一种高防护性抗冲帽及其加工工艺制造技术

本申请涉及安全设备制造技术领域，具体公开了一种高防护性抗冲帽及其加工工艺。高防护性抗冲帽包括刚性外层与柔性内层，刚性外层包括高强纤维布与刚性树脂混合液，柔性内层包括弹性纤维布与柔性树脂混合液；刚性树脂混合液包括以下原料：间苯树脂70

【技术实现步骤摘要】
一种高防护性抗冲帽及其加工工艺


[0001]本申请涉及安全设备制造
，更具体地说，它涉及一种高防护性抗冲帽及其加工工艺。

技术介绍

[0002]在建筑、矿井等作业现场，容易出现高空坠物，会对人体头部造成伤害，抗冲帽是施工过程中一种必备的劳动保护设施。
[0003]抗冲帽需要抵抗外部的撞击，因此要求抗冲帽材料具有良好的抗冲击性能、抗穿刺性能和刚性。现在市面上常用的抗冲帽材料有丙烯腈
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丁二烯
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苯乙烯树脂、HDPE高密度聚乙烯、聚碳酸酯等。
[0004]针对上述相关技术，申请人认为丙烯腈
‑
丁二烯
‑
苯乙烯树脂不耐燃烧，不耐低温，抗老化性能较差，在恶劣环境下使用力学性能下降得很快；HDPE高密度聚乙烯耐压强度差；聚碳酸酯容易发生开裂。因此，生产一种刚性高，耐低温的抗冲帽来提高对佩戴者的防护性能是很有必要的。

技术实现思路

[0005]为了提高抗冲帽的刚性与低温韧性，提高对抗冲帽佩戴者的防护效果，本申请提供一种高防护性抗冲帽及其加工工艺。
[0006]第一方面，本申请提供一种高防护性抗冲帽，采用如下的技术方案：一种高防护性抗冲帽，包括刚性外层与柔性内层，刚性外层包括高强纤维布与刚性树脂混合液，柔性内层包括弹性纤维布与柔性树脂混合液；所述刚性树脂混合液包括以下重量份原料：间苯树脂70
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90份、乙烯基树脂70
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90份、无机填充粉料4
‑
8份，增白剂3<br/>‑
8份，消泡剂0.5
‑
3份，固化剂0.3
‑
0.7份，阻燃剂1
‑
4份；所述柔性树脂混合液包括以下重量份原料：不饱和聚酯树脂25
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36份，铝的氧化物粉末0.5
‑
1.5份，消泡剂0.1
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0.25份，固化剂0.01
‑
0.03份。
[0007]通过采用上述技术方案，间苯树脂有较好的力学性能、坚韧性和耐热性，间苯树脂与乙烯基树脂配合作为刚性树脂，引入无机填充粉料，无机填充粉料与刚性树脂基体之间的界面解离
‑
空穴化以及无机填充料之间的基体树脂发生剪切应变来消耗大量的能量，提高了刚性树脂的韧性，同时，还可以提高抗冲帽的阻燃性能。刚性树脂与高强纤维布混合作为刚性外层，柔性树脂与弹性纤维布混合作为柔性内层，刚性外层在外起到主要抵抗冲击的作用，同时，刚性外层内的高强纤维布以及柔性内层对刚性外层起到支撑拉拽作用，提高了抗冲帽的冲击韧性。在实际的生产中，柔性内层内还可以设置内衬层，内衬层包括帽箍、顶带、护带等，其中帽箍可以为橡塑海绵外包裹皮革的内衬材质，进一步为使用者头部进行缓冲与保护。
[0008]刚性外层与柔性内层相互配合，使得抗冲帽在刚性冲击下的最大形变可以达到33.7
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36.5mm，残余形变可以达到7.9
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10.6mm，低温下的传递应力可以达到2014
‑
2053N。
[0009]优选的，所述刚性树脂混合液包括以下重量份原料：间苯树脂75
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85份、乙烯基树脂75
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85份、无机填充粉料5
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7份，增白剂4
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6份，消泡剂0.7
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2份，固化剂0.4
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0.6份，阻燃剂1.5
‑
3份；所述柔性树脂混合液包括以下重量份原料：不饱和聚酯树脂28
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33份，铝的氧化物粉末0.8
‑
1.2份，消泡剂0.15
‑
0.23份，固化剂0.015
‑
0.025份。
[0010]通过采用上述技术方案，进一步优化刚性树脂混合液与柔性树脂混合液的原料配比，提升抗冲帽的抗压强度与冲击韧性。
[0011]优选的，所述无机填充粉料包括重量比为1：(1
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2)的硫酸钡颗粒与轻质碳酸钙颗粒。
[0012]通过采用上述技术方案，在刚性外层复合体系中，由于碳酸钙颗粒与硫酸钡颗粒等无机粒子的存在，而碳酸钙与硫酸钡与刚性树脂基体间的界面结合效应不同，在受到外力作用时，在粒子的周围会形成应力集中区域，这种应力集中容易使粒子周围产生三维应力场，而且在碳酸钙与硫酸钡粒子周围产生不同的应力场；同时，由于受到高速冲击载荷的作用，处于碳酸钙与硫酸钡粒子之间的基体更容易形成不同的剪切屈服。这两种过程均将消耗大量的能量而大幅提高抗冲帽的冲击韧度。
[0013]优选的，所述硫酸钡颗粒的粒径为0.1
‑
0.5μm，轻质碳酸钙的粒径为1
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2μm。
[0014]通过采用上述技术方案，不同粒径的碳酸钙与硫酸钡粒子在刚性树脂基体中的弥散分布，在刚性树脂的塑性变形过程中起到了明显的钉扎效应，能够在一定程度上限制刚性基体的塑性变形，从而使得填充有无机填料的刚性树脂材料的弹性模量上升，提高抗冲帽的冲击韧性。
[0015]优选的，所述高强纤维布为玻璃纤维布。
[0016]通过采用上述技术方案，玻璃纤维布化学性质稳定，且韧性好，不易变形，抗冲击行性能好，在重力等冲击下，发生形变，但是因为其韧性比较好，在受到承受范围内的力时又会恢复到原状，有利于提高抗冲帽的抗冲击性能。
[0017]优选的，所述玻璃纤维布为用介孔材料MCM
‑
41修饰的玻璃纤维布，修饰方法为：1)制备MCM
‑
41分散液；2)将玻璃纤维布完全浸润在分散液中，在55
‑
65℃条件下反应25
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35min，然后干燥得到介孔材料MCM
‑
41修饰的玻璃纤维布。
[0018]玻璃纤维布虽然综合性能优越，但玻璃纤维布与树脂基体的界面结合性差，用介孔材料MCM
‑
41对玻璃纤维布进行修饰，介孔材料MCM
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41含有丰富的活性羟基，可以接枝在玻璃纤维上，一方面，使得玻璃纤维通过MCM
‑
41与树脂基体进行化学键的连接；另一方面，接枝在玻璃纤维表面的MCM
‑
41起到了类似铆钉的作用，增加了玻璃纤维的表面粗糙度，使得树脂可以更好的和玻璃纤维进行嵌接，提高玻璃纤维与树脂基体的连接性，进而提高抗冲帽的综合性能。
[0019]优选的，所述介孔材料MCM
‑
41为经过乙烯基修饰的MCM
‑
41，修饰方法为：将MCM
‑
41分散在分散剂中，然后加入乙烯基三乙氧基硅烷与催化剂，在超声辅助下反应1
‑
1.5h，反应完后进行冷凝回流，得到的粉末进行抽滤干燥，制得经过乙烯基修饰的MCM
‑
41。
[0020]通过采用上述技术方案，用乙烯基三乙氧基硅烷对MCM...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高防护性抗冲帽，其特征在于，包括刚性外层与柔性内层，刚性外层包括高强纤维布与刚性树脂混合液，柔性内层包括弹性纤维布与柔性树脂混合液；所述刚性树脂混合液包括以下重量份原料：间苯树脂70
‑
90份、乙烯基树脂70
‑
90份、无机填充粉料4
‑
8份，增白剂3
‑
8份，消泡剂0.5
‑
3份，固化剂0.3
‑
0.7份，阻燃剂1
‑
4份；所述柔性树脂混合液包括以下重量份原料：不饱和聚酯树脂25
‑
36份，铝的氧化物粉末0.5
‑
1.5份，消泡剂0.1
‑
0.25份，固化剂0.01
‑
0.03份。2.根据权利要求1所述的一种高防护性抗冲帽，其特征在于：所述刚性树脂混合液包括以下重量份原料：间苯树脂75
‑
85份、乙烯基树脂75
‑
85份、无机填充粉料5
‑
7份，增白剂4
‑
6份，消泡剂0.7
‑
2份，固化剂0.4
‑
0.6份，阻燃剂1.5
‑
3份；所述柔性树脂混合液包括以下重量份原料：不饱和聚酯树脂28
‑
33份，铝的氧化物粉末0.8
‑
1.2份，消泡剂0.15
‑
0.23份，固化剂0.015
‑
0.025份。3.根据权利要求1所述的一种高防护性抗冲帽，其特征在于：所述无机填充粉料包括重量比为1：（1
‑
2）的硫酸钡颗粒与轻质碳酸钙颗粒。4.根据权利要求3所述的一种高防护性抗冲帽，其特征在于：所述硫酸钡颗粒的粒径为0.1
‑
0.5μm，轻质碳酸钙的粒径为1
‑
2μm。5.根据权利要求1所述的一种高防护性抗冲帽，其特征在于：所述高强纤维布为玻璃纤维布。6.根据权利要求5所述的一种高防护性抗冲帽，其特征在于：所述玻璃纤维布为用介孔材料MCM
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41修饰的玻璃...

【专利技术属性】
技术研发人员：钟树广，
申请(专利权)人：琉璃河防护科技大连有限公司，
类型：发明
国别省市：