CN113243603A - 头盔 - Google Patents

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Abstract

本发明提供包括下列结构的头盔(1)：配置为相对于彼此滑动的两层(2,3)；并且其中两层(2,3)之一或两者的表面包括滑动促进剂(4)，以改善两层(2,3)之间的滑动性，其中滑动促进剂(4)包括(i)有机聚合物、聚硅氧烷和表面活性剂；(ii)有机聚合物和基于聚硅氧烷和有机聚合物的共聚物；或者(iii)通过使聚硅氧烷和有机聚合物进行交联反应获得的或可获得的非弹性体交联聚合物。

Description

头盔
本申请为申请号201780001693.8、申请日为2017年02月28日、发明名称为“头盔”的发明专利申请的分案申请。
本发明涉及头盔。特别地，本发明涉及促进头盔中层的滑动，以改善对斜向冲击的保护。
已知头盔用于多种活动。这些活动包括作战和工业用途，如用于士兵的防护头盔和例如用于建筑工人、矿工或工业机械操作员使用的安全帽或头盔。头盔在体育活动中也很常见。例如，防护头盔可用于冰球、骑行、骑摩托车、机车比赛、滑雪、滑雪板、滑冰、滑板、马术活动、美式足球、棒球、橄榄球、板球、长曲棍球、攀岩、高尔夫、充气式气枪(airsoft)和气枪彩弹游戏(airsoft and paintballing)。
头盔可以是固定尺寸或可调节的，以适应不同的头部尺寸和形状。在一些类型的头盔，例如通常在冰球头盔中，可以通过移动头盔的部件来改变头盔的外部和内部尺寸而提供可调节性。这可以通过使头盔具有能够相对于彼此移动的两个或多个部件来实现。在其它情况下，例如通常在骑行头盔中，头盔设置有用于将头盔固定到使用者头部的附接装置(attachment device)，并且正是此附接装置可以改变尺寸以适应使用者的头部，而同时头盔的主体或外壳保持相同的尺寸。用于将头盔放置在使用者头部上的这种附接装置可以与另外的捆扎带(如下巴带)一起使用，以进一步确保头盔在适当位置。这些调节机构的组合也是可能的。
头盔通常由外壳和称作衬里的能量吸收层制成，其中外壳通常是硬的并由塑料或复合材料制成。如今，必须设计防护头盔，以满足某些法律要求，其特别涉及在规定载荷下大脑的重心可能产生的最大加速度。通常，进行测试，在测试中已知装备了头盔的虚拟头骨经受朝向头部的径向吹动。结果是现代头盔在对着头骨的径向吹动的情况下具有良好的能量吸收能力。在开发头盔以减少斜向吹动(即其结合了切向和径向分量)传递的能量方面，通过吸收或耗散转动能量和/或将其改为平移能量而不是转动能量，也已经取得了进展(例如，WO2001/045526和WO2011/139224，其全部内容以引用方式纳入本文)。
这种斜向冲击(在没有保护的情况下)导致大脑的平移加速度以及角加速度。角加速度会引起大脑在头骨内部转动，从而对连接大脑与头骨的身体元件以及大脑本身造成伤害。
转动损伤的例子包括脑震荡、硬膜下血肿(SDH)、血管震颤(blood vesselsrapturing)引起的出血和弥漫性轴突损伤(DAI)，其可概括为由于大脑组织中高剪切变形引起的神经纤维过度拉伸。
取决于转动力的特征，如持续时间、幅度和增加速率，可能会遭受SDH、DAI或这些损伤的组合。一般而言，SDH发生在持续时间短、振幅大的加速度下，而DAI发生在较长且更广泛的加速负载的情况下。
然而，用于防护抵抗斜向冲击的头盔领域仍在发展中。本发明旨在提供改进的斜向冲击保护。
本发明提供包括下列结构的头盔：
配置为相对于彼此滑动的两层；和
其中一层或两层的表面包括滑动促进剂，以改善两层之间的滑动性，其中滑动促进剂包括
(i)有机聚合物、聚硅氧烷和表面活性剂；
(ii)有机聚合物和基于聚硅氧烷和有机聚合物的共聚物；或者
(iii)通过使聚硅氧烷和有机聚合物进行交联反应获得的或可获得的非弹性体交联聚合物。
本发明还提供制造头盔的方法，所述方法包括：
在头盔的第一层的表面上施加或形成滑动促进剂；和
将所述层相对于头盔的另一层布置成使得所述两层被配置成相对于彼此滑动，其中滑动位于所述两层之间；
其中所述滑动促进剂包括
(i)有机聚合物、聚硅氧烷和表面活性剂；
(ii)有机聚合物和基于聚硅氧烷和有机聚合物的共聚物；或者
(iii)通过使聚硅氧烷和有机聚合物进行交联反应获得的或可获得的非弹性体交联聚合物。
下面，参照附图，利用非限制性实施例描述本发明，其中：
图1描绘了通过用于提供抵抗斜向冲击的保护的头盔的剖面；
图2是表示图1的头盔的功能原理的图；
图3A、3B和3C示出了图1的头盔的结构的变化；
图4是另一个防护头盔的示意图；和
图5描绘了连接图4的头盔的附接装置的替代方式。
图6描绘了与具有根据本发明的滑动促进剂的头盔相比，常规头盔的角加速度测量。
为了清楚起见，在附图中夸大了图中所示的头盔中的各层的厚度比例，并且当然可以根据需要和要求进行调整。
图1描绘了WO 01/45526中所讨论的类型的第一个头盔1，旨在提供抵抗斜向冲击的保护。这种类型的头盔可以是上面讨论的任何类型的头盔。
防护头盔1由外壳2和布置在外壳2内部的旨在与穿戴者的头部接触的内壳3构成。
布置在外壳2和内壳3之间的是滑动层4或滑动促进剂，从而使得外壳2和内壳3之间的位移变得可能。特别是，如下所述，滑动层4或滑动促进剂可以被配置为使得在冲击过程中两个部件之间可以发生滑动。例如，其可以被配置为能够在与头盔1上的冲击相关的力下滑动，所述冲击预期对于头盔1的佩戴者而言是可以生存的。在一些布置中，可能需要构造滑动层或滑动促进剂使得摩擦系数为0.001至0.3，优选0.01至0.3，更优选0.05至0.3。
在图1的描绘中，布置在头盔1的边缘部分中的可以是连接外壳2和内壳3的一个或多个连接构件5。在一些布置中，所述连接件可以通过吸收能量抵消外壳2和内壳3之间的相互位移。但是，这并不是必不可少地。此外，即使存在该特征，与在冲击过程中由内壳3吸收的能量相比，所述吸收的能量的量通常是极小的。在其它布置中，可以根本不存在连接构件5。
此外，这些连接构件5的位置可以变化(例如，位于远离边缘部分，并且通过滑动层4连接外壳2和内壳3)。
外壳2优选较薄且强，以承受各种类型的冲击。外壳2可以由聚合物材料例如聚碳酸酯(PC)、聚氯乙烯(PVC)或丙烯腈丁二烯苯乙烯(ABS)制成。有利地，聚合物材料可以是纤维增强的，使用材料如玻璃纤维、芳香族聚酰胺(Aramid)、芳香族聚酰胺(Twaron)、碳纤维或凯夫拉(Kevlar)。
内壳3相当厚并且用作能量吸收层。因此，它能够减缓或吸收对头部的冲击。它可以有利地由泡沫材料制成，比如发泡聚苯乙烯(EPS)、发泡聚丙烯(EPP)、发泡聚氨酯(EPU)、乙烯基腈泡沫；或其它例如形成蜂窝状结构的材料；或如以商标名PoronTM和D3OTM销售的应变速率敏感泡沫体(strain rate sensitive foams)。结构可以以不同的方式改变，其在下面以例如不同材料的多个层出现。
内壳3被设计用于吸收冲击能量。头盔1的其它组件将在有限程度上吸收该能量(例如，硬的外壳2或在内壳3内提供的所谓的“舒适衬垫(padding)”)，但这不是它们的主要目的，并且较之于内壳3的能量吸收，它们对能量吸收的贡献是极小的。实际上，尽管一些其它组件如舒适衬垫可以由“可压缩的”材料制成，并因此在其它文章中被认为是“能量吸收的”，但在头盔领域内公认的是，用于减少对头盔佩戴者的伤害的目的，在冲击过程中就吸收有意义的量的能量而言，可压缩材料并不一定是“能量吸收的”。
作为连接构件5，可以使用例如以适当的方式锚固在外壳和内壳中的可变形的塑料条或金属条。
图2示出了防护头盔1的功能原理，其中假定头盔1和佩戴者的头骨10是半圆柱形，头骨10固定在纵向轴11上。当头盔1受到斜向冲击K时，扭力和扭矩传递到头骨10。冲击力K产生抵抗防护头盔1的切向力KT和径向力KR。在此特定的上下文中，仅头盔转动的切向力KT及其影响令人感兴趣。
可以看出，力K产生外壳2相对于内壳3的位移12，连接构件5发生变形。以这样的布置，可以获得传递到头骨10的扭力减少约25％。这是由于内壳3和外壳2之间的滑动运动，减少了转变为径向加速度的能量。
尽管没有示出，滑动运动也可以发生在防护头盔1的圆周方向上。这可以是外壳2和内壳3之间的圆周角转动的结果(即，在冲击过程中外壳2可以通过相对于内壳3的圆周角转动)。
防护头盔1的其它布置也是可能的。图3中示出了几个可能的变型。在图3a中，内壳3由较薄的外层3”和较厚的内层3'构成。优选地，外层3”比内层3'硬，以有助于促进相对于外壳2的滑动。在图3b中，以与图3a中相同的方式构造内壳3。然而，在这种情况下，有两个滑动层4，在两个滑动层4之间有中间壳6。如果需要，所述两个滑动层4可以被不同地实施并由不同的材料制成。例如，一种可能性是在外滑动层中具有比内部更低的摩擦。在图3c中，与之前不同地实施外壳2。在这种情况下，较硬的外层2”覆盖较软的内层2'。内层2'可以是例如与内壳3相同的材料。
图4描绘了WO2011/139224中所讨论的类型的第二个头盔1，其也旨在提供抵抗斜向冲击的保护。这种类型的头盔也可以是上面讨论的任何类型的头盔。
在图4中，与图1的头盔的内壳3相似，头盔1包括能量吸收层3。能量吸收层3的外表面可以由与能量吸收层3相同的材料提供(即，可以是没有附加的外壳)，或者所述外表面可以是与图1中所示的头盔的外壳2相当的刚性壳2(见图5)。在这种情况下，刚性壳2可以由与能量吸收层3不同的材料制成。图4的头盔1具有可任选的多个通风孔7，延伸穿过能量吸收层3和外壳2，从而允许气流通过头盔1。
提供附接装置13，用于将头盔1连接到佩戴者的头部。如前所述，当能量吸收层3和刚性壳2不能调节尺寸时，可能需要这个附接装置，因为允许通过调节附接装置13的尺寸来容纳不同尺寸的头部。所述附接装置13可以由弹性或半弹性聚合物材料如PC、ABS、PVC或PTFE或天然纤维材料如棉布制成。例如，帽子可以形成所述附接装置13。
虽然示意出了所述附件装置13，包括具有从前、后、左和右侧延伸的其它的系带部分(strap portions)的头带部分(headband portion)，但是可以根据头盔的构造改变所述附接装置13的具体构造。在一些情况下，附接装置可以更像是连续的(成形的)板，可能具有孔或间隙，例如，相应于通风孔7的位置，以允许气流通过头盔。
图4还描述了任选的调节装置6，用于调节特殊佩戴者的附接装置13的头带的直径。在其它布置中，头带可以是弹性头带，在这种情况下可以不包括调节装置6。
滑动促进剂4径向地提供在能量吸收层3的内侧。滑动促进剂4适应于相对于能量吸收层滑动或相对于将头盔连接到佩戴者头部而提供的附接装置13滑动。
以与上述相同的方式，提供滑动促进剂4以辅助能量吸收层3相对于附接装置13的滑动。滑动促进剂4在滑动促进剂4的任一侧的层之间产生低摩擦系数。
因此，在图4的头盔中，滑动促进剂可以设置在能量吸收层3的最内侧面上或者与能量吸收层3的最内侧面成一体，朝向附接装置13。
然而，同样可以想到的是，滑动促进剂4可以设置在附接装置13的外表面上或与附接装置13的外表面一体化，用于提供能量吸收层3和附接装置13之间的滑动性的相同目的。即，在特定的布置中，附接装置13本身或其组件可以适应于用作滑动促进剂4，并且可以包括低摩擦材料。
换句话说，滑动促进剂4径向地设置在能量吸收层3的内侧。滑动促进剂4也可以径向地设置在附接装置13的外侧。
当附接装置13形成为帽子(如上所述)时，滑动促进剂4可以设置为低摩擦材料的贴片(patches)。
可以利用固定构件5，如图4中的四个固定构件5a、5b、5c和5d，将附接装置13固定到能量吸收层3和/或外壳2。这些可以适应于通过以弹性、半弹性或塑性方式的变形来吸收能量。但是，这并不是必不可少地。此外，即使存在该特征，与在冲击过程中由能量吸收层3吸收的能量相比，所述吸收的能量的量通常是极小的。
根据图4中所示的实施方案，四个固定构件5a、5b、5c和5d是悬架构件5a、5b、5c、5d，具有第一和第二部分8、9，其中所述悬架构件5a、5b、5c、5d的第一部分8适应于被固定到附接装置13，和悬架构件5a、5b、5c、5d的第二部分9适应于被固定到能量吸收层3。
图5示出了当放置在佩戴者头部上时，与图4中的头盔相似的头盔的实施方案。图5的头盔1包括由与能量吸收层3不同的材料制成的硬外壳2。与图4相反，在图5中，利用两个固定构件5a、5b将附接装置13固定到能量吸收层3，所述固定构件适应于吸收能量和弹性的、半弹性的或塑性的力。
图5示出了对头盔生成转动力的正面斜向冲击I。斜向冲击I引起能量吸收层3相对于附接装置13滑动。附接装置13借助于固定构件5a、5b固定到能量吸收层3。尽管为了清楚起见，仅示出了两个这样的固定构件，但实际上可能存在许多这样的固定构件。固定构件5可以通过弹性或半弹性形变吸收转动力。在其他布置中，形变可以是塑性的，甚至导致一个或多个固定构件5的切断(severing)。在塑性形变的情况下，至少固定构件5需要在冲击后被更换。在一些情况下，可能会发生固定构件5中的塑性和弹性形变的组合，即一些固定构件5破裂，吸收塑性能量，而其它固定构件弹性地变形和吸收力。
通常，在图4和图5的头盔中，在冲击过程中，能量吸收层3以与图1头盔的内壳相同的方式通过压缩而起到冲击吸收体的作用。如果使用外壳2，则它将有助于将冲击能量在整个能量吸收层3扩展。滑动促进剂4也会允许附接装置和能量吸收层之间的滑动。这使得可以以可控的方式消散能量，否则这些能量将作为转动能传递到大脑。能量可以通过摩擦热、能量吸收层形变或固定构件的形变或位移而消散。降低的能量传递导致影响大脑的转动加速度降低，从而减少头骨内大脑的转动。由此降低了转动损伤的风险，如硬膜下血肿、SDH、血管震颤、脑震荡和DAI。
滑动促进剂4可以包括：
(i)有机聚合物、聚硅氧烷和表面活性剂；
(ii)有机聚合物和基于聚硅氧烷和有机聚合物的共聚物；或者
(iii)通过使聚硅氧烷和有机聚合物进行交联反应获得的或可获得的非弹性体交联聚合物。
已经发现，滑动促进剂的这三个选项在降低头盔被配置成相对于彼此滑动的层之间的摩擦方面令人惊奇地有效。特别地，已经发现这些具体选项(i)至(iii)中的每一个提供了具有优异的减摩性质以及在这些性质持续时间方面良好的耐久性的涂层。在这方面，滑动促进剂能够提供这些有利的性质，同时在对位于下面的层具有适当的粘附性方面也提供了良好的平衡，而同时避免相对轻质的硅氧烷分子的显著渗出和/或一些硅基涂料可能会出现的粘性方面的问题。此外，与其他系统相比，如在现有的头盔中使用的那些，其设计为在斜向头骨吹动的情况下具有良好的能量吸收能力，在本发明的头盔中使用的滑动促进剂产生易于批量生产方面的优势。
相信在本发明中滑动促进剂的有利的降低摩擦的性质特别是由配置为相对于彼此滑动的一个或两个层上的硅氧烷部分的存在而产生的。相信这些性质的有利的耐久性特别是由于滑动促进剂的化学组成而产生的。
在这方面，滑动促进剂优选地布置成使得被配置为相对于彼此滑动的层的表面中的一个或两个(优选一个)包括在层的外(或“接触”)表面(即，在滑动过程中与相对层接触的表面)上的硅氧烷部分。通常所述接触表面是基于硅氧烷的，即基本上由硅氧烷组成，以有效地代表硅氧烷涂层或层。在这方面，在选项(i)的情况下，硅氧烷部分可以是(或者部分是)聚硅氧烷分子，并且在选项(ii)或(iii)的情况下可以是(或者部分是)共聚物或交联聚合物的聚硅氧烷组分(component)。
因此，在选项(i)中，滑动促进剂优选地布置成使得被配置为相对于彼此滑动的层的接触表面中的一个或两个(优选一个)是基于聚硅氧烷分子的；在选项(ii)中，滑动促进剂优选地布置成使得被配置为相对于彼此滑动的层的接触表面中的一个或两个(优选一个)是基于共聚物分子的聚硅氧烷组分；并且在选项(iii)中，滑动促进剂优选地布置成使得被配置为相对于彼此滑动的层的接触表面中的一个或两个(优选一个)是基于交联聚合物的聚硅氧烷组分。
除了使滑动促进剂布置成使得被配置为相对于彼此滑动的层的接触表面中的一个(或两个)包括硅氧烷部分，还优选的是，滑动促进剂的相对侧(即保持固定到层本身或部分层本身的“内”侧)包括有机聚合物部分。在这方面，滑动促进剂优选地布置成使得滑动促进剂的内侧包括有机聚合物部分-通常所述内侧是基于有机聚合物部分，即基本上由有机聚合物部分组成，以便有效地代表有机聚合物涂层或层。在选项(i)或(ii)的情况下，有机聚合物部分可以是(或部分是)有机聚合物分子，和在选项(iii)的情况下有机聚合物部分可以是(或部分是)交联聚合物的有机聚合物组分。
因此，在选项(i)中，滑动促进剂优选地布置成使得滑动促进剂的内侧是基于有机聚合物分子；在选项(ii)中，滑动促进剂优选地布置成使得滑动促进剂的内侧是基于有机聚合物分子；和在选项(iii)中，滑动促进剂优选地布置成使得滑动促进剂的内侧是基于交联聚合物的有机聚合物组分。
在一个优选的实施方案中，施加滑动促进剂到固体表面，如头盔中的片状塑料层或泡沫层的表面。这样的层可以是外壳2和/或能量吸收层3和/或附接装置13的外表面。
然而，在替代的优选的实施方案中，滑动促进剂不是完全来自于新的层，滑动促进剂以其本身施加到用于头盔的预成型部件(component)的预先形成的/现有的固体表面(或用于其制造的预成型层，如片状塑料层或泡沫层)。特别地，对于要形成的滑动促进剂可能通过使用头盔的部件的现有表面作为用于滑动促进剂的有机聚合物组分的来源(对于选项(i)和(ii))或作为用于交联的有机聚合物的来源(在选项(iii)中)。例如，当根据选项(i)确定滑动促进剂时，可以通过将聚硅氧烷和表面活性剂施加到基于有机聚合物的(现有)固体表面(例如头盔的部件)形成滑动促进剂；当根据选项(ii)确定滑动促进剂时，可以通过将基于聚硅氧烷和有机聚合物的共聚物施加到基于有机物的(现有)固体表面(例如头盔的部件)形成滑动促进剂；和当根据选项(iii)确定滑动促进剂时，可以通过将聚硅氧烷(通常为官能化聚硅氧烷)施加到基于有机聚合物的(现有)固体表面(例如头盔的部件)且然后使聚硅氧烷和有机聚合物进行交联反应形成滑动促进剂。因此，在这些情况下，把滑动促进剂看作已经施加到头盔的固体表面可能是不恰当的-可能更恰当的是，将滑动促进剂看作代表由层的先前存在的表面部分的化学改性形成的层的表面区域。
例如，基于有机聚合物的现有表面可以是头盔中的片状塑料层或泡沫层的表面。这样的层可以是外壳2和/或能量吸收层3和/或附接装置13的外表面。因此，在这些情况下，滑动促进剂可以使用前段描述的方法通过化学改性这些层之一的表面来形成。
向其施加滑动促进剂的表面(或在其上形成滑动促进剂的表面)优选是光滑的。相反，滑动促进剂在其上改善了滑动性的相对的表面可能是不光滑的，如织物层。
可以在形成头盔中的层的材料已经被完全制造成头盔层之前，将滑动促进剂施加到(或形成在)所述材料上。例如，可以在例如切割和/或真空形成之前将滑动促进剂施加到(或形成在)塑料板上。
滑动促进剂可以以部分专用制造步骤施加(或形成)，或者可以包括(或形成)在现有步骤中。例如，如果将层打印例如以图案或文字，可以将滑动促进剂添加到墨水中。这样，滑动促进剂将在印刷步骤(例如在丝网印刷步骤或其它类型的印刷步骤)中以墨水施加。在替代方法中，如果滑动促进剂要施加到(或形成在)其上的表面是还待染色(即包括颜料)的如聚碳酸酯的材料，则可以将滑动促进剂和染料(颜料)结合起来。
在任何情况下，最终结果应该是在其中包括根据如上所述的选项(i)至(iii)之一的滑动促进剂的头盔。
在通过化学改性在头盔的部件的表面上形成滑动促进剂的实施方案中，所述表面应优选是固体，并且当然应包括有机聚合物，并且优选包括有机聚合物作为其主要组分-通常所述表面将基本上由有机聚合物组成。随后在有机聚合物的上面引入含硅氧烷的组分之后，会自动产生滑动促进剂的优选布置，即其中硅氧烷部分主要在接触表面上和有机聚合物部分主要在内表面上。
在将滑动促进剂施加到固体表面的实施方案中，在选项(i)和(ii)中，可以通过例如包括以下的方法实现相同的优选布置：(a)在以单独的后续步骤施加聚硅氧烷/共聚物之前(分别用于选项(i)/(ii))，施加有机聚合物；或(b)其中，在使组合物的组分的各个分子移动或流动的条件下，将有机聚合物和聚硅氧烷/共聚物在单一步骤中作为相同组合物部分进行施加的步骤。例如，所述组合物可以包括溶剂。在这种条件下，分子具有以优选的方式排列自己的自然倾向。在选项(i)中，表面活性剂还促进了在优选的布置中分子的形成和滑动促进剂(其通常主要基于聚硅氧烷)的接触表面区域与滑动促进剂的(内部)有机聚合物区域的粘合。因此，方法(a)和(b)都基本上导致包括基于有机聚合物的(第一)子层(该子层可以被看作是例如第一涂料(coat)、涂层(coating)、覆盖物(covering)或表面区域)和在所述第一子层上的第二子层(该第二子层可以被看作是例如第二涂料、涂层、覆盖物或表面区域)的滑动促进剂，其中第二子层包括聚硅氧烷和表面活性剂。也就是说，实际上，特别是以方法(b)，在第一和第二子层之间可能发生至少有限量的搀杂。
类似地，在选项(iii)中，可以通过包括以下的方法来实现相同的优选布置：(a)在以单独的后续步骤施加聚硅氧烷之前，施加有机聚合物，然后随后使有机聚合物和聚硅氧烷进行交联反应；或(b)其中，在使组合物的组分的各个分子移动或流动的情况下(例如，所述组合物可以包括溶剂；分子在这种条件下具有以优选方式排列自己的自然倾向)，将有机聚合物和聚硅氧烷在单一步骤中作为相同组合物部分进行施加的步骤，然后随后使有机聚合物和聚硅氧烷进行交联反应。
在将滑动促进剂施加到固体表面的实施方案中，所述固体表面优选地是基于有机聚合物，优选地与如选项(i)或(ii)中确定的滑动促进剂中的有机聚合物相同的有机聚合物或包括与如选项(i)或(ii)中确定的滑动促进剂中的有机聚合物的有机部分相同的或相似的有机聚合物，或与选项(iii)中交联聚合物的有机聚合物组分相同。通常，固体表面基本上由有机聚合物组成。
在本发明的头盔的优选的实施方案中，所述两层之一和任选地两者由泡沫材料制成，任选的发泡聚苯乙烯(EPS)、发泡聚丙烯(EPP)、发泡聚氨酯(EPU)或乙烯基腈泡沫。在优选的方面，所述泡沫可以具有至少10g/l、如至少12g/l、至少14g/l、至少16g/l、至少18g/l或至少20g/l的密度。在一些优选的方面，所述泡沫可以具有至少30g/l、如至少40、至少50或至少60g/l(例如约65g/l或更高)的密度。泡沫的密度可以达到例如130g/l、120g/l、100g/l或90g/l。
如上所述，本发明的头盔包括：
配置为相对于彼此滑动的两层；和
其中一层或两层的表面包括滑动促进剂，以改善两层之间的滑动性，其中滑动促进剂包括
(i)有机聚合物、聚硅氧烷和表面活性剂；
(ii)有机聚合物和基于聚硅氧烷和有机聚合物的共聚物；或者
(iii)通过使聚硅氧烷和有机聚合物进行交联反应获得的或可获得的非弹性体交联聚合物。
对于滑动促进剂这些选项(i)至(iii)将在下面进一步依次详细讨论。在这方面，为了避免疑问，下面描述的滑动促进剂的优选方面与本发明的头盔以及制造所述头盔的(本发明的)方法相关。特别地，下面描述的涉及可用于施加某些组合物(包括聚硅氧烷)到表面的方法的本质的优选方面代表了本发明上述方法的步骤的优选方面，本发明的方法涉及在头盔的第一层的表面上施加或形成滑动促进剂。例如，在下面结合选项(i)描述的第三个优选的实施方案中，表明：通过包括以下的方法得到或可得到滑动促进剂：将可由混合某些组分(a)至(c)得到的组合物施加到表面。相应地，在本发明的方法中，在头盔的第一层的表面上施加或形成滑动促进剂的步骤优选地包括向表面施加通过混合那些组分(a)至(c)可获得的组合物。
选项(i)：滑动促进剂包括有机聚合物、聚硅氧烷和表面活性剂
根据该选项，滑动促进剂优选地包括在所述层之一或两者的(内)表面上的有机聚合物。更优选地，滑动促进剂包括在所述表面上的(第一)有机聚合物子层(或涂层)和包括聚硅氧烷和表面活性剂的第二子层(或涂层)(在所述有机聚合物涂层上)(尽管实际上对于至少一些聚硅氧烷和/或表面活性剂可能被引入有机聚合物涂层内，和/或对于至少一些有机聚合物可能被引入包括聚硅氧烷和表面活性剂的第二涂层内)。因此，滑动促进剂优选地具有基于(基本上)硅和氧——其在该选项中意味着基于聚硅氧烷分子——的接触表面。优选地，滑动促进剂的接触表面包括聚硅氧烷分子作为主要组分。通常，滑动促进剂的接触表面基本上由聚硅氧烷组成。
在第一优选的实施方案中，滑动促进剂通过包括向所述表面施加包含有机聚合物、聚硅氧烷、表面活性剂和任选的至少一种溶剂的组合物的方法获得或可获得(在这种情况下，所述表面可以是头盔的预先形成的结构部件，或者可以是例如将要成为头盔部件的材料，如在切割和/或真空形成之前的塑料板)。在这方面，该方法可以进一步包括附加的步骤，其中组合物干燥/固化(例如，施加的组合物可以仅在室温下进行干燥/固化例如1至5天，和/或可以例如通过施加热和/或减压加速干燥/固化)-使得溶剂蒸发，并且包含有机聚合物、聚硅氧烷和表面活性剂的涂层保留在表面上。因此，优选地，滑动促进剂通过包括以下的方法获得或可获得：(a)向所述表面施加包括有机聚合物、聚硅氧烷、表面活性剂和任选的至少一种溶剂的组合物，和任选地(b)使由此施加的组合物干燥/固化。
关于上述方法，优选有机聚合物和至少一种(所述至少一种或多种)溶剂一起占组合物的至少60％重量，更优选至少80％重量，仍更优选至少90％重量。有机聚合物和溶剂一起可以占组合物的高达99％重量，如高达98％重量或高达97％重量。通常，有机聚合物和溶剂一起占组合物的约95％重量。有机聚合物和溶剂的相对量优选使得有足够的溶剂溶解有机聚合物(例如在标准压力和温度下)。有机聚合物可以占组合物的至少1％重量，如至少2％重量、至少5％重量、至少10％重量或至少20％重量。
关于上述方法，优选聚硅氧烷、表面活性剂和任选地至少一种(其它的)溶剂一起占指定组合物的至少1％重量，更优选至少2％重量，仍更优选至少3％重量。聚硅氧烷、表面活性剂和任选地至少一种(其它的)溶剂一起可占组合物高达40％重量，如高达20％重量或高达10％重量。通常，聚硅氧烷、表面活性剂和任选地至少一种(其它的)溶剂一起占组合物的约5％重量。聚硅氧烷：表面活性剂的重量比优选为X：1，其中X为至少10，如至少20、至少50、至少100、至少200、至少500、至少1000、至少2000或至少5000。X可能高达1,000,000，如高达500,000、高达200,000、高达100,000、高达50,000、高达20,000或高达10,000。聚硅氧烷可以占组合物的至少0.1％重量，如至少0.2％重量、至少0.5％重量、至少1％重量或至少2％重量。
在第二个优选的实施方案中，滑动促进剂通过包括以下的方法得到或可得到：施加包括有机聚合物、聚硅氧烷、表面活性剂和任选的溶剂的组合物到固体(预先形成的)有机聚合物表面(或层)(在这种情况下，有机聚合物可以是头盔的预先形成的结构部件，或者可以是例如将要成为头盔部件的材料，如在切割和/或真空形成之前的塑料板材)。在这方面，该方法可以进一步包括附加的步骤，其中组合物干燥/固化(例如，施加的组合物可以仅在室温下进行干燥/固化例如1至5天，和/或可以例如通过施加热和/或减压加速干燥/固化)-使得溶剂蒸发，并且包括聚硅氧烷和表面活性剂的涂层保留在有机聚合物表面上。因此，在此实施方案中，优选地，滑动促进剂通过包括以下的方法获得或可获得：向固体有机聚合物表面(或层)施加包括聚硅氧烷、表面活性剂和任选的至少一种溶剂的组合物，和任选地(b)使由此施加的组合物干燥/固化。
在此第二个优选的实施方案中，优选聚硅氧烷、表面活性剂和任选的至少一种(其它的)溶剂一起占指定组合物的50％重量，更优选至少70％重量和仍更优选至少90％重量(通常聚硅氧烷、表面活性剂和任选的至少一种(其它的)溶剂一起占组合物的至少98％重量或基本上组合物的全部)。聚硅氧烷：表面活性剂的重量比优选为X：1，其中X为至少10，如至少20、至少50、至少100、至少200、至少500、至少1000、至少2000或至少5000。X可能高达1,000,000，如高达500,000、高达200,000、高达100,000、高达50,000、高达20,000或高达10,000。聚硅氧烷可以占组合物的至少0.1％重量，如至少0.2％重量、至少0.5％重量、至少1％重量或至少2％重量(并高达例如10或20或50％重量，或更高)。
在特别有利的第三个优选的实施方案中，滑动促进剂通过包括以下的方法获得或可获得：向所述表面施加包括用于有机聚合物的一种或多种母体、聚硅氧烷、表面活性剂和任选的(优选地)至少一种溶剂的组合物(所述表面可以是头盔的预先形成的结构部件，或者可以是例如将要成为头盔部件的材料，如在切割和/或真空形成之前的塑料板)。在这方面，所述方法可以进一步包括附加的步骤，其中组合物干燥/固化(例如，施加的组合物可以仅在室温下进行干燥/固化例如高达1天，或更长如高达5天，和/或可以例如通过施加热和/或减压加速干燥/固化)-使得溶剂蒸发，并且包含有机聚合物、聚硅氧烷和表面活性剂的涂层保留在表面上。因此，优选地，滑动促进剂通过包括以下的方法获得或可获得：(a)向所述表面施加包括用于有机聚合物的一种或多种母体、聚硅氧烷、表面活性剂和任选的(优选)至少一种溶剂的组合物，和任选地(b)使由此施加的组合物干燥/固化。
关于上述方法，优选所述一种或多种用于有机聚合物的母体占组合物的至少15％重量，更优选至少20％重量，还更优选至少25％重量，和仍更优选至少30％重量。所述用于有机聚合物的一种或多种母体可以优选地占组合物的高达70％重量，如高达60％重量或高达50％重量。通常所述用于有机聚合物的一种或多种母体占组合物的约30％至45％重量。
关于上述方法，优选聚硅氧烷和表面活性剂一起占指定组合物的至少1％重量，更优选至少2％重量，和仍更优选至少3％重量。聚硅氧烷和表面活性剂一起可以优选地占组合物的高达20％重量，如高达15％重量、高达10％重量、高达8％重量、高达6％重量或高达5％重量。通常，聚硅氧烷和表面活性剂一起占组合物的约3％至5％重量，如约3％、约4％或约5％重量。聚硅氧烷：表面活性剂的重量比优选为X：1，其中X为至少10，如至少20、至少50、至少100、至少200、至少500、至少1000、至少2000或至少5000。X可能高达1,000,000，如高达500,000、高达200,000、高达100,000、高达50,000、高达20,000或高达10,000。聚硅氧烷可以占组合物的至少0.1％重量，如至少0.2％重量、至少0.5％重量、至少1％重量、至少2％重量或至少3％重量。
关于上述方法，优选所述至少一种溶剂占组合物的至少15％重量，更优选至少20％重量，还更优选至少25％重量，和仍更优选至少30％重量。所述至少一种溶剂可以优选地占组合物的高达70％重量，如高达60％重量或高达50％重量。通常，所述至少一种溶剂占组合物的约30％至45％重量。
关于上述方法，组合物通常还可以包括一种或多种其它组分，如颜料和/或硅酮添加剂。组合物可以包括添加剂有机硅。
在第四个优选的实施方案中，除了将所述一种或多种用于有机聚合物的母体用树脂如聚氨酯树脂代替之外，通过与上述第三个优选的实施方案中相同的方法获得或可获得滑动促进剂。本文所述的第三个优选实施方案的其它优选方面同样适用于该第四个优选的实施方案，但受到该例外的限制。
在第一个优选的实施方案的方法中，通常通过混合下列物质获得或可获得组合物：(a)包括有机聚合物和任选的至少一种溶剂的第一试剂和(b)包括聚硅氧烷、表面活性剂和任选地至少一种(其它的)溶剂的第二试剂。因此，组合物可以包括两种或多种溶剂的混合物。在任何情况下，溶剂可以包括有机溶剂和/或水性溶剂。优选的有机溶剂(特别是用于第一试剂)包括烷基酯如乙酸丁酯或乙酸戊酯、酮如丙酮、甲基异丁基酮或环己酮、芳烃如二甲苯、醚如乙二醇溶纤剂、醇及其混合物。通常所述至少一种溶剂包括水性溶剂，优选水(在上述第二试剂中的所述至少一种溶剂优选为水)。
在第三个优选实施方案的方法中，优选用于有机聚合物的母体可以是单体母体和/或低聚母体。在特别优选的实施方案中，用于有机聚合物的母体包括选自具有式R-C(＝O)-OR'的单体的一种或多种单体(和/或由其衍生得到的低聚物)，其中R和R'相同或不同，且独立地是氢或具有高达10个碳原子、优选高达8个碳原子、更优选高达6个碳原子，如高达5个碳原子或高达4个碳原子的烃基，满足要求：R和R'中的至少一个是含有烯烃部分的烃基(通常R和R'中的一个包含烯烃部分而另一个不含)。单体的优选选项包括丙烯酸及其酯、甲基丙烯酸及其酯以及上式的化合物，其中R是烷基(例如C1-6烷基)和R'是C2-4烯基(例如乙烯基)。单体和/或由其衍生的低聚物的特别优选的选项是选自氯化乙酸乙烯酯、甲基丙烯酸酯、乙酸丁酸酯、PVCA和丙烯酸树脂。
在第三个优选的实施方案的方法中，优选所述至少一种溶剂是至少一种有机溶剂。优选的选项包括乙二醇丁基醚、环己酮、二甲苯、三甲基苯(例如均三甲苯)、异佛尔酮和丁氧基乙醇。
在第三个优选的实施方案的特别优选的方面中，滑动促进剂通过包括向所述表面施加组合物的方法获得或可获得，所述组合物可通过混合下列物质得到：(a)包含用于有机聚合物的一种或多种母体加上一种或多种溶剂的试剂，(b)包含聚硅氧烷、表面活性剂和任选的(优选)至少一种溶剂的试剂，和(c)至少一种其它溶剂(所述表面可以是头盔的预先形成的结构部件，或可以例如是要成为头盔的部件的材料，如在切割和/或真空形成之前的塑料板)。在这方面，所述方法可以进一步包括附加步骤，其中组合物干燥/固化(例如，施加的组合物可以仅在室温下进行干燥/固化例如高达1天，或更长如高达5天，和/或可以例如通过施加热和/或减压加速干燥/固化)-使得溶剂蒸发，并且包含有机聚合物、聚硅氧烷和表面活性剂的涂层保留在表面上。有机聚合物优选地是热塑性聚合物。
所述有机聚合物优选是漆。
通常，通过包括向所述表面施加清漆的方法获得或可获得所述有机聚合物，所述清漆即其中溶解了有机聚合物的溶液。
有机聚合物可以包括例如选自下列物质的一种或多种：聚醚(例如聚(环氧乙烷)、聚(环氧丙烷))、聚酯、聚烯烃(例如聚乙烯、聚丙烯、聚异丁烯)、聚氨酯、聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸酯、聚环氧化物、聚(甲基丙烯酸甲酯)、聚丙烯腈、聚酰胺、聚丙烯酰胺、聚酰亚胺、聚(乙烯亚胺)、聚磷腈、聚乙酸乙烯酯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚(偏二氯乙烯)、聚异戊二烯和醇酸树脂。优选地，有机聚合物包括其一种或多种的混合物。通常，有机聚合物包括混合物，例如共混的聚合物树脂的混合物。合适的有机聚合物是商购可得的。
为了避免疑问，选项(i)中的有机聚合物不应是交联聚合物(除非另有说明，这通常适用于本文提及的所有聚合物，包括提及的有机聚合物、聚硅氧烷和共聚物)。
有机聚合物可以优选地是通过聚合一种或多种单体和/或低聚物得到或可得到的聚合物，包括具有式R-C(＝O)-OR'的一种或多种单体(和/或由其衍生得到的低聚物)，其中R和R'相同或不同，且独立地是氢或具有高达10个碳原子、优选高达8个碳原子、更优选高达6个碳原子、如高达5个碳原子或高达4个碳原子的烃基，满足以下要求：R和R'中的至少一个是含有烯烃部分的烃基(通常R和R'中的一个包含烯烃部分而另一个不含并且是例如烷基)。单体的优选选项包括丙烯酸及其酯、甲基丙烯酸及其酯以及上式的化合物，其中R是烷基(例如C1-6烷基)和R'是C2-4烯基(例如乙烯基)。单体和/或由其衍生的低聚物的特别优选的选项是选自氯化乙酸乙烯酯、甲基丙烯酸酯、乙酸丁酸酯、PVCA和丙烯酸树脂。例如，有机聚合物可以通过聚合下列物质得到：(a)例如，以各自比例为1:(0.2-5):(0.2-5)(优选1:(0.5-3):(0.5-3)))的氯化乙酸乙烯酯、甲基丙烯酸酯和乙酸丁酸酯；或(b)例如以各自比例为1:(0.2-5)(优选1:(0.5-2))的PVCA和丙烯酸树脂。聚硅氧烷可以包括直链、支链和/或环状分子。
直链聚硅氧烷分子优选地具有式R3Si[-O-SiR2]n-O-SiR3。
部分n可以具有高达例如135,000、如高达100,000、高达50,000或高达20,000的值。优选n至少为70、如至少100、至少200、至少500或至少1,000。
通常，每个R不是H。优选每个R独立地是烃基。所述烃基是基于碳和氢，但可任选地包含一个或多个其它原子，如N、O、S和卤素(条件是它们不牺牲聚硅氧烷在滑动促进剂中的作用)。优选地，所述其它原子是O。如果存在任何所述其它原子，则R基团中碳原子与所述其它原子的比例优选为X:1，其中X至少为2、优选至少4、更优选至少8。但是，通常每个R独立地是仅基于碳和氢的烃基。
所述烃基优选包括1至30个碳原子，更优选1至20个碳原子和仍更优选1至10个碳原子，如1至6个碳原子。R可以是环状的(或是芳族的例如苯基或是非芳族的)、直链的或支链的。通常R是含有1至10个碳原子、优选1至6个碳原子和更优选1至4个碳原子的直链或支链烷基。典型的例子包括甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基和叔丁基，其中优选的是甲基和乙基，且最优选的是甲基。
支链聚硅氧烷分子优选具有式R3Si[-O-SiR2]n-O-SiR3，其中R和n如上所定义(对于直链聚硅氧烷分子)，条件是在一个或多个重复的[-O-SiR2]单元中的一个或多个R基团不是如上所定义，而是具有式[-O-SiR2]n-O-SiR3(其中后面的式中的R和n是与前面的式中相同方式定义)。在这方面，自然地，可能的支化程度将根据聚合物的性质而变化，因此该定义并不试图引入任意的上限-本领域技术人员将理解在给定情况下可能的支化水平。也就是说，优选后面的式中的R和n如对于直链聚硅氧烷分子的上述定义。
环状聚硅氧烷分子优选如上定义的直链聚硅氧烷分子，使得在分子中包含一个或多个环状硅氧烷部分。
聚硅氧烷优选是聚二甲基硅氧烷(PDMS)。
聚硅氧烷的数均分子量优选至少为5,000、更优选至少10,000、仍更优选至少20,000、进一步优选至少550,000。关于数均分子量的可能上限，通常不超过10,000,000，优选不超过5,000,000，更优选不超过2,000,000，和通常不超过1,000,000。特别优选聚硅氧烷是超高分子量聚硅氧烷，即数均分子量至少为100,000，如至少200,000或至少500,000。
聚硅氧烷可能被官能化，即包括一个或多个为了促进进一步反应的官能团。在这方面可以引入的可能的官能团包括硅烷、烯基、羟基、羧基、环氧基、甲基丙烯酸酯、丙烯酸酯、氨基和硫醇。在这方面，官能团优选为羟基，特别是硅醇(Si-OH)基团形式的羟基。然而，在另一个实施方案中，聚硅氧烷没有以这种方式引入任何官能团进行官能化，即聚硅氧烷不包括任何这样的附加官能团(或者如果存在任何官能团，则它们是硅醇基团)。在此实施方案中，聚硅氧烷(通常为PDMS)可以被认为是非反应性形式，即其中基本上所有的聚合物链末端都具有结构-O-Si(R)3(其中R如上所定义，并且在优选的PDMS情况下当然是甲基)。
聚硅氧烷可以通过已知的方法制备，如例如在AndréColas，Dow Corning的“硅：制备、性质和性能”，生命科学(Life Sciences)，2005，Form No.01-3077-01中所述。此外，合适的物质(包括聚硅氧烷)可以商购获得，例如Dow
Figure BDA0003111304720000201
52(DC52)添加剂产品含有上述优选的超高分子量聚硅氧烷。
表面活性剂优选为非离子表面活性剂，更优选为有机非离子表面活性剂。在特别优选的方面，表面活性剂是脂肪醇烷氧基化物，优选式R'-[O-Q-]mOH之一，其中m、Q和R'定义如下。
m为1至20，优选1至10。实际上通常是具有在规定范围内不同数目的[O-Q-]单元的烷氧基化物的混合物。
Q是含1至10个碳原子、更优选1至4个碳原子、通常2个碳原子的二价烃基部分(优选该烃基仅包含碳和氢)。优选地Q是亚烷基。因此，表面活性剂优选地是式R’-[O-CH2-CH2-]mOH的脂肪族醇乙氧基化物。
R'是含6至22个碳原子的烃基(优选该烃基仅包含碳和氢)。在这方面，所述烃基优选含有至少8个碳原子、更优选至少10个碳原子和通常至少11个碳原子。同样在这方面，烃基优选含有至多20个碳原子、更优选至多18个碳原子、仍更优选至多16个碳原子和通常至多15个碳原子。实际上通常是具有规定范围内不同大小的R'基团的烷氧基化物的混合物。
烃基R'可以是支链或非支链的、饱和的或不饱和的，并且可以含有一个或多个环状基团，这些环状基团可以是芳族的或非芳族的。尽管如此，优选地R'是脂肪族的。
R'可以规定为使R'-OH是伯、仲或叔醇。尽管如此，优选地R'规定为使R'-OH是仲醇。
因此，在特别优选的实施方案中，脂肪族醇乙氧基化物是乙氧基化C11至C15仲醇的混合物。
在选项(i)中，滑动促进剂优选地包括(并且更优选地是)涂层(优选可通过将漆基组合物印刷到固体表面上的方法例如通过丝网印刷获得的涂层)，其中优选地(a)有机聚合物占涂层的至少85％、如至少88％、至少90％或至少92％重量，(b)有机聚合物占涂层的98％、如高达97％或高达96％重量，(c)聚硅氧烷占涂层的至少1％、如至少2％、至少3％或至少4％重量，(d)聚硅氧烷占涂层的高达10％、如高达8％或高达6％重量，(e)表面活性剂占涂层的至少0.1％、如至少0.2％、至少0.3％或至少0.4％重量，和/或(f)表面活性剂占涂层的至多1.5％，如至多1.2％或至多1.0％重量。涂层可以任选地还包括一种或多种其它的组分，如颜料。
选项(ii)：滑动促进剂包括有机聚合物和基于聚硅氧烷和有机聚合物的共聚物
根据该选项，滑动促进剂优选地包括在所述层之一或两者的(内)表面上的有机聚合物。更优选地，滑动促进剂包括在所述表面上的(第一)有机聚合物子层(或涂层)和包含共聚物的第二子层(或涂层)(在所述有机聚合物涂层上)(尽管实际上对于至少一些共聚物可能被引入有机聚合物涂层内，和/或对于至少一些有机聚合物可能被引入包含共聚物的第二涂层内)。因此，滑动促进剂优选地具有基于(基本上)硅和氧的接触表面，在该选项中，其意思是它是基于共聚物分子的聚硅氧烷组分。优选地，滑动促进剂的接触表面包括聚硅氧烷部分作为主要组分。通常，滑动促进剂的接触表面基本上由聚硅氧烷部分组成。
在第一个优选的实施方案中，滑动促进剂通过包括向所述表面施加组合物的方法获得或可获得，所述组合物包含有机聚合物、共聚物和任选的至少一种溶剂(在这种情况下，所述表面可以是头盔的预先形成的结构部件，或者可以是例如将要成为头盔部件的材料，如在切割和/或真空形成之前的塑料板)。在这方面，该方法可以进一步包括附加的步骤，其中组合物干燥/固化(例如，施加的组合物可以仅在室温下进行干燥/固化例如1至5天，和/或可以例如通过施加热和/或减压加速干燥/固化)-使得溶剂蒸发，并且包含有机聚合物和共聚物的涂层保留在表面上。因此，优选地，滑动促进剂通过包括以下的方法获得或可获得：(a)向所述表面施加包括有机聚合物、共聚物和任选的至少一种溶剂的组合物，和任选地(b)使由此施加的组合物干燥/固化。
关于上述方法，优选有机聚合物和至少一种(所述至少一种或多种的)溶剂一起占组合物的至少60％重量，更优选至少80％重量，仍更优选至少90％重量。有机聚合物和溶剂一起可占组合物的高达99％重量，如高达98％重量或高达97％重量。通常，有机聚合物和溶剂一起占组合物的约95％重量。有机聚合物和溶剂的相对量优选使得有足够的溶剂溶解有机聚合物(例如在标准压力和温度下)。有机聚合物可以占组合物的至少1％重量、如至少2％重量、至少5％重量、至少10％重量或至少20％重量。
关于上述方法，优选共聚物和任选地至少一种(其它的)溶剂一起占指定组合物的至少1％重量，更优选至少2％重量和仍更优选至少3％重量。共聚物和任选地至少一种(其它的)溶剂一起可占组合物高达40％重量、如高达20％重量或高达10％重量。通常，共聚物和任选地至少一种(其它的)溶剂一起占组合物的约5％重量。共聚物可以占组合物的至少0.1％重量、如至少0.2％重量、至少0.5％重量、至少1％重量或至少2％重量。
在第二个优选的实施方案中，滑动促进剂通过包括以下的方法得到或可得到：施加包括共聚物和任选的溶剂的组合物到固体(预先形成的)有机聚合物表面(或层)(在这种情况下，有机聚合物可以是头盔的预先形成的结构部件，或者可以是例如将要成为头盔部件的材料，如在切割和/或真空形成之前的塑料板)。在这方面，该方法可以进一步包括附加的步骤，其中组合物干燥/固化(例如，施加的组合物可以仅在室温下进行干燥/固化例如1至5天，和/或可以例如通过施加热和/或减压加速干燥/固化)-使得溶剂蒸发，并且包含共聚物的涂层保留在有机聚合物表面上。因此，在此实施方案中，优选地，滑动促进剂通过包括以下的方法获得或可获得：向固体有机聚合物表面(或层)施加包括共聚物和任选的至少一种溶剂的组合物，和任选地(b)使由此施加的组合物干燥/固化。
在此第二个优选的实施方案中，优选共聚物和任选的至少一种(其它的)溶剂一起占指定组合物的至少50％重量，更优选至少70％重量和仍更优选至少90％重量(通常共聚物和任选的至少一种(其它的)溶剂一起占组合物的至少98％重量或基本上组合物的全部)。共聚物可以占组合物的至少0.1％重量、如至少0.2％重量、至少0.5％重量、至少1％重量或至少2％重量(且至多例如10、20、50或甚至100％重量)。
在第一个优选的实施方案的方法中，通常通过混合下列物质得到或可得到组合物：(a)包含有机聚合物和任选的至少一种溶剂的第一试剂和(b)包含共聚物和任选地至少一种(其它的)溶剂的第二试剂。因此，组合物可以包括两种或多种溶剂的混合物。在任何情况下，溶剂可以包括有机溶剂和/或水性溶剂(例如水)。优选地，溶剂包括有机溶剂(并且优选不是水)。优选的有机溶剂(特别是用于第一试剂)包括烷基酯如乙酸丁酯或乙酸戊酯、酮如丙酮、甲基异丁基酮或环己酮、芳烃如二甲苯、醚如乙二醇溶纤剂、醇及其混合物。
此外，可能的溶剂(特别是用于第二试剂)可以包括水、醚或酯。合适的醚的例子包括二醇醚如2-甲氧基乙醇、2-乙氧基乙醇、2-丙氧基乙醇、2-异丙氧基乙醇、2-丁氧基乙醇、2-苯氧基乙醇、2-苄氧基乙醇、2-(2-甲氧基乙氧基)乙醇、2-(2-乙氧基乙氧基)乙醇和2-(2-丁氧基乙氧基)乙醇；和二烷基醚如二甲氧基乙烷、二乙氧基乙烷和二丁氧基乙烷。酯的例子包括乙酸(2-甲氧乙基)酯、乙酸(2-乙氧乙基)酯、乙酸(2-丁氧乙基)酯和乙酸(1-甲氧基-2-丙醇)酯。优选的溶剂是2-异丙氧基乙醇(特别是用于当有机聚合物是含有甲醇基团的聚硅氧烷聚醚共聚物时的第二试剂)。
在一个实施方案中，第二试剂基本上不含溶剂。
选项(ii)中滑动促进剂的有机聚合物组分的优选方面与选项(i)中有机聚合物组分上述定义的优选方面相同。至于选项(ii)中的滑动促进剂的共聚物组分和选项(ii)的所述共聚物组分所基于的有机聚合物(与聚硅氧烷一起)，下面讨论它们的优选方面。
基于聚硅氧烷和有机聚合物的共聚物优选具有单独的亲水(有机聚合物)部分和疏水(聚硅氧烷)部分。因此，优选地，共聚物是嵌段共聚物，即其包括由共价键连接的两个或多个均聚物子单元。共聚物优选是非离子的。
有机聚合物可以是聚醚(例如聚(环氧乙烷)、聚(环氧丙烷))、聚酯、聚烯烃(例如聚乙烯、聚丙烯、聚异丁烯)、聚氨酯、聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸酯、聚环氧化物、聚(甲基丙烯酸甲酯)、聚丙烯腈、聚酰胺、聚丙烯酰胺、聚酰亚胺、聚(乙烯亚胺)、聚磷腈、聚乙酸乙烯酯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚(偏二氯乙烯)、聚异戊二烯、醇酸树脂、聚四氟乙烯，或其两种或多种的混合物。
优选地，有机聚合物是聚醚，在这种情况下，共聚物是聚硅氧烷聚醚共聚物。在这方面，聚硅氧烷聚醚共聚物的聚醚组分优选为环氧乙烷、环氧丙烷或环氧乙烷和环氧丙烷的混合物的聚合物。
共聚物的聚硅氧烷组分(独立地)优选是如选项(i)中上述定义的直链、支链或环状聚硅氧烷(当然使其价态进行适当的结构调整，以便在后者情况下适应形成一个或多个键合到一个或多个有机聚合物组分的需要)，在此情况下，不同之处在于，聚硅氧烷的数均分子量优选为至少150、更优选至少500、如至少1,000或至少2,000。关于数均分子量的可能上限，通常不超过500,000，优选不超过100,000，更优选不超过50,000，如不超过20,000、不超过10,000或不超过5,000。最优选地，共聚物的聚硅氧烷组分是(基于)PDMS。
聚硅氧烷聚醚共聚物(为简单起见使用PDMS结构)的可能结构的例子说明如下。
Figure BDA0003111304720000251
Figure BDA0003111304720000261
在式I至III中，亚烷基部分各自独立地优选选自亚乙基和亚丙基。亚丙基可以是异亚丙基或正亚丙基。优选它是正亚丙基。优选地，X是-(CH2)2-(O-CH2-CH2-)yO-R。
基团X中的部分R以与上述直链聚硅氧烷相同的方式定义。因此，优选地，每个R独立地是基于仅碳和氢的烃基，并且通常是含1至10个碳原子的直链或支链烷基，其中例子是甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基和叔丁基，其中优选的是甲基和乙基(尽管在这种情况下，乙基可能是最优选的)。
当然，部分m、n和y可以根据共聚物的分子量和相应重复单元的相对比例的需要而变化：
-m优选为至少1、优选至少2、更优选至少3，如至少4、至少5或至少6；并且m可以高达200、更优选高达100，如高达80、高达60、高达40或高达20；
-n优选为至少1、优选至少2、更优选至少3，如至少4、至少5或至少6；并且n可以高达200、更优选高达100，如高达80、高达60、高达40或高达20；
-为了避免疑问，在式I中，不需要在单个嵌段(block)中彼此相邻的所有的-[Si(Me)2-O-]n结构单元都连接到另一个单个嵌段的相邻的-[Si(Me)(X)-O-]n结构单元上，因此，-[Si(Me)2-O-]和–[Si(Me)(X)-O-]结构单元可能是散布的(interspersed)。
-y优选为至少1、优选至少2、更优选至少3，如至少4、至少5或至少6；并且m可以高达200、更优选高达100，如高达80、高达60、高达40或高达20；
共聚物中聚硅氧烷组分:有机聚合物组分的重量比没有特别限制。它可以是例如A:1，其中A至少是0.001、优选至少0.01，如至少0.1、至少0.2或至少0.5；和/或其中A是1000以下，优选100以下，如10以下或5以下。
有机聚合物(优选聚醚)可以通过氢化硅烷化或缩合方法连接到聚硅氧烷主链的侧链上，并且可以形成多种不同的结构，如由上面式I至III所示的聚硅氧烷聚醚共聚物。因此，式I允许称为“耙型(rake type)”的分子结构,由于具有多个聚醚侧链脱离聚硅氧烷主链的可能性；式II允许“ABA”型结构，即在两个聚醚子单元之间具有聚硅氧烷子单元；和式III允许连接到聚醚子单元上的三硅氧烷基团。
在设计这些共聚物-使用已知的方法时有灵活性，它们可以依分子量、分子结构(侧链/线性)、有机聚合物链的组成(例如在有机聚合物是聚醚的情况下,亚乙基与亚丙基的对比)和聚硅氧烷与有机聚合物的比例。增加共聚物的分子量通常会增加其粘度。
共聚物的数均分子量优选至少为500、更优选至少1,000、仍更优选至少2,000，并且在一些实施方案中优选至少5,000。关于数均分子量的可能上限，通常不超过500,000，优选不超过200,000、更优选不超过100,000。在一些情况下，上限可能相对较低，例如约20,000或约10,000或甚至约5,000。然而，通常，上限高于例如约100,000或50,000。
共聚物可以被官能化，即包括一个或多个官能团。在这方面可以引入的可能的官能团包括硅烷、烯基、羟基、羧基、环氧基、甲基丙烯酸酯、丙烯酸酯、氨基或硫醇。在这方面，官能团优选为羟基，特别是甲醇(-CH2-OH)基团形式的羟基。然而，在另一个优选的实施方案中，共聚物没有以这种方式引入任何官能团进行官能化，即共聚物不包括任何另外的官能团(超出在常规聚硅氧烷和有机聚合物子单元中存在的基团以及他们连接的点)。在此实施方案中，共聚物可以描述为非反应性的。
可以通过已知的方法-例如，如上所述，有机聚合物基团可以通过氢化硅烷化或缩合方法连接到硅氧烷主链的侧链上的方法来制备共聚物。同样，合适的共聚物可商购获得，例如Dow
Figure BDA0003111304720000281
57或Dow
Figure BDA0003111304720000282
205SL添加剂产品可用于提供合适的聚硅氧烷聚醚共聚物。
用于选项(i)和(ii)的可能的其它组分
如上所述，已经发现用于滑动促进剂的选项(i)至(iii)提供了具有优异的减摩性质并且在这些性能持续时间方面良好的耐久性的涂层。在这方面，在选项(i)和(ii)中，认为增强减摩性能的耐久性的方法之一涉及这样的事实，即所述结构可以使聚硅氧烷部分迁移到表面，以便取代可能损失的聚硅氧烷部分。换句话说，如果/当任何聚硅氧烷部分(如果它们是选项(i)中的聚硅氧烷分子或者是选项(ii)中的共聚物的聚硅氧烷组分)损失时，选项(i)和(ii)可以使得减摩性能被持续补充。在这方面，在选项(i)和(ii)两者的特别优选的方面，滑动促进剂还可以包含促进聚硅氧烷/共聚物分子在滑动促进剂的结构内迁移的试剂。该试剂可以是在共聚物内提供矿物状骨架/支架以提供聚硅氧烷/共聚物分子可以沿其迁移的可能途径的任何试剂。
因此，所述试剂可以是任何惰性化合物，通常是无机化合物，包含所述试剂，提供了聚硅氧烷部分沿其向物质表面迁移的途径。例如，所述试剂可以是无定形SiO2。它通常是热解法二氧化硅。
优选地，试剂是粒状形式。特别地，试剂优选是d50为0.1至100μm、如1至10μm、通常为约3至7μm的粒状产品。粒状产品优选地具有0.2至200μm、如2至20μm、通常约7至17μm的d90。在这方面，d50和d90是基于通过激光衍射测量的体积分布，例如，使用HORIBA激光衍射软件包(d50是中值粒度值)。
在这方面，粒状产品优选由片状粒子组成。因此，粒子优选具有大于1、如2或以上、5或以上或10或以上的长宽比(最大尺寸与最小尺寸的比)。
使用这种试剂也具有这样的优点，即对于给定的实施方案打开了可以使用较少量的聚硅氧烷/共聚物分子和/或获得更大的润滑性能的可能性。
为了避免疑问，在选项(i)中的上述所有优选的实施方案中，其中滑动促进剂通过包括以下的方法得到或可得到：向表面施加包含有机聚合物、聚硅氧烷、表面活性剂和任选地至少一种溶剂的组合物，以及在选项(ii)中的上述所有优选的实施方案中，其中滑动促进剂通过包括以下的方法得到或可得到：向表面施加包含有机聚合物、共聚物和任选的至少一种溶剂的组合物，通常优选所述组合物还包括如上所定义的试剂，即促进聚硅氧烷/共聚物分子在滑动促进剂结构内迁移的试剂。在这方面，如果在这些方法中使用的组合物中存在所述试剂，则所述试剂的浓度可以为0.0001至5％重量。优选至少0.001％重量、如至少0.01％重量。优选至多为1％重量。
选项(iii)：滑动促进剂包括通过使聚硅氧烷和有机聚合物进行交联反应获得的或可获得的非弹性体交联聚合物
优选在该选项中，聚硅氧烷和/或一种或多种有机聚合物被官能化。
在该选项中，滑动促进剂优选地包括基本上基于在所述表面(所述层之一或两者)上的所述交联聚合物的涂层。更优选地，滑动促进剂包括在所述表面上的所述交联聚合物的涂层，以及在涂层的接触表面上的聚硅氧烷部分(尽管实践中可以将至少一些聚硅氧烷部分引入涂层内)。通常，如上所述，滑动促进剂优选地具有(基本上)基于硅和氧的接触表面，在该选项中，其意思是它是基于交联聚合物的聚硅氧烷组分。因此，优选地，滑动促进剂的接触表面包括聚硅氧烷作为主要组分。通常，滑动促进剂的接触表面基本上由聚硅氧烷组成。
在特别优选的实施方案中，滑动促进剂通过包括施加组合物到所述表面并交联(即固化)由此施加的组合物的方法得到或可得到，所述组合物包括有机聚合物(非交联的但是可以交联(即，可固化的))、官能化聚硅氧烷和任选地至少一种溶剂。在这方面，该方法可以进一步包括附加的步骤，其中组合物干燥/固化(例如，施加的组合物可以仅在室温下进行干燥/固化例如1至5天，和/或可以例如通过施加热和/或减压加速干燥/固化)-使得溶剂蒸发，并且包含交联聚合物的涂层保留在表面上。因此，优选地，滑动促进剂通过包括以下的方法获得或可获得：(a)向所述表面施加包括有机非交联(可固化的)聚合物、官能化聚硅氧烷、任选的一种或多种固化剂和任选的至少一种溶剂的组合物，(b)使由此施加的组合物进行固化，和任选地(c)使所述组合物干燥。
关于上述方法，优选有机聚合物和至少一种(所述至少一种或多种)溶剂一起占组合物的至少60％重量，更优选至少80％重量和仍更优选至少90％重量。有机聚合物和溶剂一起可占组合物的高达99％重量，如高达98％重量或高达97％重量。通常，有机聚合物和溶剂一起占组合物的约95％重量。有机聚合物和溶剂的相对量优选使得有足够的溶剂溶解有机聚合物(例如在标准压力和温度下)。有机聚合物可以占组合物的至少1％重量，如至少2％重量、至少5％重量、至少10％重量或至少20％重量。
关于上述方法，优选官能化聚硅氧烷和任选地至少一种(其它的)溶剂一起占组合物的至少1％重量，更优选至少2％重量和仍更优选至少3％重量。官能化的聚硅氧烷和任选地至少一种(其它的)溶剂一起可占组合物高达40％重量，如高达20％重量或高达10％重量。通常，官能化的聚硅氧烷和任选地至少一种(其它的)溶剂一起占组合物的约5％重量。官能化的聚硅氧烷可以占组合物的至少0.1％重量，如至少0.2％重量、至少0.5％重量、至少1％重量、至少2％重量或至少4％重量。
通常，通过混合下列物质得到或可得到组合物：(a)包括有机聚合物和任选的至少一种溶剂的第一试剂，和(b)包括官能化聚硅氧烷和任选地至少一种(其它的)溶剂的第二试剂。因此，组合物常常包括两种或多种溶剂的混合物。溶剂可以包括有机溶剂和/或水性溶剂(例如水)。优选地，溶剂包括有机溶剂(和优选没有水)。优选的有机溶剂(特别是用于第一试剂)包括烷基酯如乙酸丁酯或乙酸戊酯、酮如丙酮、甲基异丁基酮或环己酮、芳烃如二甲苯、醚如乙二醇溶纤剂、醇及其混合物。
更通常地，可能在此方面使用的溶剂包括烷基酯如乙酸丁酯或乙酸戊酯、酮如丙酮或甲基乙基酮、芳烃如二甲苯、醚如乙二醇溶纤剂、醇及其混合物。在另一个实施方案中，在此方面使用的溶剂可以包括水、醚或酯。合适的醚的例子包括二醇醚如2-甲氧基乙醇、2-乙氧基乙醇、2-丙氧基乙醇、2-异丙氧基乙醇、2-丁氧基乙醇、2-苯氧基乙醇、2-苄氧基乙醇、2-(2-甲氧基乙氧基)乙醇、2-(2乙氧基乙氧基)乙醇和2-(2-丁氧基乙氧基)乙醇；和二烷基醚如二甲氧基乙烷、二乙氧基乙烷和二丁氧基乙烷。酯的例子包括乙酸(2-甲氧乙基)酯、乙酸(2-乙氧乙基)酯、乙酸(2-丁氧乙基)酯和乙酸(1-甲氧基-2-丙醇)酯。
有机聚合物可以是聚醚(例如聚(环氧乙烷)、聚(环氧丙烷))、聚酯、聚环氧化物、聚烯烃(例如聚乙烯、聚丙烯、聚异丁烯)、聚氨酯、聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸酯、聚(甲基丙烯酸甲酯)、聚丙烯腈、聚酰胺、聚丙烯酰胺、聚酰亚胺、聚(乙烯亚胺)、聚磷腈、聚乙酸乙烯酯、醇酸树脂、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚(偏二氯乙烯)、聚异戊二烯、聚四氟乙烯，或其两种或多种的混合物。优选地，它是聚醚、聚丙烯酸酯、聚氨酯、醇酸树脂或其两种或多种的混合物(在这方面，聚醚优选是环氧乙烷聚合物、环氧丙烷聚合物或环氧乙烷和环氧丙烷的混合物的聚合物)。更优选它是丙烯酸酯、聚氨酯、聚酯、聚环氧化物、醇酸树脂或其两种或多种的混合物。仍更优选它是丙烯酸酯、聚氨酯、聚环氧化物、醇酸树脂或其两种或多种的混合物。最优选它是丙烯酸酯或丙烯酸酯与一种或多种其它聚合物(如聚环氧化物)的混合物。
有机聚合物的数均分子量优选至少为150、更优选至少500，如至少1,000。关于数均分子量的可能上限，通常不超过100,000，优选不超过50,000，如20,000以下或10,000以下。
官能化聚硅氧烷优选地是如上述选项(i)中定义的直链、支链或环状聚硅氧烷(当然必须是官能化的)，不同之处在于聚硅氧烷的数均分子量优选为至少500，更优选至少1000，如至少2,000或至少5,000。关于数均分子量的可能上限，通常不超过500,000，优选不超过100,000，更优选不超过50,000，如不超过20,000或不超过10,000。聚硅氧烷的重均分子量优选地至少为5,000、更优选至少10,000。聚硅氧烷的重均分子量优选地不超过30,000、更优选不超过20,000。通常，聚硅氧烷的重均分子量为约12,000至18,000，如约15,000。
优选地，官能化聚硅氧烷是(基于)PDMS，即是官能化的PDMS。
官能化的聚硅氧烷(和任选地有机聚合物)包括用于交联的一个或多个官能团。在这方面可以引入的可能的官能团包括硅烷、烯基、羟基、羧基、环氧基、甲基丙烯酸酯、丙烯酸酯、氨基或硫醇。官能团优选为羟基，特别是甲醇基团(-CH2-OH)形式的羟基。这尤其适用于官能的聚硅氧烷。合适的官能化的聚硅氧烷商购可得，例如产品BYK-Silclean 3700。
在本发明的优选的方面，官能化聚硅氧烷是用羟基官能化且有机聚合物是羟基交联聚合物，如聚丙烯酸酯。在本发明的特别优选的方面，官能化聚硅氧烷是用羟基官能化且有机聚合物是聚氨酯。在这方面更优选，聚氨酯与二异氰酸酯交联剂一起使用。
在设计交联聚合物时有灵活性。因此，可以通过调节交联反应条件的严苛性(severity)、存在的固化剂量(如果有的话)和/或为了保持反应条件的时长来控制聚硅氧烷和有机聚合物之间任何可能的交联程度。此外，可以依据分子量、分子结构(侧链(pendant)/线性)、有机聚合物链的组成(例如在有机聚合物是聚醚的情况下亚乙基与亚丙基的对比)和聚硅氧烷与有机聚合物的比例改变起始聚硅氧烷和有机聚合物。
可以通过已知的方法实现交联，包括例如加热、辐射和/或使用固化剂。如果是使用一种或多种固化剂，显然这些与上述方法中要交联的聚合物试剂包括在一起。可能的固化剂包括下列物质及其组合：胺(如二亚乙基三胺、三亚乙基四胺、异佛尔酮二胺、二氨基二苯基甲烷、二氨基二苯基砜)、异氰酸酯、琥珀酸酐、邻苯二甲酸酐、马来酸酐、苯四羧酸酐、多磷酸酯、甲酸:过氧化氢体系、聚酰胺、双氰胺、六氢邻苯二甲酸酐、甲基四氢邻苯二甲酸酐、甲基桥亚甲基四氢化邻苯二酸酐、叔胺、咪唑、三聚氰胺、路易斯酸如三氟化硼及其胺络合物、叔胺、季铵卤化物。
选项(iii)中的交联聚合物优选地通过以下方法获得或可获得：
(a)任选地在溶剂的存在下，将官能化的聚硅氧烷和有机(非交联的、可固化的)聚合物(和优选地还有固化剂)混合，以及
(b)使官能化的聚硅氧烷和有机聚合物(和优选地还有固化剂)的混合物进行交联反应。
如果存在，溶剂优选是水、醚或酯。合适的醚的例子包括二醇醚如2-甲氧基乙醇、2-乙氧基乙醇、2-丙氧基乙醇、2-异丙氧基乙醇、2-丁氧基乙醇、2-苯氧基乙醇、2-苄氧基乙醇、2-(2-甲氧基乙氧基)乙醇、2-(2-乙氧基乙氧基)乙醇和2-(2-丁氧基乙氧基)乙醇；和二烷基醚如二甲氧基乙烷、二乙氧基乙烷和二丁氧基乙烷。酯的例子包括乙酸(2-甲氧丙基)酯、乙酸(2-甲氧乙基)酯、乙酸(2-乙氧乙基)酯、乙酸(2-丁氧乙基)酯和乙酸(1-甲氧基-2-丙醇)酯。
通常溶剂是有机溶剂。优选地，溶剂是酯，和更优选为乙酸(2-甲氧基丙基)酯。
优选的实施方案的例子包括通过上述方法获得的或可获得的交联聚合物，其中步骤(a)包括将聚硅氧烷与下列体系之一混合，即双组分(2-pack)聚氨酯、醇酸树脂/三聚氰胺、聚酯/三聚氰胺、丙烯酸酯/三聚氰胺、丙烯酸酯/环氧树脂、双组分环氧体系(特别是双酚A/聚酰胺固化剂)、双组分聚氨酯体系(特别是OH官能化丙烯酸酯与脂族-芳族和/或纯的脂肪族多异氰酸酯)和酸催化的烘烤体系(stoving system)(丙烯酸酯/三聚氰胺)。
优选地，步骤(b)包括混合聚硅氧烷与丙烯酸酯/三聚氰胺体系、丙烯酸酯/环氧体系或特征OH-官能化的丙烯酸酯与脂族-芳族和/或纯脂肪族多异氰酸酯的体系。
交联聚合物是非弹性的。因此，它不应该是橡胶，并因此优选应该具有大于0.05GPa、优选至少0.1Gpa、如至少0.2GPa、至少0.3GPa、至少0.4GPa、至少0.5GPa、至少0.6GPa、至少0.7GPa、至少0.8GPa、至少0.9GPa、至少1GPa的杨氏模量。可以通过标准测试例如ASTM E111-04(2010)测量杨氏模量。
在上述所有选项(i)至(iii)中，当参考将组合物施加到表面的方法时，可以优选地通过将组合物印刷到层上，更优选通过丝网印刷来进行。
实施例
进行试验以研究开发可以用作头盔的层或涂层的可能性。该层可以是例如滑动壳中的结构材料或添加到滑动壳中的漆。在漆中测试添加剂。特别地，通过将组合物施加到载体并测量动态摩擦系数，测试组合物用作滑动促进剂的耐久性。低摩擦是有益的。如果将添加剂加入聚合物结构材料中，则可以预期相似的结果。
漆施用
将所述减摩添加剂与漆混合，并刷到由真空成型制成的0.8mm聚碳酸酯板上。在室温下干燥3天后进行摩擦测量。这是在真空成型后滑动壳上漆的情况。通过在160℃下给干燥的漆过的板热处理1分钟，然后使样品在室温下老化3天，模拟在成型前进行上漆的情况。这与真空成型工艺中的热处理相似。
摩擦测量
用于测试的EPS(发泡聚苯乙烯)与在头盔中使用的相似。这是基于具有承载能力为300KPa的EPS的粒子。通过首先将表面打磨干净，然后在其上施加薄的特氟隆薄层(Teflon foil)处理测量中的EPS表面，以与头盔中使用的相似。然后用140℃的热铁在1KPa的压力下压制特氟隆表面5秒钟。然后在2秒钟内，将室温的铁以1KPa的压力施加10秒种。这样形成干净、密封、平坦的表面，与头盔中的泡沫体相似。
以略低于在头盔中使用的EPS的最大承载能力的压力进行摩擦测量。380mm2使用9kg负荷，产生232KPa压力。测量时的滑动速度为5cm/sec。报告了根据ISO 15359测量的动态摩擦系数。通过使用与上述相同的设置还测量了静态摩擦系数，但是在滑动刚刚开始时读取力。
使用的物质：
A.水基哑光地板漆(matt floor lacquer)，“Alcrogolvlackhalvmatt”
B.PTFE喷涂“Roccol”
C.Jotun“Hardtop AS”.溶剂基双组分PUR漆
D.有机硅“BYK-Silclean 3700”。原位固化的硅醇封端的聚硅氧烷
E.由共混聚合物树脂制成的1型溶剂基哑光丝网印刷油墨
F.由共混聚合物树脂制成的2型溶剂基哑光丝网印刷油墨
G.由共混聚合物树脂制成的2型溶剂基亮光丝网印刷油墨
H.来自Dow Corning的有机硅DC 52。含表面活性剂的聚硅氧烷
I.来自Dow Corning的有机硅DC 57。聚硅氧烷嵌段醚共聚物
J.来自Dow Corning的有机硅DC 205S。聚硅氧烷嵌段醚共聚物
将所有的漆施加到平坦的、有光泽的0.8mm聚碳酸酯板上用于摩擦测量。
结果：
Figure BDA0003111304720000351
Figure BDA0003111304720000361
大脑加速度测量
对比传统的头盔和包含根据本发明的滑动促进剂(E5％H(DC52))的头盔进行角加速度测量。在此涂层上的滑动摩擦系数为0.07。通过使头盔以6m/s的速度对着45度砧座下落进行测试。测量头内部的加速度。图6示出了滑动促进剂的有利的结果。

Claims (45)

1.头盔，其包括：
配置为相对于彼此滑动的两个相对层；和
其中所述两个层之一或两者的表面包括滑动促进剂，以改善两层之间的滑动性，其中所述配置为相对于彼此滑动的两个层各自设置在所述头盔的外壳内，且其中所述滑动促进剂包括
(i)有机聚合物、聚硅氧烷和表面活性剂；
(ii)有机聚合物和基于聚硅氧烷和有机聚合物的共聚物；或者
(iii)通过使聚硅氧烷和有机聚合物进行交联反应获得的非弹性体交联聚合物，
其中所述两个相对层在滑动过程中彼此接触，并且所述滑动促进剂被配置为使得
(a)所述配置为相对于彼此滑动的两个相对层中的一个包含在在滑动期间与另一个相对层接触的表面上的硅氧烷部分，或
(b)所述配置为相对于彼此滑动的两个相对层中的每一个包含在在滑动期间与另一个相对层接触的表面上的硅氧烷部分。
2.根据权利要求1的头盔，其中所述两个层中的一个由泡沫材料制成。
3.根据权利要求1的头盔，其中所述两个层均由泡沫材料制成。
4.根据权利要求2或3的头盔，其中所述泡沫材料为发泡聚苯乙烯(EPS)、发泡聚丙烯(EPP)、发泡聚氨酯(EPU)或乙烯基腈泡沫。
5.根据权利要求1的头盔，其中所述滑动促进剂具有基于硅氧烷的接触表面和基于有机聚合物的内表面。
6.根据权利要求1或3的头盔，其中所述滑动促进剂包括有机聚合物、聚硅氧烷和表面活性剂，并且通过包括以下的方法获得：(a)向所述表面施加包括有机聚合物、聚硅氧烷和表面活性剂的组合物。
7.根据权利要求6的头盔，其中所述组合物包括有机聚合物、聚硅氧烷、表面活性剂和至少一种溶剂。
8.根据权利要求6的头盔，其中所述方法包括：(a)向所述表面施加如权利要求6中定义的组合物，和(b)使由此施加的组合物干燥。
9.根据权利要求1或3的头盔，其中所述滑动促进剂包括有机聚合物、聚硅氧烷和表面活性剂，并且通过包括以下的方法获得：施加聚硅氧烷和表面活性剂到基于有机聚合物的固体表面。
10.根据权利要求9的头盔，其中所述方法包括施加聚硅氧烷、表面活性剂和至少一种溶剂到所述固体表面。
11.根据权利要求1或3中任一项的头盔，其中所述聚硅氧烷是聚二甲基硅氧烷。
12.根据权利要求1或3中任一项的头盔，其中所述聚硅氧烷的数均分子量为至少50,000并且不大于2,000,000。
13.根据权利要求1或3中任一项的头盔，其中所述表面活性剂是式R’-[O-Q-]mOH的脂肪醇烷氧化物，其中m为1至20，Q是含有1至10个碳原子的二价烃基部分，并且R'是含有6至22个碳原子的烃基。
14.根据权利要求1或3的头盔，其中所述滑动促进剂包括有机聚合物和基于聚硅氧烷和有机聚合物的共聚物，并且通过包括以下的方法获得：(a)向所述表面施加包括有机聚合物和共聚物的组合物。
15.根据权利要求14的头盔，其中所述组合物包括有机聚合物、共聚物和至少一种溶剂。
16.根据权利要求14的头盔，其中所述方法包括：(a)向所述表面施加如权利要求14中定义的组合物，和(b)使由此施加的组合物干燥。
17.根据权利要求1或3的头盔，其中所述滑动促进剂包括有机聚合物和基于聚硅氧烷和有机聚合物的共聚物，并且通过包括以下的方法获得：施加所述共聚物到基于有机聚合物的固体表面。
18.根据权利要求14的头盔，其中所述聚硅氧烷是聚二甲基硅氧烷。
19.根据权利要求14的头盔，其中所述聚硅氧烷的数均分子量为至少1,000并且不大于50,000。
20.根据权利要求14的头盔，其中所述共聚物的有机聚合物组分是聚醚。
21.根据权利要求1或3的头盔，其中所述滑动促进剂还包括促进滑动促进剂结构内聚硅氧烷或共聚物分子的迁移的试剂，所述试剂是粒状形式的惰性无机产物。
22.根据权利要求21的头盔，其中所述试剂是SiO2。
23.根据权利要求1或3的头盔，其中所述滑动促进剂根据权利要求1中的选项(iii)定义，并且通过包括以下的方法获得：(a)向所述表面施加包括可固化的有机聚合物和官能化聚硅氧烷的组合物，和(b)使由此施加的组合物固化。
24.根据权利要求23的头盔，其中所述组合物包括可固化的有机聚合物、官能化聚硅氧烷和一种或多种固化剂。
25.根据权利要求23的头盔，其中所述组合物包括可固化的有机聚合物、官能化聚硅氧烷和至少一种溶剂。
26.根据权利要求23的头盔，其中所述方法包括：(a)向所述表面施加所述组合物，(b)使由此施加的组合物固化，和(c)使所述组合物干燥。
27.根据权利要求1或3的头盔，其中所述滑动促进剂根据权利要求1中的选项(iii)定义，并且通过包括以下的方法获得：(a)施加官能化聚硅氧烷到基于有机聚合物的固体表面，和(b)使由此施加的组合物固化，。
28.根据权利要求27的头盔，其中所述方法包括：(a)施加官能化聚硅氧烷到所述固体表面，(b)使由此施加的组合物固化，和(c)使所述组合物干燥。
29.根据权利要求23的头盔，其中所述官能化聚硅氧烷的数均分子量为至少5000并且不大于20,000。
30.根据权利要求23的头盔，其中所述聚硅氧烷是聚二甲基硅氧烷。
31.根据权利要求23的头盔，其中所述官能化聚硅氧烷用羟基官能化，并且所述有机聚合物是羟基交联的聚合物。
32.根据权利要求31的头盔，其中所述羟基交联的聚合物为加有二异氰酸酯交联剂的聚丙烯酸酯或聚氨酯。
33.根据权利要求1或3的头盔，其中所述滑动促进剂所施加的一个或多个表面是固体表面。
34.制造如权利要求1所述的头盔的方法，所述方法包括：
在头盔的第一层的表面上形成滑动促进剂；和
将所述层相对于头盔的另一层布置成使得所述两个层被配置成相对于彼此滑动，其中滑动位于所述两个层之间；
其中所述滑动促进剂包括
(i)有机聚合物、聚硅氧烷和表面活性剂；
(ii)有机聚合物和基于聚硅氧烷和有机聚合物的共聚物；或者
(iii)通过使聚硅氧烷和有机聚合物进行交联反应获得的非弹性体交联聚合物。
35.根据权利要求34的方法，其中所述头盔是根据权利要求3所述的头盔。
36.根据权利要求34的方法，其中所述滑动促进剂包括有机聚合物、聚硅氧烷和表面活性剂，并且所述方法包括向所述表面施加包括有机聚合物、聚硅氧烷和表面活性剂的组合物。
37.根据权利要求36的方法，其中所述组合物包括有机聚合物、聚硅氧烷、表面活性剂和至少一种溶剂。
38.根据权利要求36的方法，其中所述方法包括：(a)向所述表面施加如权利要求36中定义的组合物，和(b)使由此施加的组合物干燥。
39.根据权利要求34的方法，其中所述滑动促进剂包括有机聚合物和基于聚硅氧烷和有机聚合物的共聚物，并且所述方法包括(a)向所述表面施加包括有机聚合物和共聚物的组合物。
40.根据权利要求39的方法，其中所述组合物包括有机聚合物、共聚物和至少一种溶剂。
41.根据权利要求39的方法，其中所述方法包括：(a)向所述表面施加如权利要求40中定义的的组合物，和(b)使由此施加的组合物干燥。
42.根据权利要求34的方法，其中所述滑动促进剂包括通过使聚硅氧烷和有机聚合物进行交联反应而获得的非弹性交联聚合物，并且所述方法包括使聚硅氧烷和有机聚合物进行交联反应。
43.根据权利要求42的方法，其中所述方法包括使聚硅氧烷、有机聚合物和一种或多种固化剂进行交联反应。
44.根据权利要求34的方法，其中通过将物质印刷到层上而施加所述滑动促进剂。
45.根据权利要求44的方法，其中所述印刷为丝网印刷。
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