[发明专利]一种轻质滑雪头盔材料及其制备方法

说明书

本发明涉及一种头盔材料及其制备方法，尤其是一种轻质滑雪头盔材料及其制备方法。本发明的材料包括以下重量份数的组分：高密度聚乙烯70‑85份，增强纤维10‑20份，增韧剂3‑10份，促进剂1‑5份，熟化剂0.1‑0.5份，抗氧剂0.2‑0.5份，润滑剂0.3‑1份。本发明采用密度更低的高密度聚乙烯为基体，采用高强度有机纤维做为增强体，获得了更加轻质兼顾高强、高韧、高耐寒的聚乙烯复合材料，同时通过熟化剂进一步提高复合材料的耐热性，获得了可高低温长期使用的轻质高强轻质滑雪头盔材料。

技术领域

本发明涉及一种头盔材料及其制备方法，尤其是一种轻质滑雪头盔材料及其制备方法，属于材料技术领域。

背景技术

滑雪头盔一般由：壳体，内衬，调节器，固定装置，插扣(Buckle)和雪镜扣构成。头盔作用主要是在滑雪过程中，发生意外时，保证使用者头部安全。另一方面，滑雪运动讲究的是速度与技巧，头盔也要求轻量化与空气动力学性能兼具，因此，滑雪头盔自身的重量也是选择时的重要决定因素，同样尺寸的滑雪头盔，尽量选择重量轻的，重的头盔佩戴时间长会影响滑行质量。

目前市场上销售的滑雪头盔外壳多以ABS(工程塑料的一种)为主，密度1.08g/cm³，产品重量多在600g以上，甚至亦存在高达800g产品。因此，在保证运动者头部安全前提下，开发佩戴感轻便兼具高低温冲击韧性和减震功能滑雪头盔一直是行业重点关注和研发方。

高密度聚乙烯材料是一种具有优异耐寒性能的高分子材料，其玻璃化转变温度低于零下70℃，因此，其在长期寒冷环境中，仍可保持优良的冲击韧性，起到缓冲，保护滑雪者头部安全；关键是，与ABS等头盔现用材料相比，密度更低(0.95g/cm³)，生产制造成本更低，耐低温韧性更好。然而，如果采用高密度聚乙烯材料替代现有ABS材料制作头盔，会产生以下问题：1、高密度聚乙烯材料收缩率高，会造成成型产品尺寸不稳定；2、高密度聚乙烯材料强度低，需要提高材料强度，才能满足制备头盔的强度要求。

发明内容

本发明采用高密度聚乙烯为基体，采用低密度、高强度有机纤维做为增强体，获得了更加轻质兼顾高强、高韧、高耐寒的聚乙烯复合材料，同时通过熟化剂进一步提高复合材料的尺寸稳定性，获得了尺寸稳定、可高低温长期使用的轻质高强轻质滑雪头盔材料，注塑成头盔后，可满足滑雪头盔零下30℃，4kg重物0.6m高度穿刺3次以上实验不破裂和高低温撞击拉带实验要求，另外，本发明还具有良好喷涂性能，漆膜粘接力强，因此，可替代传统头盔材料ABS等树脂。另外，本发明具有无浮纤、高表观、低翘曲等特性，可显著降低目前滑雪头盔的材料和制造成本。为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种轻质滑雪头盔材料，包括以下重量份数的组分：

高密度聚乙烯70-85份

增强纤维10-20份

增韧剂3-10份

促进剂1-5份

熟化剂0.1-0.5份

抗氧剂0.2-0.5份

润滑剂0.3-1份。

进一步的技术方案，所述高密度聚乙烯在2.16kg，190℃载荷条件下，熔融指数为1-30g/10min。

进一步的技术方案，所述增强纤维的长度≤6mm，所述增强纤维为聚乙烯醇纤维(PVA)、锦纶、碳纤维、纤维素纤维、涤纶纤维、芳纶纤维中的一种；优选纤维长度≤3mm的聚乙烯醇纤维(PVA)。

进一步的技术方案，所述促进剂为氯化聚乙烯、乙烯-丙烯酸共聚物、甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝聚乙烯、富马酸接枝聚乙烯中的一种，优选乙烯-丙烯酸共聚物。