[发明专利]一种铝塑合金摩托车头盔材料及制备方法

说明书

本发明属于功能材料领域，公开了一种铝塑合金摩托车头盔材料及制备方法；所述头盔材料由以下重量份的原料制成：丙烯腈‑丁二烯‑苯乙烯共聚物50～70份；苯乙烯‑丙烯腈‑丙烯酸橡胶共聚物15～20份；复合铝粉10～15、份无机纤维3～5份；润滑剂0.5～1份；抗氧剂0.3～0.5份；所述复合铝粉是由如下方法制备得到：将铝微片与无机空心微球、硅橡胶、乙烯丙烯酸甲酯共聚物、甲苯通过研磨，使铝微片与无机空心微球均匀复合得到复合铝粉。利用硅橡胶、乙烯丙烯酸甲酯共聚物溶解于甲苯形成胶液的特性使铝微片与无机空心微球复合，从而使得到的复合铝粉具有弹性、质轻的特点，使铝塑合金用于头盔具有优异的缓冲吸能作用。

技术领域

本发明属于功能材料领域，涉及功能高分子材料,具体涉及一种铝塑合金摩托车头盔材料及制备方法。

背景技术

头盔是用来保护头部的护具，可以在受到冲击时，保护佩戴者头部，从而减轻伤害甚至挽救生命。佩戴安全头盔对保护摩托车、电动自行车骑乘人员安全意义重大。因此，高抗冲、吸能缓冲、轻质成为头盔首要考虑的，并不断有新的改性材料在安全头盔方面发挥了积极作用。

头盔主要是由外层硬质防护壳、中层吸能缓冲层、内层缓冲层构成。头盔外壳材质一般分为ABS工程塑料、PC/ABS复合材料、玻璃钢、碳纤维、金属壳等，要求材料具有优异的耐候性、耐磨性、耐冲击性能和抗压缩性能，硬质、轻质材料是外壳的首选。中层吸能缓冲层是头盔安全防护的关键，头盔大部分的冲击能量通过中层的吸能缓冲层来分散和释放。目前常用的吸能缓冲层材料有EPS、EPO、EPP、聚氨酯泡末、橡胶体等。现有吸能缓冲层主要是通过大形变来抵消外力冲击，吸收冲击能量。

其中，头盔外壳处于最外层，在撞击时会承受瞬时强冲击力，是保护头部的第一道防线。通常的，内层的吸能缓冲层难以在头盔中由足够的厚度来缓充冲击力。尤其是对高速运动的摩托车，在高速运动下会产生强力冲击，一旦发生碰撞，头盔外壳的抗冲击和缓冲性极为重要，因此头盔外壳材质的选择直接决定了头盔的安全防护效果。一方面，需要选择头盔外壳材料强度高，具有良好的刚性，从而抵抗外界的强力冲击而不破碎；另一方面，需要头盔外壳材料具有良好的韧性，具有缓冲性，从而利于分散冲击力。

目前ABS工程塑料是作为头盔外壳的主要材料，其强度高、韧性好、抗冲击能力强、尺寸稳定性好、易于加工成型。然而，ABS工程塑料用在头盔外壳，强度和韧性欠缺，在高速冲击时容易碎裂，几乎没有缓冲作用，在抗冲击性、缓冲分散冲击力方面仍然难以满足摩托车头盔的防护需要。

为了增加头盔外壳的抗冲击性，目前出现了高强材料改性的头盔外壳材料，在提升头盔材料的强度、缓冲效果方面进行改进。

中国发明专利CN107296318B公开了一种防暴头盔及其制备方法，外盔体由PC/ABS合金粒料熔融后注塑成型制作，而且在外盔体加入了改性海泡石纤维、无机填料，对改进韧性具有一定的作用，但仍有改进的空间。

中国发明专利CN110879018B公开了一种纤维增强摩托车头盔复合塑料及制备方法，主要是以疏松的微孔麻纤维增强ABS，从而使ABS具有良好的缓冲性，而且轻质，适合用于头盔外壳材料。

中国发明专利CN105733163A公开了一种高缓冲低成本高亮头盔专用料，组成为：ABS树脂100重量份数、热塑性聚对苯二甲酸乙二醇酯0.5～20重量份数、尼龙1～5重量份数、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物0.1～1重量份数、发泡颗粒0.1～6重量份数、抗氧剂0.1～2重量份数、润滑剂0.1～2重量份数、其他助剂0～5重量份数。通过发泡制备质量轻、韧性高的头盔。改类材料尽管对外力的缓冲性好，但会造成材料的强度下降。

纤维是一种与易于热塑性树脂复合而成的材料，具有高强特性，通过改性树脂可以得到比纯ABS具有更强的复合材料。但是需要加入纤维多，而高纤维复合量会造成加工困难。另外，碳纤维是一种高强度高模量纤维，其增强的头盔坚固、质轻，但成本很昂贵。

发明内容