一种聚氨酯粉体材料的头盔缓冲层及制造工艺

本发明涉及头盔缓冲层制备，具体为一种聚氨酯粉体材料的头盔缓冲层及制造工艺。

背景技术：

1、利用聚氨酯材料进行头盔缓冲层的制备在现有技术中应用广泛，如申请公布号为cn104492067a所述的一种用于跆拳道的聚氨酯防护头盔及其制备工艺，其直接采用聚氨酯材料一体成型制备防护头盔本体，具有良好的回弹和缓冲效果，但是其通过预制模具的方式进行头盔制备，头盔个性化设计能力较差。

2、如申请公布号为cn108164983a所述的选择性激光烧结用聚氨酯材料及其制备方法，其可以在选择性激光烧结的加工方式下进行制品的3d打印，并且通过长链纤维的设置，对聚氨酯粉末中的粉末间隙进行填充，增加了粉末的密实程度，并提高烧结后制件的强度和耐磨性，但是由于长链纤维的添加，导致聚氨酯粉末无法进行均匀的平铺，这样在利用选择性激光烧结进行制件的3d打印时，无法保证打印出制件的质量。

3、基于对上述资料的检索，可以看出现有头盔缓冲层的制备存在如下缺陷：

4、一、头盔个性化设计能力差；

5、二、利用选择性激光烧结进行头盔缓冲层制件打印时，无法保证头盔缓冲层制件的打印质量；

6、三、单纯采用聚氨酯材料进行头盔缓冲层制备，头盔缓冲层功能性单一。

技术实现思路

1、(一)解决的技术问题

2、针对现有技术的不足，本发明提供了一种聚氨酯粉体材料的头盔缓冲层及制造工艺，解决了上述的问题。

3、(二)技术方案

4、为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种聚氨酯粉体材料的头盔缓冲层，包括由聚氨酯粉体材料制备的头盔缓冲层，所述聚氨酯粉体材料包括第一聚氨酯粉末、第二聚氨酯粉末、流动助剂、分散剂、抗氧剂、抗菌剂和耐候剂；

5、所述第一聚氨酯粉末、第二聚氨酯粉末、流动助剂、分散剂、抗氧剂、抗菌剂和耐候剂按重量比包括：700:300:10-30:8-22:4-10:20-50:0.1-1.5；

6、所述第一聚氨酯粉末粒径为2-10μm，优选5μm；

7、所述第二聚氨酯粉末粒径为40-60μm，优选60μm。

8、本发明进一步设置为：所述流动助剂为纳米滑石粉、纳米二氧化硅、纳米氧化铝、纳米氧化钙和硬脂酸脂中的一种或多种组成。

9、本发明进一步设置为：所述分散剂为非离子表面活化剂。

10、本发明进一步设置为：所述抗氧剂为抗氧剂1020、抗氧剂1010、抗氧剂168中的一种或两种。

11、本发明进一步设置为：所述抗菌剂为二氧化钛、纳米银颗粒中的一种或两种组成。

12、本发明进一步设置为：所述耐候剂为2-(2'-羟基-5'-甲基苯基)苯并三唑、2-(2'-羟基-3'-叔丁基-5'-甲基苯基)-5-氯苯并三唑和2-(2'-羟基-3'，5'-二叔丁基苯基)-5-氯苯并三唑中的一种。

13、本发明进一步设置为：所述第一聚氨酯粉末、第二聚氨酯粉末、流动助剂、分散剂、抗氧剂、抗菌剂和耐候剂的优选重量比为：700:300:10-20:12-18:4-10:20-50:0.8。

14、本发明还公开了一种聚氨酯粉体材料的头盔缓冲层的制造工艺，具体包括以下步骤：

15、步骤一、原料称取：按照700:300:10-30:8-22:4-10:20-50:0.1-1.5的重量比进行第一聚氨酯粉末、第二聚氨酯粉末、流动助剂、分散剂、抗氧剂、抗菌剂、耐候剂的原料称取；

16、步骤二、混匀：将步骤一中称取的原料依次加入到非接触式均质机中，以1500-2000r/min的转速，转动5-10min，获取聚氨酯粉体材料；

17、步骤三、建模切片：建立头盔缓冲层的3d模型，使用选择性激光烧结设备的切片软件将3d模型切分成若干个0.10㎜厚度的切片层，设置选择性激光烧结参数为：预热温度90℃，扫描间距0.20mm，激光功率35w，铺粉厚度0.10mm，扫描速度12000mm/s；

18、步骤四、烧结成型：将步骤二中获取的聚氨酯粉体材料按照切片层顺序逐层均匀平铺在选择性激光烧结设备的成型平台上，选择性激光烧结设备中的激光照射在平铺粉末上，使切片层相关的区域与下一切片层对应平铺粉末的区域烧结在一起，直至完成头盔缓冲层的制备。

19、本发明进一步设置为：所述步骤四中在一个切片层烧结完成后，成型平台下降0.1㎜，直至完成头盔缓冲层的制备。

20、(三)有益效果

21、本发明提供了一种聚氨酯粉体材料的头盔缓冲层及制造工艺。具备以下

22、有益效果：

23、(1)本发明通过利用不同粒径大小的第一聚氨酯粉末和第二聚氨酯粉末进行聚氨酯粉体材料的制备，在小粒径的第一聚氨酯粉末设置下，可以有效保证聚氨酯粉体材料的密实度，保证制取头盔缓冲层制件高强度的同时，为后续激光烧结时，聚氨酯粉体材料的均匀平铺提供便利条件，有效保证头盔缓冲层3d打印质量的同时，为头盔缓冲层的个性化制备提供便利，以达到更佳的保护效果。

24、(2)本发明通过流动助剂、分散剂、抗氧剂、抗菌剂和耐候剂的配合设置，使聚氨酯粉体材料具备优异的铺平性能、抗菌性能、抗老化性能和耐候性能，有效解决了聚氨酯粉末种类单一和性能较差的情况。

技术特征：

1.一种聚氨酯粉体材料的头盔缓冲层，包括由聚氨酯粉体材料制备的头盔缓冲层，其特征在于：所述聚氨酯粉体材料包括第一聚氨酯粉末、第二聚氨酯粉末、流动助剂、分散剂、抗氧剂、抗菌剂和耐候剂；

2.根据权利要求1所述的一种聚氨酯粉体材料的头盔缓冲层，其特征在于：所述流动助剂为纳米滑石粉、纳米二氧化硅、纳米氧化铝、纳米氧化钙和硬脂酸脂中的一种或多种组成。

3.根据权利要求1所述的一种聚氨酯粉体材料的头盔缓冲层，其特征在于：所述分散剂为非离子表面活化剂。

4.根据权利要求1所述的一种聚氨酯粉体材料的头盔缓冲层，其特征在于：所述抗氧剂为抗氧剂1020、抗氧剂1010、抗氧剂168中的一种或两种。

5.根据权利要求1所述的一种聚氨酯粉体材料的头盔缓冲层，其特征在于：所述抗菌剂为二氧化钛、纳米银颗粒中的一种或两种组成。

6.根据权利要求1所述的一种聚氨酯粉体材料的头盔缓冲层，其特征在于：所述耐候剂为2-(2'-羟基-5'-甲基苯基)苯并三唑、2-(2'-羟基-3'-叔丁基-5'-甲基苯基)-5-氯苯并三唑和2-(2'-羟基-3'，5'-二叔丁基苯基)-5-氯苯并三唑中的一种。

7.根据权利要求1所述的一种聚氨酯粉体材料的头盔缓冲层，其特征在于：所述第一聚氨酯粉末、第二聚氨酯粉末、流动助剂、分散剂、抗氧剂、抗菌剂和耐候剂的优选重量比为：700:300:10-20:12-18:4-10:20-50:0.8。

8.一种聚氨酯粉体材料的头盔缓冲层的制造工艺，其特征在于：具体包括以下步骤：

9.根据权利要求8所述的一种聚氨酯粉体材料的头盔缓冲层的制造工艺，其特征在于：所述步骤四中在一个切片层烧结完成后，成型平台下降0.1㎜，直至完成头盔缓冲层的制备。

技术总结
本发明公开了一种聚氨酯粉体材料的头盔缓冲层及制造工艺，包括由聚氨酯粉体材料制备的头盔缓冲层，所述聚氨酯粉体材料包括第一聚氨酯粉末、第二聚氨酯粉末、流动助剂、分散剂、抗氧剂、抗菌剂和耐候剂，本发明涉及头盔缓冲层制备技术领域。该聚氨酯粉体材料的头盔缓冲层及制造工艺，通过利用不同粒径大小的第一聚氨酯粉末和第二聚氨酯粉末进行聚氨酯粉体材料的制备，在小粒径的第一聚氨酯粉末设置下，可以有效保证聚氨酯粉体材料的密实度，保证制取头盔缓冲层制件高强度的同时，为后续激光烧结时，聚氨酯粉体材料的均匀平铺提供便利条件，有效保证头盔缓冲层3D打印质量的同时，为头盔缓冲层的个性化制备提供便利，以达到更佳的保护效果。

技术研发人员：李楠,乌日开西·艾依提,卢秉恒
受保护的技术使用者：新疆大学
技术研发日：
技术公布日：2024/2/1