胶黏剂及其制备方法和头盔与流程

1.本发明涉及头盔技术领域，特别是涉及一种胶黏剂及其制备方法和头盔。


背景技术：

2.目前，国内防弹头盔行业，加工头盔盔体的流程为，将常温无粘性的酚醛树脂材料，涂敷在超高分子量聚乙烯纤维、芳香族聚酰胺纤维、聚笨并杂环纤维等纤维材料织物上，以形成制备头盔的预浸料。
3.具体加工时，将预浸料剪裁成一定形状的裁片后，将裁片按预定位置放置在模具上，同时人员一手拿裁片，一手拿热风枪，用高温气流不断加热预浸料裁片的各个位置，使酚醛树脂受热，产生粘性，粘贴在模具上，并用手将裁片展平，完成一张预浸料裁片后，再以同样工艺，贴敷下一张裁片。由于每顶头盔盔体，由二十多层剪裁好的预浸料构成，逐层加热铺叠，导致热成型过程极端耗能和耗时，据统计，头盔的热成型过程耗时，占据头盔总体加工耗时的75％以上，耗能占据头盔加工能耗的50％以上。并且，现有这方式制备得到的头盔易导致预浸料局部受热不均，导致盔体层与层之间的粘合力不足，进而导致头盔防弹性能下降。


技术实现要素：

4.鉴于上述状况，有必要针对现有技术中头盔采用常温无粘性的酚醛树脂作为预浸料胶黏剂所带来的耗时耗能以及防弹性能不足的问题，提供一种胶黏剂及其制备方法和头盔。
5.本发明一方面提供了一种头盔预浸料的胶黏剂，包括如下组分：
6.环氧树脂、过氧化环已酮、对苯二醌、氧化镁、丙烯酸、碳酸钙、硬质酸钙和生物蛋白。
7.进一步的，上述胶黏剂，其中，按重量份数计，各组分含量分别为：
8.环氧树脂，180～220份；
9.生物蛋白液，12～18份；
10.过氧化环已酮，8～12份；
11.对苯二醌，3～7份；
12.丙烯酸，3～7份；
13.氧化镁，8～12份；
14.碳酸钙，8～12份
15.硬质酸钙，4～8份。
16.进一步的，上述胶黏剂，其中，按重量份数计，各组分含量分别为：
17.环氧树脂，200份；
18.生物蛋白液，15份；
19.过氧化环已酮，10份；
20.对苯二醌，5份；
21.丙烯酸，5份；
22.氧化镁，10份；
23.碳酸钙，10份
24.硬质酸钙，6份。
25.进一步的，上述胶黏剂，其中，所述环氧树脂为e
‑
44环氧树脂和w
‑
95环氧树脂的混合物，其中，所述e
‑
44环氧树脂和w
‑
95环氧树脂的质量比为为5:1～3:1。
26.本发明还公开了一种胶黏剂的制备方法，包括步骤：
27.s1，将氧化镁、碳酸钙、硬质酸钙分别进行烘干处理；
28.s2，将环氧树脂、丙烯酸、对苯二醌、过氧化环已酮和生物蛋白液依次加入搅拌锅内，搅拌均匀；
29.s3，将烘干处理后的硬质酸钙加入所述搅拌锅内搅拌均匀，并保持所述搅拌锅内的温度为30～40℃；
30.s4，将烘干处理后的碳酸钙加入搅拌锅内，快速搅拌均匀；
31.s5，将烘干处理后的氧化镁加入搅拌锅内，快速搅拌均匀；
32.s6，将所述搅拌锅内混合好的材料静止10～20min后，持续搅拌20～40min，并每隔2～8min变化一次搅拌方向，按照顺、逆时针方向，交替搅拌。
33.进一步的，上述制备方法，所述将氧化镁、碳酸钙、硬质酸钙分别进行烘干处理的步骤包括：
34.将氧化镁、碳酸钙、硬质酸钙分别放入烘箱中进行烘焙干燥处理，烘焙干燥处理的温度为60℃～120℃，时间为20～40min。
35.进一步的，上述制备方法，其中，将环氧树脂、丙烯酸、对苯二醌、过氧化环已酮和生物蛋白液依次加入搅拌锅内进行搅拌的速度为30转/min，时间为10min。
36.进一步的，上述制备方法，其中，将硬质酸钙加入所述搅拌锅内搅拌时，首先采用50转/min的搅拌速度搅拌4
‑
6min后，再采用100转/min的搅拌速度搅拌均匀。
37.本发明还公开了一种头盔，由头盔预浸料制备得到，所述头盔预浸料由上述任意一项所述的胶黏剂通过热熔体浸渍法转移到纤维织物上得到。
38.本发明中的胶黏剂可在常温下可以保持较高的粘性。由此胶黏剂进行头盔制备的工艺中，彻底消除了热风枪加热酚醛树脂进行头盔预浸料铺层的过程，将铺盔功耗降低为0，实现了无耗能生产，并且极大地提高了生产效率，铺盔时间缩短50％以上，降低了生产成本，同时，避免了高温气流导致的人员安全事故。且，由此胶黏剂制备得到的头盔防弹性能更优。
具体实施方式
39.为使本发明的目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合实施例对本发明的具体实施方式做详细的说明。实施例中给出了本发明的若干实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容更加透彻全面。
40.实施例1
41.一种头盔预浸料的胶黏剂，按重量份数计包括：
42.环氧树脂，200份；
43.生物蛋白液，15份；
44.过氧化环已酮，10份；
45.对苯二醌，5份；
46.丙烯酸，5份；
47.氧化镁，10份；
48.碳酸钙，10份
49.硬质酸钙，6份。
50.其中，该环氧树脂由e
‑
44环氧树脂和w
‑
95环氧树脂组成，且e
‑
44环氧树脂和w
‑
95环氧树脂质量比为：4：1。
51.经测试，该实施例1中的胶黏剂在温度为25℃下，粘度为1250cps。
52.本实施例中的胶黏剂原料中添加一定量的生物蛋白，可使胶黏剂在常温下可以保持较高的粘性。且增加氯化钙、氯化镁、硬质酸钙便于头盔高温冲压成型过程中，胶黏剂固化后，具有较强的硬度。
53.上述胶黏剂的制备方法，包括以下步骤：
54.s1，将氧化镁、碳酸钙、硬质酸钙分别进行烘干处理；
55.s2，将环氧树脂、丙烯酸、对苯二醌、过氧化环已酮和生物蛋白液依次加入搅拌锅内，搅拌均匀；
56.s3，将烘干处理后的硬质酸钙加入所述搅拌锅内搅拌均匀，并保持所述搅拌锅内的温度为35℃；
57.s4，将烘干处理后的碳酸钙加入搅拌锅内，快速搅拌均匀；
58.s5，将烘干处理后的氧化镁加入搅拌锅内，快速搅拌均匀；
59.s6，将所述搅拌锅内混合好的材料静止15min后，持续搅拌30min，并每隔5min变化一次搅拌方向，按照顺、逆时针方向，交替搅拌。
60.其中，步骤s1中，将氧化镁、碳酸钙、硬质酸钙分别进行烘干处理的步骤包括：
61.将氧化镁、碳酸钙、硬质酸钙分别放入烘箱中进行烘焙干燥处理，烘焙干燥处理的温度为120℃
‑
60℃，时间为20～40min。
62.可以理解的，各组分烘干后，可使用500目细筛除去较大固体颗粒，完成后检测水分含量小于0.1％，准备待用。氧化镁、碳酸钙、硬质酸钙保存过程中容易受潮，因此，需要进行进行烘干操作，保证称量时，组分含量的准确性。
63.进一步的，上述步骤s2中，具体实施时，可将环氧树脂、丙烯酸、对苯二醌、过氧化环已酮、生物蛋白液的盛装桶放在地上来回滚动20次，使桶内沉淀物混合均匀，并用减量法称取足量材料，依次加入搅拌锅内，搅拌均匀，搅拌速度30转/min，时间10min。
64.进一步的，上述步骤s3中，将硬质酸钙加入所述搅拌锅内搅拌时，首先采用50转/min的搅拌速度搅拌4
‑
6min后，再采用100转/min的搅拌速度搅拌均匀。
65.进一步的，上述步骤s4中，将碳酸钙加入搅拌锅内，其搅拌速度为300转/min，快速搅拌5min即可。
66.实施例2
67.本实施例与实施例1基本一致，不同之处在于：
68.生物蛋白液12份。
69.经测试，该实施例2中的胶黏剂在温度为25℃下，粘度为1020cps。
70.实施例3
71.本实施例与实施例1基本一致，不同之处在于：
72.环氧树脂，180份。
73.经测试，该实施例3中的胶黏剂在温度为25℃下，粘度为975cps。
74.对照例1
75.本对照例与实施例1基本一致，不同之处在于：
76.未采用生物蛋白液。
77.经测试，该实施例3中的胶黏剂在温度为25℃下固化，粘度为0。
78.实施例4
79.本实施例中，还提供了一种头盔，该头盔由头盔预浸料制备得到，该头盔预浸料由实施例1中的胶黏剂通过热熔体浸渍法转移到纤维织物上得到。
80.具体的，该头盔的制备方法包括：
81.将所述的胶黏剂通过热熔体浸渍法转移到纤维织物上，得到头盔预浸料；
82.将所述头盔预浸料按设计结构进行剪裁，形成预浸料裁片；
83.将预浸料裁片按工艺要求位置，放置于铺盔模具上，并将所述预浸料裁片平整贴敷在铺盔模表面。
84.其中，该纤维织物为超高分子量聚乙烯纤维、芳香族聚酰胺纤维、聚笨并杂环纤维的正交织物，采用经纬线双丝编织法形成。
85.胶黏剂通过热熔体浸渍法转移到纤维织物上形成一种常温高粘性的头盔预浸料。将该头盔预浸料按设计结构进行剪裁，形成预浸料裁片。工作人员可通过展平工具将预浸料裁片按工艺要求位置，放置于铺盔模具上，此时使用展平工具，由铺盔模上部顺畅下压滑动到下部，完成后，90
°
转动铺盔模，使展品工具与上一次展平材料搭接15
°
，再次展平转动后区域的材料，顺次旋转，展平6次，可完成一张预浸料裁片的贴敷，在不同位置重复以上操作，保证预浸料裁片平整贴敷在铺盔模表面。
86.以上过程为一层预浸料裁片的铺设过程，根据设计工艺要求，不断重复以上步骤，可完成各类头盔的铺设加工。
87.本实施例中的头盔采用的是冷成型加工工艺，即在常温下完成各层预浸料的铺设。相较于传统的工艺，彻底消除了热风枪加热酚醛树脂进行头盔预浸料铺层的过程，将铺盔功耗降低为0，实现了无耗能生产，并且极大地提高了生产效率，铺盔时间缩短50％以上，提高了生产效率，降低了生产成本，同时，避免了高温气流导致的人员安全事故。
88.将实例4中的盔体依据gjb5115a及ga293中防弹性能测试规范进行测试，测试结果如表1所示。
89.表1实例4中头盔的防弹测试结果
[0090][0091][0092]
常规胶黏剂(即常温无粘性的酚醛树脂材料)制备得到的头盔，其依据gjb5115a及ga293中防弹性能测试，测试结果如表2所示。
[0093]
表2常规头盔的防弹测试结果
[0094][0095]
由上表可知，采用本发明实施例中的胶黏剂制备得到的盔体较常规的头盔，其v50数值高，且抗凹陷性能好特点各方面属性均达到最佳。
[0096]
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
[0097]
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并
不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。