[發明專利]一種自行車專用輕質頭盔復合塑料的制備方法

有效

• 申請號: 201911136095.9
• 申請日: 2019-11-19
• 公開（公告）號: CN110669327B
• 公開（公告）日: 2021-12-31
• 發明（設計）人: 張道增
• 申請（專利權）人: 浙江遠景體育用品有限公司
• 主分類號: C08L69/00
• 分類號: C08L69/00;C08L55/02;C08L23/08;C08L77/06;C08K13/06;C08K9/10;C08K7/26;C08K7/14;C08J9/10
• 代理公司: 藍天知識產權代理(浙江)有限公司 33229
• 代理人: 張洪敏

本發明涉及頭盔材料領域，特別是涉及一種自行車專用輕質頭盔復合塑料的制備方法。本發明將輕質無機粉預載可產生氣體的偶氮二甲酰胺，然后包覆聚酰亞胺膜，通過逐級升溫，偶氮二甲酰胺發泡產生支撐保證了粉末微孔不被堵塞，聚酰亞胺固化形成穩定的包膜，從而得到球形的完全閉孔的輕質粉，以此為填料，直接填充于塑料，聚酰亞胺不會在現有聚碳酸酯、ABS加工溫度時熔化，因此使得輕質粉用于塑料復合時較佳的保留了輕質特性，從而實現塑料輕質化。

技術領域

本發明涉及頭盔材料領域，特別是涉及一種自行車專用輕質頭盔復合塑料的制備方法。

背景技術

頭盔是以塑料為主要材質的頭部保護裝置，主要是由外殼、緩沖層襯里以及懸掛裝置等三個部分組成。外殼一般采用耐磨損、抗壓縮性好的ABS或PC等硬質塑料，也有采用碳纖維復合材料或金屬材料。該層要求硬度大、剛度大、耐磨，有助于抵抗尖銳物的穿透；緩沖層緊貼于外殼內側，常使用EPS、EPO、EPP等泡沫塑料。該層的主要作用是通過泡沫體的大變形來抵擋從外殼傳過來的沖擊力，吸收沖擊能量。然而在實際使用時，由于泡沫體被壓縮的變形距離有限，在較大的沖擊力作用下，其所形成的緩沖效果并不理想。另外就是泡沫體一般剛度偏小，不利于沖擊力的分散和傳播，使得沖擊力過度集中，戴用者頭部仍然有受傷的危險。這個問題往往是通過增加頭盔外殼厚度來解決，但這也同時增加了頭盔的重量，給使用者帶來了不便。

目前的自行車頭盔外殼材料大都采用PC+ABS復合材料，適當厚度的硬質頭盔外殼，會增加安全性。但隨著進一步追強輕質化和舒適性，出現了更薄強度更高的碳纖維頭盔外殼材料。顯然，碳纖維外殼成本會翻倍增長。同時，碳纖維外殼成型更為困難，成型工藝相比于PC+ABS復合材料注塑成型工藝，碳纖維成型要復雜很多。

為了進一步降低PC+ABS復合材料的密度實現輕質化，技術人員試圖在塑料中添加輕質微孔無機粉末。然而，將輕質無機粉直接加入塑料進行復合時，由于輕質無機粉的微孔會吸附熱熔的樹脂、潤滑劑等，其在塑料中混煉后輕質化效果并不明顯。進一步希望采用閉孔的輕質無機粉末，但一方面閉孔輕質材料可選擇的材料有限，另一方面，無機閉孔輕質材料大都顆粒大、易碎，難以滿足螺桿擠出剪切加工和分散加工。

發明內容

自行車頭盔材料向輕質化、薄層化發展，傳統自行車頭盔材料外殼用ABS\聚碳酸酯體系已無法滿足需要。為了進一步提升自行車頭盔材料輕質化性能，本發明提出一種自行車專用輕質頭盔復合塑料的制備方法，通過制備特殊的輕質化粉體用于復合塑料，有效降低復合塑料的密度，并較佳的保障復合塑料的抗沖擊性、耐磨性。

本發明為實現上述目的，采用以下技術方案來實現：

一種自行車專用輕質頭盔復合塑料的制備方法，其關鍵的特征是：具體制備方法如下：

(1)將多孔輕質無機粉末與偶氮二甲酰胺以質量比100：1-1.5混合均勻后在球磨機中研磨，隨著偶氮二甲酰胺研磨細化，進入多孔輕質無機粉末的微孔中，得到復合多孔輕質無機粉末；所述多孔輕質無機粉末選用二氧化硅氣凝膠粉末；

(2)將步驟(1)制備的復合多孔輕質無機粉末送入高速攪拌機，開啟高速攪拌裝置使復合多孔輕質無機粉末在高速攪拌中懸浮；然后經高壓霧化噴槍將液狀聚酰亞胺噴向復合多孔輕質無機粉末，由于液狀聚酰亞胺的粘性，在攪拌懸浮下，使液狀聚酰亞胺均勻包覆在復合多孔輕質無機粉末表面；

(3)將步驟(2)得到的物料轉入三級流化床，第一級流化床熱氣流溫度為170℃、第二級流化床熱氣流溫度為200℃、第三級流化床熱氣流溫度為280℃；經過三級升溫，聚酰亞胺在復合多孔輕質無機粉末表面固化形成均勻的包覆層；出料冷卻，得到均勻微細的輕質粉體；

(4)將步驟(3)得到的輕質粉體與聚碳酸酯、ABS、POE、尼龍、玻璃纖維、抗氧劑、潤滑劑、阻燃劑加入高速混合機混合均勻，經螺桿擠出機擠出造粒，得到一種自行車專用輕質頭盔復合塑料。