目前，國內用于制造安全帽殼的材料有高密度聚乙烯(HDPE)、ABS、聚碳酸酯(PC)、增韌改性聚丙烯、玻纖增強聚丙烯、聚酯玻璃鋼等。帽襯材料主要是：低密度聚乙烯(LDPE)、HDPE/LDPE共混材料等。無論什么類型的安全帽殼，都必須使安全帽的設計符合使用要求，其中最重要的是保護使用者頭部不受傷害，佩戴舒適。玻璃鋼安全帽具有盡緣、耐酸堿、耐高溫、耐低溫、防靜電、抗沖擊、阻燃及不易老化等優點，所以近幾年來用聚酯玻璃鋼制作安全帽發展很快，年產約200萬頂，在建筑、交通、電力及礦業生產中發揮了重要的安全保護作用，為了進步此類安全帽在夜間作業及暗處使用的安全性，我們在原生產的玻璃鋼安全帽的基礎上開發了一種新型夜光玻璃鋼安全帽，取得了較好的經濟效益及社會效益。
安全帽帽殼的設計
根據人機工程學原理，模擬人頭受力可知：人頭形的幾何外形有較好抗沖擊效果。依據GB2428-89《中國成年人頭型系列》，帽殼外形應呈圓形或橢圓形，內徑長195~50mm，寬170~220mm，高120~150mm，帽殼留有透氣孔以散熱，其大小應根據帽殼強度綜合考慮，電工安全帽不答應有透氣孔，帽殼顏色應鮮明，帽殼內突出物不超過5mm，四周有軟墊，以防沖擊壓縮變形時傷害頭部，典型安全帽結構示意圖如圖1所示。
不飽和聚酯（196）：常州市華潤復合材料有限公司；
引發劑（MEKP-Ⅱ）：宜興市宏達塑料化工有限公司；
促進劑：環烷酸鈷溶液(鈷含量為1%) ;
功能填料：自制；
夜光劑（PLO-7B）：大連路明發光科技股份有限公司；
偶聯劑（SiLink硅烷類）：南京能德化工有限公司；
增韌劑（聚硫橡膠）：上海滬澄橡膠化工有限公司；
增強材料（0.18~0.4mm中堿方格布）。
基本配方如表1所示。
將不飽和聚酯樹脂、引發劑、促進劑、功能填料、著色劑、夜光劑（PLO-7B）投進反應釜內，攪拌后放進稠化劑，然后將增強材料用反應液進行浸漬，按GB2811-2007對安全帽重量的規定進行定量展層設計。為進步防穿透性能,在帽殼頂Φ120范圍多展一層0.4mm方格布。在壓機上進行模壓成型，固化在60℃烘箱中處理3～5h。按樣模劃線，進行機加工，最后得到制品。
玻璃鋼安全帽殼性能及分析
應用安全帽的國家標準GB2811-07對產品性能進行測試，測試結果如表2。
安全帽殼的主要性能是看沖擊性能、耐穿剌性能、阻燃性能、側壓剛性、夜光性、抗靜電性及外觀質量。沖擊性能的測試是用5kg半球面鋼錘自1m高自由著落，沖擊帽頂，帽內頭模受沖擊力應不大于4900N,帽殼不答應出現大于50mm的大裂紋，帶栓繩不答應拉斷。所以在配方中選用韌性好、強度高的196不飽和聚酯樹脂，引發劑用MEKP-Ⅱ，并在配方中加進聚硫橡膠作為增韌劑以進步其抗沖擊性能。另外采用自制的功能填料，對進步抗沖擊性能也有一定作用。另外，從安全帽殼的結構來看，帽殼外形呈等高度流線狀，而且表面光滑，當飛來物或墜落物砸在帽殼上向側向滑往時，沖量被分解，作用到帽殼上的沖量減少。耐穿刺性能的測試是用重3kg的鋼錐(硬度HR45，錐度60°，錐尖半徑0.5mm)自1m高處自由落下，沖擊帽頂，鋼錐不應與頭模接觸。
從生產實踐來看，沖擊性能達到國家標準的安全帽，其耐穿剌性能一般也較好，在成型時，帽殼的頂部Φ120mm范圍內多展一層0.4方格玻纖布以進步在此部位的耐穿剌性能，并在配方中加進增韌劑及功能填料，以更好地保證其耐穿刺性。安全帽的側壓剛性是在安全帽側向加載424N壓力時,帽殼側向變形不大于40mm,卸壓后，殘余變形小于15mm。要想滿足玻璃鋼安全帽的側向剛性要求，就只有選擇剛度高的樹脂及性能好的增強材料，并且在不影響帽殼總重的情況下，在帽殼的周邊采取補強措施。
玻璃鋼安全帽的阻燃性能測試是將70號汽油裝進2kg汽油噴燈，燃燒帽體10s，移開火焰，帽體應在5內自熄(帽殼燃點溫度為790±40℃)，試驗的環境10~30℃。為了使安全帽殼達到阻燃的要求，在配方中的功能填料中加有氯化石蠟化石蠟(含氯量為70%)及三氧化二銻，實踐證實通過功能填料中加進阻燃劑，然后用功能填料填充到不飽和聚酯樹脂中，可以使其安全帽的阻燃性達到國家標準。抗靜電性能按GB2812-89標準的測試方法,測定帽殼表面電阻,要求不大于1×109歐。主要是在功能填料中加進適量的抗靜電劑，降低其表面電阻，從而起到抗靜電的作用。
安全帽的夜光性是該產品創新點所在，該產品是在普通玻璃鋼安全帽的基礎上開發出來的，在不飽和聚酯膠液中加進長余輝發助劑，該助劑具有在陽光照或白熾燈光的照射下能吸收光能，在黑暗狀態下能將吸收的光收以輝光的形式發射出來，從而保證在暗處安全帽能發出夜光。采用大連路明發光科技股份有限公司生產的夜光劑（PLO-7B）試制出來的安全帽黑暗處發光超過12小時，完全滿足用戶要求。
外觀質量要求外表不應有微泡、針孔、表面空穴、折皺、裂縫、凸凹不平、缺損、砸傷、傷痕、固化不良、毛刺等缺陷,但答應修補；制品周邊不答應有毛刺、脫膠分層；內表面平整,不答應浸漬不良、分層、毛剌、缺損。
結論
通過原材料的選擇進行公道的配方，采用手糊工藝可以制得具有長余輝發光的玻璃鋼安全帽，發光時間超過12小明，其它性能達到或超過安全帽生產的國家標準（GB2811-07），該安全帽在交通、建筑、礦業及電力產業上有著廣泛的用途，對進步操縱職員在暗處作業及夜晚作業的安全性起到很好的作用。 (end)
安全帽帽殼的設計
根據人機工程學原理，模擬人頭受力可知：人頭形的幾何外形有較好抗沖擊效果。依據GB2428-89《中國成年人頭型系列》，帽殼外形應呈圓形或橢圓形，內徑長195~50mm，寬170~220mm，高120~150mm，帽殼留有透氣孔以散熱，其大小應根據帽殼強度綜合考慮，電工安全帽不答應有透氣孔，帽殼顏色應鮮明，帽殼內突出物不超過5mm，四周有軟墊，以防沖擊壓縮變形時傷害頭部，典型安全帽結構示意圖如圖1所示。
圖1 典型安全帽示意圖
不飽和聚酯（196）：常州市華潤復合材料有限公司；
引發劑（MEKP-Ⅱ）：宜興市宏達塑料化工有限公司；
促進劑：環烷酸鈷溶液(鈷含量為1%) ;
功能填料：自制；
夜光劑（PLO-7B）：大連路明發光科技股份有限公司；
偶聯劑（SiLink硅烷類）：南京能德化工有限公司；
增韌劑（聚硫橡膠）：上海滬澄橡膠化工有限公司；
增強材料（0.18~0.4mm中堿方格布）。
基本配方如表1所示。
圖2 玻璃鋼安全帽殼生產工藝圖
將不飽和聚酯樹脂、引發劑、促進劑、功能填料、著色劑、夜光劑（PLO-7B）投進反應釜內，攪拌后放進稠化劑，然后將增強材料用反應液進行浸漬，按GB2811-2007對安全帽重量的規定進行定量展層設計。為進步防穿透性能,在帽殼頂Φ120范圍多展一層0.4mm方格布。在壓機上進行模壓成型，固化在60℃烘箱中處理3～5h。按樣模劃線，進行機加工，最后得到制品。
玻璃鋼安全帽殼性能及分析
應用安全帽的國家標準GB2811-07對產品性能進行測試，測試結果如表2。
注：安全帽殼重在248-254克之間，安全帽總重量在448-452之間。
安全帽殼的主要性能是看沖擊性能、耐穿剌性能、阻燃性能、側壓剛性、夜光性、抗靜電性及外觀質量。沖擊性能的測試是用5kg半球面鋼錘自1m高自由著落，沖擊帽頂，帽內頭模受沖擊力應不大于4900N,帽殼不答應出現大于50mm的大裂紋，帶栓繩不答應拉斷。所以在配方中選用韌性好、強度高的196不飽和聚酯樹脂，引發劑用MEKP-Ⅱ，并在配方中加進聚硫橡膠作為增韌劑以進步其抗沖擊性能。另外采用自制的功能填料，對進步抗沖擊性能也有一定作用。另外，從安全帽殼的結構來看，帽殼外形呈等高度流線狀，而且表面光滑，當飛來物或墜落物砸在帽殼上向側向滑往時，沖量被分解，作用到帽殼上的沖量減少。耐穿刺性能的測試是用重3kg的鋼錐(硬度HR45，錐度60°，錐尖半徑0.5mm)自1m高處自由落下，沖擊帽頂，鋼錐不應與頭模接觸。
從生產實踐來看，沖擊性能達到國家標準的安全帽，其耐穿剌性能一般也較好，在成型時，帽殼的頂部Φ120mm范圍內多展一層0.4方格玻纖布以進步在此部位的耐穿剌性能，并在配方中加進增韌劑及功能填料，以更好地保證其耐穿刺性。安全帽的側壓剛性是在安全帽側向加載424N壓力時,帽殼側向變形不大于40mm,卸壓后，殘余變形小于15mm。要想滿足玻璃鋼安全帽的側向剛性要求，就只有選擇剛度高的樹脂及性能好的增強材料，并且在不影響帽殼總重的情況下，在帽殼的周邊采取補強措施。
玻璃鋼安全帽的阻燃性能測試是將70號汽油裝進2kg汽油噴燈，燃燒帽體10s，移開火焰，帽體應在5內自熄(帽殼燃點溫度為790±40℃)，試驗的環境10~30℃。為了使安全帽殼達到阻燃的要求，在配方中的功能填料中加有氯化石蠟化石蠟(含氯量為70%)及三氧化二銻，實踐證實通過功能填料中加進阻燃劑，然后用功能填料填充到不飽和聚酯樹脂中，可以使其安全帽的阻燃性達到國家標準。抗靜電性能按GB2812-89標準的測試方法,測定帽殼表面電阻,要求不大于1×109歐。主要是在功能填料中加進適量的抗靜電劑，降低其表面電阻，從而起到抗靜電的作用。
安全帽的夜光性是該產品創新點所在，該產品是在普通玻璃鋼安全帽的基礎上開發出來的，在不飽和聚酯膠液中加進長余輝發助劑，該助劑具有在陽光照或白熾燈光的照射下能吸收光能，在黑暗狀態下能將吸收的光收以輝光的形式發射出來，從而保證在暗處安全帽能發出夜光。采用大連路明發光科技股份有限公司生產的夜光劑（PLO-7B）試制出來的安全帽黑暗處發光超過12小時，完全滿足用戶要求。
外觀質量要求外表不應有微泡、針孔、表面空穴、折皺、裂縫、凸凹不平、缺損、砸傷、傷痕、固化不良、毛刺等缺陷,但答應修補；制品周邊不答應有毛刺、脫膠分層；內表面平整,不答應浸漬不良、分層、毛剌、缺損。
結論
通過原材料的選擇進行公道的配方，采用手糊工藝可以制得具有長余輝發光的玻璃鋼安全帽，發光時間超過12小明，其它性能達到或超過安全帽生產的國家標準（GB2811-07），該安全帽在交通、建筑、礦業及電力產業上有著廣泛的用途，對進步操縱職員在暗處作業及夜晚作業的安全性起到很好的作用。 (end)
魯ICP備2021047099號