本发明涉及一种材料,具体涉及一种用于制造高强度阻燃性能良好头盔的材料,属于头盔技术领域。
背景技术：
头盔是保护头部的装具，是军人训练、作战时戴的帽子，是人们交通中不可或缺的工具。它多呈半圆形，主要由外壳、衬里和悬挂装置三部分组成。外壳分别用特种钢、玻璃钢、增强塑料、皮革、尼龙等材料制作，以抵御弹头、弹片和其他打击物对头部的伤害。中国古代称为胄、首铠、兜鍪或头鍪。
常规的头盔很难满足高强度和轻质双重标准，或所选用的材料价格昂贵，严重影响了其市场普及率。申请号为cn201610386543.0的发明专利虽然解决了高强度和阻燃性的问题，但是所用材料为石墨烯，价格昂贵，不便于普及。
因此有必要开发一种用于制造高强度阻燃性能良好头盔的材料,以期可以解决上述技术问题。
技术实现要素：
本发明的目的在于克服现有技术中存在的缺陷，提供一种用于制造高强度阻燃性能良好头盔的材料。
为此，本发明的技术方案是一种用于制造高强度阻燃性能良好头盔的材料，其特征在于，所述材料由以下组分组成：
(1)1～8％重量的碳纳米管-氮化锰复合材料粉末；
(2)0.01～0.05％重量的抗氧剂；
(3)0.02～0.07％重量的润滑剂；
(4)1～6％重量的三氧化二锑；
(5)余量为abs。
由于碳纳米管具有很强的阻燃性能而氮化锰具有很高的强度，因此二者结合后的复合材料粉末的性能二者兼有，而制备氮化锰所需的材料价格低廉，极易取得。
优选地，所述碳纳米管-氮化锰复合材料粉末中的碳纳米管为多壁碳纳米管，多壁碳纳米管的独特结构决定了它具有许多特殊的物理和化学性质。组成多壁碳纳米管的c＝c共价键是自然界最稳定的化学键，所以使得多壁碳纳米管具有非常优异的力学性能。理论计算表明，多壁碳纳米管具有极高的强度和极大的韧性。其理论值估计杨氏模量可达5tpa，强度约为钢的100倍，而重量密度却只有钢的1/6，其与氮化锰结合的复合材料具有高强度高阻燃性能。
优选地，所述材料由以下组分组成：
(1)2～6％重量的碳纳米管-氮化锰复合材料粉末；
(2)0.03％重量的抗氧剂；
(3)0.04％重量的润滑剂；
(4)2～5％重量的三氧化二锑；
(5)余量为abs。
优选地，所述抗氧化剂为香料hse，纯天然，无毒，且具有芳香味。
优选地，所述润滑剂为mos2或ti3sic2中的一种。
进一步地，用于制造高强度阻燃性能良好头盔的材料中的碳纳米管-氮化锰复合材料粉末的制备工艺，其特征在于，包括以下步骤：
(1)称取纯度为99.99％的锰粉，放入真空管式炉中，在纯度为99.99％的流动氮气的气氛下，以每分钟8℃/分钟的速度升温之800℃，保温10小时，而后随炉冷却，合成氮化锰；
(2)将合成的氮化锰，放入行星球磨机的球磨罐中进行球磨，行星球磨机的公转速度为15转/分钟，自转速度为200转/分钟，球磨3小时，球磨罐中倒入酒精作为冷却剂，酒精的体积为球磨罐容积的1/3。
(3)将多壁碳纳米管酸洗后，按配比称重，用乙醇溶液作为分散剂，超声分散得到悬浮液；
(4)将球磨后的氮化锰粉末与悬浮液混合、湿磨，将所得到的混合溶液过滤，干燥，得到碳纳米管-氮化锰复合材料粉末；
进一步地，所述步骤(3)中的酸洗是采用浓硝酸进行酸洗提纯；乙醇溶液的质量百分含量为95％，多壁碳纳米管与乙醇溶液的的质量与体积比为：1.5g：3ml。
与现有技术相比，本发明的优点在于，采用该用于制造高强度阻燃性能良好头盔的材料解决了以往技术的缺陷：
1.采用该用于制造高强度阻燃性能良好头盔的材料，由于碳纳米管-氮化锰复合材料粉末具有高强度和良好的阻燃性能，因此头盔的性能也相应得到提高；
2.制备氮化锰所需的材料价格低廉，大大降低了生产成本；
3.制备碳纳米管-氮化锰复合材料粉末的工艺简单，成本相对低廉；
4.本发明提供的用于制造高强度阻燃性能良好头盔的材料环保压力小，制备成本低，采用该材料后，，环境友好。
具体实施方式
下面结合实施例和比较例，对本发明的具体实施方式作进一步描述。以下具体实施方式仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
实施例1
本发明的用于制造高强度阻燃性能良好头盔的材料，由以下组分构成：
(1)2％重量的碳纳米管-氮化锰复合材料粉末；
(2)0.02％重量的抗氧剂；
(3)0.03％重量的润滑剂；
(4)2％重量的三氧化二锑；
(5)余量为abs。
实施例2
本发明的用于制造高强度阻燃性能良好头盔的材料，由以下组分构成：
(1)3％重量的碳纳米管-氮化锰复合材料粉末；
(2)0.03％重量的抗氧剂；
(3)0.04％重量的润滑剂；
(4)3％重量的三氧化二锑；
(5)余量为abs。
实施例3
本发明的用于制造高强度阻燃性能良好头盔的材料，由以下组分构成：
(1)5％重量的碳纳米管-氮化锰复合材料粉末；
(2)0.04％重量的抗氧剂；
(3)0.05％重量的润滑剂；
(4)4％重量的三氧化二锑；
(5)余量为abs。
实施例4
本发明的用于制造高强度阻燃性能良好头盔的材料，由以下组分构成：
(1)6％重量的碳纳米管-氮化锰复合材料粉末；
(2)0.04％重量的抗氧剂；
(3)0.05％重量的润滑剂；
(4)5％重量的三氧化二锑；
(5)余量为abs。
实施例5
本发明的用于制造高强度阻燃性能良好头盔的材料，由以下组分构成：
(1)7％重量的碳纳米管-氮化锰复合材料粉末；
(2)0.04％重量的抗氧剂；
(3)0.06％重量的润滑剂；
(4)4％重量的三氧化二锑；
(5)余量为abs。
实施例6
本发明的用于制造高强度阻燃性能良好头盔的材料，由以下组分构成：
(1)7％重量的碳纳米管-氮化锰复合材料粉末；
(2)0.04％重量的抗氧剂；
(3)0.07％重量的润滑剂；
(4)5％重量的三氧化二锑；
(5)余量为abs。
实施例7
本发明的用于制造高强度阻燃性能良好头盔的材料，由以下组分构成：
(1)5％重量的碳纳米管-氮化锰复合材料粉末；
(2)0.03％重量的抗氧剂；
(3)0.04％重量的润滑剂；
(4)3％重量的三氧化二锑；
(5)余量为abs。
对比例1
与实施例1不同的是，该对比例1中没有添加碳纳米管-氮化锰复合材料粉末，其余成分相同。
实施例1-7的材料与对比例1的材料，其强度和阻燃性能如表1：
表1
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。