[发明专利]一种安全帽及其制备方法

说明书

本发明公开了一种安全帽及其制备方法，该安全帽包括外壳、内壳和发泡芯层，所述的外壳和所述的内壳均为活化阻燃连续碳纤维增强热塑性复合材料，所述的发泡芯层为聚氨酯泡沫、聚苯乙烯泡沫或聚丙烯泡沫中的一种或几种。相比于现有的普通塑料和热固性材料，本发明制得的安全帽具有优异的强度、模量和冲击韧性，同时，也正因连续碳纤维增强热塑性复合材料强度非常高，只需要较薄的厚度就能满足使用要求，加上壳体的泡沫结构，使得整个安全帽重量非常轻，穿戴舒适度高；且特别适合于矿井下使用。

技术领域

本发明涉及一种安全帽，特别涉及一种连续碳纤维增强热塑性复合材料的安全帽及该安全帽的制备方法。

背景技术

在建筑、矿井等作业现场，容易出现高空坠物对人体头部造成伤害，安全帽是施工过程中一种必备的劳动保护设施。安全帽需要抵抗外部的撞击，因此要求安全帽材料具有良好的抗冲击性能、抗穿刺性能和刚性。

对于建筑行业来说，对安全帽的要求相对来说并不是很高，但对于矿井作业而言，由于工作环境更加恶劣和特殊，矿井空间狭小，让人压抑，所以要求安全帽除了机械性能外，还要求良好的舒适性和轻便。另外，由于矿井下面粉尘太大，灰尘堆积容易产生静电，造成火花，从而带来灾难，比如煤矿经常发生瓦斯爆炸。因此，还要求安全帽材料具备阻燃和抗静电性能。

因此一款好的安全帽需要同时具备良好的抗冲击性能、抗穿刺性能和刚性、轻便舒适、抗静电和阻燃。

目前常规的安全帽材料有ABS、FRP等材料，但是都存在一些问题。比如ABS材料，相比其他高分子材料，ABS材料具有易成型加工、良好的刚性和冲击性能，通过塑料改性技术，也可以赋予ABS材料抗静电性能，但是其刚性和冲击性能还不够高，导致ABS壳体厚度较大，ABS壳体重量还是偏大。FRP材料采用玻璃纤维和热固性树脂复合材料经过手糊、模压等成型工艺成型，重量大，舒适性差。

发明内容

为了解决现有技术存在的上述问题，本发明提供了一种安全帽及其制备方法。

本发明的技术方案如下：

一种安全帽，包括外壳、内壳和发泡芯层，所述的外壳和所述的内壳均为活化阻燃连续碳纤维增强热塑性复合材料，所述的发泡芯层为聚氨酯泡沫、聚苯乙烯泡沫或聚丙烯泡沫中的一种或几种。

在本发明的一实施例，所述的活化阻燃连续碳纤维增强热塑性复合材料为连续单向预浸带0/90层压片材或碳纤维织物片材。如聚丙烯薄膜与碳纤维编织布层压得到的片材。

在本发明的一实施例，所述的活化阻燃连续碳纤维增强热塑性复合材料为在阻燃连续碳纤维增强热塑性复合材料的表面热熔复合一层极性薄膜、无纺布或者采用PP水处理表面。如在该复合材料的表面可选择性地在一面或者两面贴覆极性薄膜，极性薄膜可以为聚丙烯接枝马来酸酐薄膜、尼龙/聚丙烯改性薄膜或者其他带有极性基团的薄膜。

在本发明的一实施例，所述的阻燃连续碳纤维增强热塑性复合材料中的热塑性树脂基体包括由以下重量份的原料制得：

聚烯烃树脂 50～77

无卤阻燃剂 20～40

加工助剂 3～10。

在本发明的一实施例，所述的聚烯烃树脂为聚丙烯。

在本发明的一实施例，所述的无卤阻燃剂为氮-磷系阻燃剂。

在本发明的一实施例，所述的加工助剂包括相容剂、抗氧剂。

本发明还公开了一种上述的安全帽的制备方法，包括以下步骤：

(1)将活化阻燃连续碳纤维增强热塑性复合材料加热软化，然后放置并固定在内、外壳成型模具中，通过模压成型技术压出半球型内壳体和带帽沿的半球形状外壳体；