一种加固防爆抗震涂料、制备方法及安全帽与流程

本发明属于加固防爆抗震技术领域和安全帽技术领域，具体涉及一种加固防爆抗震涂料、制备方法及安全帽。

背景技术：

安全帽,是用于对人头部受坠落物及其他特定因素引起的伤害起防护作用的帽子,主要由帽壳、帽衬和下颏带等三部分组成。目前，申请人发现：现有的安全帽主要通过帽壳起到保护功能，具体为现有的帽壳一般采用椭圆形或半球形薄壳结构，在冲击压力下会产生一定的压力变形，由于材料的刚性性能吸收和分散受力，加上表面光滑与圆形曲线易使冲击物滑走，而减少冲击的时间；但现有的帽壳强度、防水性能、防爆性能和抗震性能较低，从而使安全帽的保护性能降低。

技术实现要素：

为解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种干燥固化后具有加固、防水、防爆和抗震功能，且应用范围广泛，生产加工容易，有利于推广普及应用的加固防爆抗震涂料，以及该加固防爆抗震涂料的制备方法和应用了该加固防爆抗震涂料的安全帽。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种加固防爆抗震涂料，由a组原料和b组原料调配而成；其中，

所述a组原料由以下质量百分比的组分制备而成：润湿剂0.1％～0.5％、分散剂0.1％～5％、消泡剂0.1％～0.5％、流平剂1％～5％、三官能聚酯树脂60％～80％、多元醇1％～5％、纳米氧化硅3％～5％、硫化碳炔1％～5％、碳纤维1％～5％、石墨烯1％～5％、紫外线吸收剂1％～5％、紫外线稳定剂1％～5％、抗氧剂1％～5％，而且各组分的质量百分比之和为100％；

所述b组原料是脲基异氰酸酯固化剂。

进一步地，所述润湿剂为聚醚改性聚二甲基硅氧烷溶液，所述分散剂包括聚酯改性聚二甲基硅氧烷溶液，所述消泡剂是聚硅氧烷溶液类消泡剂，所述抗氧剂是亚磷酸酯抗氧剂；优选地，所述润湿剂为德国毕克化学聚醚改性聚二甲基硅氧烷byk-344润湿分散剂，所述分散剂为德国毕克化学byk-310聚酯改性聚二甲基硅氧烷分散剂，所述流平剂为德国毕克化学byk-373流平剂。

进一步地，所述硫化碳炔是碳原子经过硫化的一维线性带状物；所述碳纤维是一种含碳量在95％以上的高强度、高模量纤维的新型纤维材料，由片状石墨微晶等有机纤维沿纤维轴向方向堆砌而成，经碳化及石墨化处理而得到的微晶石墨材料。

进一步地，所述三官能聚酯树脂是由二元醇、二元酸和多元醇中的一种与多元酸缩聚而成的高分子化合物。

进一步地，所述多元醇是指分子中含有三个或三个以上羟基的醇类树脂，其通式为cnh2n+2-x(oh)x，而且x≥3。

进一步地，所述脲基异氰酸酯固化剂是脲基二异氰酸酯类固化剂，由异氰酸酯、水和hdi制备而成。

所述a组原料和b组原料的比例为1：1。

本发明还提供了一种加固防爆抗震涂料的制备方法，包括以下步骤：

a1.将三官能聚酯树脂和多元醇混合；

a2.在转动搅拌下，往混合的三官能聚酯树脂和多元醇中依次加入润湿剂、分散剂、纳米氧化硅、硫化碳炔、碳纤维、石墨烯、紫外线吸收剂、紫外线稳定剂、抗氧剂、流平剂、消泡剂，搅拌均匀，得到混合物液体；

a3.将混合物液体过滤，得到a组原料；

a4.将a组原料与b组原料调配制得加固防爆抗震涂料。

进一步地，所述脲基异氰酸酯固化剂是脲基二异氰酸酯类固化剂，由异氰酸酯、水和hdi制备而成；制备时，先将异氰酸酯与水反应生成胺，然后与hdi反应生成脲基二异氰酸酯类固化剂。

进一步地，所述步骤a2中的转动速度为400r/min～600r/min，所述a组原料与b组原料的调配比例为1：1。

本发明还提供了一种安全帽，其表面具有由上述的加固防爆抗震涂料固化而成的涂层。

进一步地，所述涂层含有纳米氧化硅、硫化碳炔、碳纤维、石墨烯、紫外线吸收剂、紫外线稳定剂、抗氧剂。

本发明主要具有以下有益效果：

本发明所述加固防爆抗震涂料涂覆在安全帽的表面，干燥固化形成的涂层起到加固、防水、防爆和抗震功能，而且应用范围广泛，生产加工容易，有利于推广普及应用。

附图说明

图1是本发明所述的一种加固防爆抗震涂料的制备方法实施例的流程示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明所述的一种加固防爆抗震涂料，由a组原料和b组原料调配而成，所述a组原料和b组原料的优选比例为1：1。其中，

所述a组原料由以下质量百分比的组分制备而成：润湿剂0.1％～0.5％、分散剂0.1％～5％、消泡剂0.1％～0.5％、流平剂1％～5％、三官能聚酯树脂60％～80％、多元醇1％～5％、纳米氧化硅3％～5％、硫化碳炔1％～5％、碳纤维1％～5％、石墨烯1％～5％、紫外线吸收剂1％～5％、紫外线稳定剂1％～5％、抗氧剂1％～5％，而且各组分的质量百分比之和为100％；其中，所述三官能聚酯树脂是由二元醇、二元酸和多元醇(所述多元醇是指分子中含有三个或三个以上羟基的醇类树脂，其通式为cnh2n+2-x(oh)x，而且x≥3。)中的一种与多元酸缩聚而成的高分子化合物，所述润湿剂为聚醚改性聚二甲基硅氧烷溶液，所述分散剂包括聚酯改性聚二甲基硅氧烷溶液，所述消泡剂是聚硅氧烷溶液类消泡剂，所述紫外线吸收剂是一类光稳定剂(如：受阻胺光稳定剂)，是高分子制品(如：塑料、橡胶、涂料、合成纤维)的一种添加剂，能屏蔽或吸收紫外线的能量；所述紫外线稳定剂是三类光稳定剂，能够让紫外线吸收剂稳定(如：丙二醇)；所述抗氧剂是亚磷酸酯抗氧剂(如：抗氧剂168)，所述硫化碳炔是碳原子经过硫化的一维线性带状物；所述碳纤维是一种含碳量在95％以上的高强度、高模量纤维的新型纤维材料，由片状石墨微晶等有机纤维沿纤维轴向方向堆砌而成，经碳化及石墨化处理而得到的微晶石墨材料；优选方案为：所述润湿剂最好选用德国毕克化学聚醚改性聚二甲基硅氧烷byk-344润湿分散剂，所述分散剂最好选用德国毕克化学byk-310聚酯改性聚二甲基硅氧烷分散剂，所述流平剂最好选用德国毕克化学byk-373流平剂。

所述b组原料是脲基异氰酸酯固化剂，所述脲基异氰酸酯固化剂是脲基二异氰酸酯类固化剂，由异氰酸酯、水和hdi(六亚甲基二异氰酸酯)制备而成。

如图1所示，本发明所述一种加固防爆抗震涂料的制备方法，包括以下步骤：

步骤100.将三官能聚酯树脂和多元醇混合。

步骤200.在转动搅拌下，往混合的三官能聚酯树脂和多元醇中依次加入润湿剂、分散剂、纳米氧化硅、硫化碳炔、碳纤维、石墨烯、紫外线吸收剂、紫外线稳定剂、抗氧剂、流平剂、消泡剂，搅拌均匀，得到混合物液体；其中，所述转动速度为400r/min～600r/min。

步骤300.将混合物液体过滤，得到a组原料。

步骤400.将a组原料与b组原料调配制得加固防爆抗震涂料；其中，所述b组原料是脲基异氰酸酯固化剂，该脲基异氰酸酯固化剂是脲基二异氰酸酯类固化剂，由异氰酸酯、水和hdi制备而成；制备时，先将异氰酸酯与水反应生成胺，然后与hdi反应生成脲基二异氰酸酯类固化剂；而且所述a组原料与b组原料的调配比例优选为1：1。

将本发明所述加固防爆抗震涂料涂覆在安全帽的表面，干燥固化后形成的涂层，所述涂层含有纳米氧化硅、硫化碳炔、碳纤维、石墨烯、紫外线吸收剂、紫外线稳定剂、抗氧剂。经测试，该涂层对安全帽起到加固、防水、防爆和抗震功能，大大提升了安全帽的保护性能，而且该涂料生产加工容易，有利于推广普及应用。

下面通过具体实施例进一步对本发明所述加固防爆抗震涂料、制备方法和安全帽做进一步说明。

实施例1：

本实施例1提供了一种加固防爆抗震涂料，以加固防爆抗震涂料的原料组成的总质量为100％计，由a组原料和b组原料调配而成；其中，该a组原料由润湿剂0.3％、分散剂0.3％、消泡剂0.3％、流平剂2.5％、三官能聚酯树脂72.6％、多元醇2％、纳米氧化硅4％、硫化碳炔3％、碳纤维3％、石墨烯3％、紫外线吸收剂3％、紫外线稳定剂2％、抗氧剂4％制备成而，各组分的质量百分比之和为100％；b组原料为脲基异氰酸酯固化剂100％。

该实施例1所述加固防爆抗震涂料的制备方法包括以下步骤：

1)在400r/min-600r/min的转速下，向三官能聚酯树脂中依次加入多元醇树脂、润湿剂、分散剂、纳米氧化硅、硫化碳炔、碳纤维、紫外线吸收剂、紫外线稳定剂、抗氧剂、流平剂、消泡剂，搅拌均匀，得到混合物液体；

2)搅拌均匀后过滤包装，得到所述加固防爆抗震涂料的a组原料；

3)将a组原料与b组原料按照1：1的比例调配成加固防爆抗震涂料。

实施例2：

本实施例2提供了一种加固防爆抗震涂料，以加固防爆抗震涂料的原料组成的总质量为100％计，由a组原料和b组原料调配而成；其中，该a组原料由润湿剂0.3％、分散剂0.3％、消泡剂0.3％、流平剂2.5％、三官能聚酯树脂61％、多元醇2％、纳米氧化硅5％、硫化碳炔5％、碳纤维5％、石墨烯5％、紫外线吸收剂5％、紫外线稳定剂4％、抗氧剂4.6％制备而成，各组分的质量百分比之和为100％；b组原料为脲基异氰酸酯固化剂100％。

该实施例1所述加固防爆抗震涂料的制备方法，包括以下步骤：

1)在400r/min-600r/min的转速下，向三官能聚酯树脂中依次加入多元醇树脂、润湿剂、分散剂、纳米氧化硅、硫化碳炔、碳纤维、紫外线吸收剂、紫外线稳定剂、抗氧剂、流平剂、消泡剂，搅拌均匀，得到混合物液体；

2)搅拌均匀后过滤包装，得到所述加固防爆抗震涂料的a组原料；

3)将a组原料与b组原料按照1：1的比例调配成加固防爆抗震涂料。

将本发明实例1和2的加固防爆抗震涂料涂覆到常规安全帽上，采用gb1410固体电工绝缘材料、绝缘电阻、体积电阻系数和表面电阻系数试验方法和gb2812安全帽试验方法进行测试，同时将同一型号的常规安全帽(未涂覆本发明加固防爆抗震涂料)作为对比例进行测试，具体测试结果见下表1。

表1

从表1可以得知：涂覆本发明所述加固防爆抗震涂料的安全帽实施例1-2与未涂覆的常规安全帽，安全帽的强度、防水性能、防爆性能和抗震性能明显提高，安全性能更好。

另外，本发明所述加固防爆抗震涂料可以用于各种设施上，应用范围极广，起到加固、防水、防爆、抗震功能，满足人们对特殊环境的应对需求。

以上所述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，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。