连接，控制各经纱的送经量实现的；

经纱的张力为30~100cN/根；纬纱的张力为10~40cN/根；

卷绕速度为1.4cm-2.6cm/min，打纬速度为10~18根/分钟。

10.根据权利要求9所述的一种复合材料制成的警用头盔的制备方法，其特征在于，在形成每个组织点时，还设置组织点到第一排综丝的综眼的水平距离为提综高度的2~5倍。

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