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Abstract

本发明公开了一种安全帽的缓冲层，包括第一单元、第二单元、第三单元；所述第一单元、第二单元、第三单元依次从帽壳至帽衬方向设置；所述第一单元和所述第三单元均由缓冲材料填充，所述第一单元内均匀设有空心球体；所述第二单元内均匀设有弹性件；所述缓冲材料，由以下原料组成：甲基乙烯基硅橡胶，改性气相二氧化硅，氟素脱模剂，石英粉，聚二甲基硅氧烷。本发明相比现有技术具有以下优点：本发明中改性气相二氧化硅不仅比气相二氧化硅具有较高的延展性，分散性之外，还具有较高的拉伸性能，对于缓冲层的缓冲效果起到了优异的改善；最终的缓冲层缓冲效果良好，阻力大、弹性强，安全性能得到了较大提高。

Description

一种安全帽的缓冲层及其所用缓冲材料
技术领域
本发明涉及安全帽领域，尤其涉及的是一种安全帽的缓冲层及其所用缓冲材料。
背景技术
安全帽是用来保护头顶而戴的钢制或类似原料制的浅圆顶帽子，防止冲击物伤害头部的防护用品。由帽壳、帽衬、下颊带和后箍组成。帽壳呈半球形，坚固、光滑并有一定弹性，打击物的冲击和穿刺动能主要由帽壳承受。帽壳和帽衬之间留有一定空间，可缓冲、分散瞬时冲击力，从而避免或减轻对头部的直接伤害。冲击吸性性能、耐穿刺性能、侧向刚性、电绝缘性、阻燃性是对安全帽的基本技术性能的要求。当作业人员头部受到坠落物的冲击时，利用安全帽帽壳、帽衬在瞬间先将冲击力分解到头盖骨的整个面积上，然后利用安全帽各部位缓冲结构的弹性变形、塑性变形和允许的结构破坏将大部分冲击力吸收，使最后作用到人员头部的冲击力降低到4900N以下，从而起到保护作业人员的头部的作用。安全帽的帽壳材料对安全帽整体抗击性能起重要的作用。
帽壳和帽衬之间留有一定空间，一般会称为缓冲层。缓冲层尤为重要，主要是起到缓冲减震的作用，当尖锐物体下落至缓冲层中时，缓冲层所产生的阻力大小及弹性强度直接影响到该尖锐物体下落的速度。现有的安全帽中缓冲层缓冲效果不佳，阻力小、弹性差。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于：现有的安全帽中缓冲层缓冲效果不佳，阻力小、弹性差。为此，提供了一种安全帽的缓冲层及其所用缓冲材料。
本发明是通过以下技术方案解决上述技术问题的：
一种安全帽的缓冲层，包括第一单元、第二单元、第三单元；所述第一单元、第二单元、第三单元依次从帽壳至帽衬方向设置；所述第一单元和所述第三单元均由缓冲材料填充，所述第一单元内均匀设有空心球体；所述第二单元内均匀设有弹性件。
进一步的，所述弹性件为复位弹簧。当帽壳承受向下的冲击力之后，复位弹簧会向上产生与上述冲击力相应的弹力，避免冲击力继续向帽衬方向运动，有效缓解冲击力对人体头部的伤害。
一种制备上述安全帽缓冲层所用的缓冲材料，由以下重量份数原料组成：甲基乙烯基硅橡胶100～110份，改性气相二氧化硅60～80份，氟素脱模剂2～3份，石英粉2～10份，聚二甲基硅氧烷0.5～2份。
进一步的，由以下重量份数原料组成：甲基乙烯基硅橡胶100份，改性气相二氧化硅60份，苯基硅油6份，氟素脱模剂2份，石英粉2份，聚二甲基硅氧烷0.5份。
进一步的，由以下重量份数原料组成：甲基乙烯基硅橡胶110份，改性气相二氧化硅80份，苯基硅油9份，氟素脱模剂3份，石英粉10份，聚二甲基硅氧烷2份。
进一步的，由以下重量份数原料组成：甲基乙烯基硅橡胶105份，改性气相二氧化硅70份，苯基硅油8份，氟素脱模剂2.5份，石英粉6份，聚二甲基硅氧烷1份。
进一步的，所述改性气相二氧化硅由气相二氧化硅及苯基硅油按照质量分数比为1:1组成。气相二氧化硅(气相白碳黑)是极其重要的高科技超微细无机新材料之一，由于其粒径很小，因此比表面积大，表面吸附力强，表面能大，化学纯度高、分散性能好、热阻、电阻等方面具有特异的性能，以其优越的稳定性、补强性、增稠性和触变性，在众多学科及领域内独具特性，有着不可取代的作用。在所述缓冲材料中加入气相二氧化硅可以增强缓冲层的稠度，增加外物通过缓冲层的阻力，避免在外物冲击下，缓冲层遭到穿透而导致的人体头部受伤。
进一步的，所述苯基硅油粘度为1000-1500mPa.s。苯基硅油的热稳定性好，250℃热空气中的凝胶化时间为1750h，还具有良好的耐辐照性能及高的氧化稳定性、耐热性、耐燃性、抗紫外性和耐化学性。用于润滑、阻尼、防震、防尘及高温热载体，用在所述缓冲材料中，可以有效的起到耐高温的作用，放置施工人员长期佩戴安全帽带来的高温不适。
进一步的，所述改性气相二氧化硅制备方法为：向气相二氧化硅中加入苯基硅油并升温至50～60℃，充分搅拌30～40min直至混合均匀即可得所述改性气相二氧化硅。所述改性气相二氧化硅不仅比气相二氧化硅具有较高的延展性，分散性之外，还具有较高的拉伸性能，对于缓冲层的缓冲效果起到了优异的改善。
进一步的，所述石英粉粒度在120～200目筛。石英砂是一种坚硬、耐磨、化学性能稳定的硅酸盐矿物，其主要矿物成分是SiO2，石英砂的颜色为乳白色、或无色半透明状，硬度7，性脆无解理，贝壳状断口，油脂光泽，其化学、热学和机械性能具有明显的异向性。从矿山开采出的石英石经加工后，一般细度在120目以下(小于120目)的产品称石英砂，超过120目的产品称为石英粉。
本发明相比现有技术具有以下优点：本发明中改性气相二氧化硅不仅比气相二氧化硅具有较高的延展性，分散性之外，还具有较高的拉伸性能，对于缓冲层的缓冲效果起到了优异的改善；最终的缓冲层缓冲效果良好，阻力大、弹性强，安全性能得到了较大提高。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
具体实施方式
下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
实施例1
一种安全帽的缓冲层，包括第一单元301、第二单元303、第三单元305；所述第一单元301、第二单元303、第三单元305依次从帽壳100至帽衬200方向设置；所述第一单元301和所述第三单元305均由缓冲材料填充，所述第一单元301内均匀设有空心球体302；所述第二单元303内均匀设有弹性件304。
进一步的，所述弹性件304为复位弹簧。当帽壳100承受向下的冲击力之后，复位弹簧会向上产生与上述冲击力相应的弹力，避免冲击力继续向帽衬200方向运动，有效缓解冲击力对人体头部的伤害。
一种制备上述安全帽缓冲层所用的缓冲材料，由以下重量份数原料组成：甲基乙烯基硅橡胶100份，改性气相二氧化硅60份，苯基硅油6份，氟素脱模剂2份，石英粉2份，聚二甲基硅氧烷0.5份。
其中，所述改性气相二氧化硅由气相二氧化硅及苯基硅油按照质量分数比为1:1组成。气相二氧化硅(气相白碳黑)是极其重要的高科技超微细无机新材料之一，由于其粒径很小，因此比表面积大，表面吸附力强，表面能大，化学纯度高、分散性能好、热阻、电阻等方面具有特异的性能，以其优越的稳定性、补强性、增稠性和触变性，在众多学科及领域内独具特性，有着不可取代的作用。在所述缓冲材料中加入气相二氧化硅可以增强缓冲层的稠度，增加外物通过缓冲层的阻力，避免在外物冲击下，缓冲层遭到穿透而导致的人体头部受伤。
所述苯基硅油粘度为1000-1500mPa.s，苯基硅油的热稳定性好，250℃热空气中的凝胶化时间为1750h，还具有良好的耐辐照性能及高的氧化稳定性、耐热性、耐燃性、抗紫外性和耐化学性。用于润滑、阻尼、防震、防尘及高温热载体，用在所述缓冲材料中，可以有效的起到耐高温的作用，放置施工人员长期佩戴安全帽带来的高温不适。
所述改性气相二氧化硅制备方法为：向气相二氧化硅中加入苯基硅油并升温至50～60℃，充分搅拌30～40min直至混合均匀即可得所述改性气相二氧化硅。所述改性气相二氧化硅不仅比气相二氧化硅具有较高的延展性，分散性之外，还具有较高的拉伸性能，对于缓冲层的缓冲效果起到了优异的改善。
所述石英粉粒度在160目筛。石英砂是一种坚硬、耐磨、化学性能稳定的硅酸盐矿物，其主要矿物成分是SiO2，石英砂的颜色为乳白色、或无色半透明状，硬度7，性脆无解理，贝壳状断口，油脂光泽，其化学、热学和机械性能具有明显的异向性。从矿山开采出的石英石经加工后，一般细度在120目以下(小于120目)的产品称石英砂，超过120目的产品称为石英粉。
实施例2
由以下重量份数原料组成：甲基乙烯基硅橡胶110份，改性气相二氧化硅80份，苯基硅油9份，氟素脱模剂3份，石英粉10份，聚二甲基硅氧烷2份。其他实施方式和实施例1相同。
实施例3
由以下重量份数原料组成：甲基乙烯基硅橡胶105份，改性气相二氧化硅70份，苯基硅油8份，氟素脱模剂2.5份，石英粉6份，聚二甲基硅氧烷1份。其他实施方式和实施例1相同。
对比例1具体为，将实施例1～3中的改性气相二氧化硅换成气相二氧化硅，其他成分及实施方式与实施例1～3相同。其中，对比例1中的成分为实施例1～3中各项对应相同成分的平均值。
对实施例1～3制备的耐高温硅橡胶进行性能检测，并与国标和对比例1作对比，对比结果如表1。
表1
实施例1 实施例2 实施例3 对比例1 国家标准
拉伸强度/MPa 8.8 8.7 8.9 7.5 ≥5
拉断伸长率/％ 420 422 435 380 ≥100
硬度(邵尔A) 70 72 71 71 75～85
上述表1的硬度(邵尔A)按照GB/T 531-1999进行测试；拉伸强度和拉断伸长率按照GB/T 528-1998进行测试。
由表1得知，改性气相二氧化硅不仅比气相二氧化硅具有较高的延展性，分散性之外，还具有较高意料不到的的拉伸性能，对于缓冲层300的缓冲效果起到了优异的改善。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种安全帽的缓冲层，其特征在于：包括第一单元、第二单元、第三单元；所述第一单元、第二单元、第三单元依次从帽壳至帽衬方向设置；所述第一单元和所述第三单元均由缓冲材料填充，所述第一单元内均匀设有空心球体；所述第二单元内均匀设有弹性件。
2.根据权利要求1所述的一种安全帽的缓冲层，其特征在于：所述弹性件为复位弹簧。
3.一种制备权利要求1～2中任一项所述的安全帽缓冲层所用的缓冲材料，其特征在于：由以下重量份数原料组成：甲基乙烯基硅橡胶100～110份，改性气相二氧化硅60～80份，氟素脱模剂2～3份，石英粉2～10份，聚二甲基硅氧烷0.5～2份。
4.根据权利要求3所述安全帽缓冲层所用的缓冲材料，其特征在于：由以下重量份数原料组成：甲基乙烯基硅橡胶100份，改性气相二氧化硅60份，苯基硅油6份，氟素脱模剂2份，石英粉2份，聚二甲基硅氧烷0.5份。
5.根据权利要求3所述安全帽缓冲层所用的缓冲材料，其特征在于：由以下重量份数原料组成：甲基乙烯基硅橡胶110份，改性气相二氧化硅80份，苯基硅油9份，氟素脱模剂3份，石英粉10份，聚二甲基硅氧烷2份。
6.根据权利要求3所述安全帽缓冲层所用的缓冲材料，其特征在于：由以下重量份数原料组成：甲基乙烯基硅橡胶105份，改性气相二氧化硅70份，苯基硅油8份，氟素脱模剂2.5份，石英粉6份，聚二甲基硅氧烷1份。
7.根据权利要求3中任一项所述安全帽缓冲层所用的缓冲材料，其特征在于：所述改性气相二氧化硅由气相二氧化硅及苯基硅油按照质量分数比为1:1组成。
8.根据权利要求3中任一项所述安全帽缓冲层所用的缓冲材料，其特征在于：所述苯基硅油粘度为1000-1500mPa.s。
9.根据权利要求3中任一项所述安全帽缓冲层所用的缓冲材料，其特征在于：所述改性气相二氧化硅制备方法为：向气相二氧化硅中加入苯基硅油并升温至50～60℃，充分搅拌30～40min直至混合均匀即可得所述改性气相二氧化硅。
10.根据权利要求3中任一项所述安全帽缓冲层所用的缓冲材料，其特征在于：所述石英粉粒度在120～200目筛。
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Denomination of invention: Buffer layer of safety helmet

Effective date of registration: 20221228

Granted publication date: 20210219

Pledgee: Anhui Jingde Rural Commercial Bank Co.,Ltd.

Pledgor: ANHUI JINGDE FEIXUN SAFETY EQUIPMENT Co.,Ltd.

Registration number: Y2022980029387

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