芳纶纤维胶带加强头盔
技术领域
本实用新型涉及安全头盔改良技术领域，更具体地说，涉及芳纶纤维胶带加强头盔。
背景技术
头盔是用来保护头部的护具，是军人训练、作战时戴的帽子，同时也是是人们交通中不可或缺的工具，它多呈半圆形，主要由外壳、衬里和悬挂装置三部分组成，外壳一般采用特种钢、玻璃钢、增强塑料、皮革、尼龙等材料制作，以抵御弹头、弹片和其他打击物对头部的伤害，由于从事各种活动使用要求不同，头盔的结构和式样很多，通常，头盔的壳体都由强度较高的材料制成，如金属、工程塑料、凯芙拉纤维等等，通过它的变形来吸收大部分冲击力；衬里材料具有吸汗、保暖、减震的功能，悬挂系统则是介于壳体与内衬之间的部分，通常可以调节，以适应不同的佩戴者头型的差别。
现有的头盔在撞击测试中受损失效，主要原因是薄弱位置的破裂与严重压缩，从而造成了头盔无法继续提供对使用者头部的保护功能，常规的改善方法有如下几种，如提高发泡胶密度、增加骨架和加厚发泡胶等，提高发泡胶密度虽然可以一定程度上增强头盔的保护效果，减小头盔薄弱部位受到撞击时的损伤，但会显著增加头盔的重量，影响使用者的佩戴，增加骨架需要改变产品形状，对产品原有的流线型设计进行修改，影响头盔整体降低气流阻力的效果，而通过加厚发泡胶，则需要对发泡模具进行修改，成本较高，因此在对头盔进行保护效果加强的加工时，没有一种成本较低同时又改良效果十分有效的方法，头盔坚硬的外壳有助于在发生撞击时，将力量分散到更大的面积上，但当头盔沿外壳的边缘或是连接两个通风口处出现裂纹后，头盔在遇到撞击时，外壳会快速碎裂，无法给使用者提供良好的头部保护功能，而这种裂纹过于细小时，使用者在检查过程中，不易发现，从而埋下了安全隐患。
实用新型内容
1.要解决的技术问题
针对现有技术中存在的问题，本实用新型的目的在于提供芳纶纤维胶带加强头盔及其制备方法，它可以实现对头盔进行保护效果的加强，减小在头盔遭遇碰撞过程中，薄弱位置的破损和压缩变形的程度，通过芳纶纤维胶带内置的特殊结构对头盔裂纹处进行填充，增强头盔出现裂纹后对头部的保护能力，同时便于使用者快速发现头盔上的细小裂纹。
2.技术方案
为解决上述问题，本实用新型采用如下的技术方案。
芳纶纤维胶带加强头盔，包括加强型头盔外壳，所述加强型头盔外壳上开凿有多个运动透风孔，所述加强型头盔外壳左右两侧分别开凿有侧边流线顺风槽，所述加强型头盔外壳内设有头盔发泡胶内衬壳，所述加强型头盔外壳和头盔发泡胶内衬壳左右两侧均开凿有头部散热通气孔，所述头部散热通气孔位于侧边流线顺风槽上侧，所述头盔发泡胶内衬壳下端固定连接有头部固定安装束带，所述头部固定安装束带中间固定连接有头盔束带固定卡扣环，所述加强型头盔外壳和头盔发泡胶内衬壳之间设有芳纶纤维带，所述芳纶纤维带位于侧边流线顺风槽前侧，所述芳纶纤维带与加强型头盔外壳内壁贴合，所述芳纶纤维带包括薄膜贴合基材、芳纶纤维丝和有氧自生长填缝粘胶，所述芳纶纤维丝位于薄膜贴合基材和有氧自生长填缝粘胶之间，且芳纶纤维丝在薄膜贴合基材和有氧自生长填缝粘胶之间密集排列，可以实现对头盔进行保护效果的加强，减小在头盔遭遇碰撞过程中，薄弱位置的破损和压缩变形的程度，通过芳纶纤维胶带内置的特殊结构对头盔裂纹处进行填充，增强头盔出现裂纹后对头部的保护能力，同时便于使用者快速发现头盔上的细小裂纹。
进一步的，所述有氧自生长填缝粘胶内填充有多个自溶孢子内生保护膜，所述自溶孢子内生保护膜内设有孢菌生长培养基液，所述孢菌生长培养基液内填充有多个分生孢子菌种球，所述分生孢子菌种球与孢菌生长培养基液均匀混合在自溶孢子内生保护膜内，通过在有氧自生长填缝粘胶内的自溶孢子内生保护膜、孢菌生长培养基液和分生孢子菌种球，便于在加强型头盔外壳出现裂纹后，分生孢子菌种球接触氧气后，在孢菌生长培养基液内生长，填充加强型头盔外壳上的缝隙，便于使用者快速发现头盔上的细小裂纹。
进一步的，所述分生孢子菌种球在混合入有氧自生长填缝粘胶之前，保存在冷冻管中，用无菌手续挑取，接入琼脂斜面培养基内，培养五至七天，便于对分生孢子菌种球内的菌种提纯。
芳纶纤维胶带加强头盔，其制备方法为：
步骤一：原材料聚合，将二元、含卤二元酸和溶液在低温下缩聚产生聚酰胺，将对苯二胺与对苯二甲酸酰氯缩聚成聚对苯二甲酰对苯二胺；
步骤二：粉碎、冲洗与干燥，经过清洗液冲洗，在经过干燥后，与强酸混合，制得聚合体；
步骤三：聚对苯二甲酰对苯二胺溶解，将聚对苯二甲酰对苯二胺使用浓硫酸溶解，制成纺丝溶液；
步骤四：干湿法纺丝，将高浓度、高温度的纺丝溶液在较高的喷射速度下喷丝，喷丝进入温度低的凝固液浴，在凝固液浴中，经过一个纺丝管，在凝固液的作用下形成丝束，绕道绕丝辊上干燥；
步骤五：芳纶出生纤维制备，通过一厘米的空气间隙造成丝在一定范围内的旋转和排列，浸入冷水中，冷水温度为一到四摄氏度，得到分子链充分伸展和定向的出生纤维；
步骤五：出生纤维漂洗，将芳纶出生纤维在水中漂洗，在胶凝浴中去除酸。
步骤六：芳纶纤维胶带的制备，将芳纶纤维丝与薄膜贴合基材粘接后，再与有氧自生长填缝粘胶固定粘接，将芳纶纤维胶带贴在加强型头盔外壳内表面薄弱位置；
步骤七：头盔外壳合模，将已贴上芳纶纤维胶带的加强型头盔外壳放入发泡胶模具内合模；
步骤八：填充发泡胶材料，合模后，在发泡胶模具内填充发泡胶材料，发泡聚苯乙烯或发泡聚丙烯，完成芳纶纤维胶带加强头盔的制作，便于对头盔进行保护效果的加强，减小在头盔遭遇碰撞过程中，薄弱位置的破损和压缩变形的程度。
进一步的，所述步骤一原材料聚合过程中的缩聚方式为将对苯二胺和对苯二甲酰氯蒸汽保持在三百二十五摄氏度内，与加热到二百摄氏度的氯气混合，控制反应器的温度保持在二百度到二百五十度之间，反应后冷却，然后得到聚合物，通过这种方式，不需要向反应器内添加溶剂，提高产物纯度，提高纤维性能。
进一步的，所述步骤二、步骤三的反应过程中对与聚合体反应的溶剂含水量要进行严格控制，通过对与聚合体反应的溶剂含水量要进行严格控制，防止对苯二甲酰的水解。
进一步的，所述步骤二粉碎、冲洗与干燥过程中，在经过干燥后，与浓硫酸溶液混合，制得聚合体，通过向反应器内添加浓硫酸，便于减少并丝、僵丝现象。
进一步的，所述步骤四干湿法纺丝过程中干燥后得到的出生纤维进行热处理，在惰性气体环境下，施加张力于一百五十度到五百五十度之间的高温下分段热处理得到成型纤维，便于使分子链进一步取向，提高结晶率，从而提升芳纶纤维的性能。
进一步的，所述步骤二的粉碎、冲洗与干燥过程中的洗涤为分别用无水乙醇和去离子水洗涤，洗涤时间为一至三分钟，便于减少对苯二甲酰的水解。
进一步的，所述步骤一原材料聚合过程中，选用的溶剂主要为六甲基磷酰胺和甲基乙酰胺，通过添加六甲基磷酰胺和甲基乙酰胺，便于提高产物纯度，提高纤维性能。
3.有益效果
相比于现有技术，本实用新型的优点在于：
(1)本方案可以实现对头盔进行保护效果的加强，减小在头盔遭遇碰撞过程中，薄弱位置的破损和压缩变形的程度，通过芳纶纤维胶带内置的特殊结构对头盔裂纹处进行填充，增强头盔出现裂纹后对头部的保护能力，同时便于使用者快速发现头盔上的细小裂纹。
(2)有氧自生长填缝粘胶内填充有多个自溶孢子内生保护膜，自溶孢子内生保护膜内设有孢菌生长培养基液，孢菌生长培养基液内填充有多个分生孢子菌种球，分生孢子菌种球与孢菌生长培养基液均匀混合在自溶孢子内生保护膜内，通过在有氧自生长填缝粘胶内的自溶孢子内生保护膜、孢菌生长培养基液和分生孢子菌种球，便于在加强型头盔外壳出现裂纹后，分生孢子菌种球接触氧气后，在孢菌生长培养基液内生长，填充加强型头盔外壳上的缝隙，便于使用者快速发现头盔上的细小裂纹。
(3)分生孢子菌种球在混合入有氧自生长填缝粘胶之前，保存在冷冻管中，用无菌手续挑取，接入琼脂斜面培养基内，培养五至七天，便于对分生孢子菌种球内的菌种提纯。
芳纶纤维胶带加强头盔，其制备方法为：
步骤一：原材料聚合，将二元、含卤二元酸和溶液在低温下缩聚产生聚酰胺，将对苯二胺与对苯二甲酸酰氯缩聚成聚对苯二甲酰对苯二胺；
步骤二：粉碎、冲洗与干燥，经过清洗液冲洗，在经过干燥后，与强酸混合，制得聚合体；
步骤三：聚对苯二甲酰对苯二胺溶解，将聚对苯二甲酰对苯二胺使用浓硫酸溶解，制成纺丝溶液；
步骤四：干湿法纺丝，将高浓度、高温度的纺丝溶液在较高的喷射速度下喷丝，喷丝进入温度低的凝固液浴，在凝固液浴中，经过一个纺丝管，在凝固液的作用下形成丝束，绕道绕丝辊上干燥；
步骤五：芳纶出生纤维制备，通过一厘米的空气间隙造成丝在一定范围内的旋转和排列，浸入冷水中，冷水温度为一到四摄氏度，得到分子链充分伸展和定向的出生纤维；
步骤五：出生纤维漂洗，将芳纶出生纤维在水中漂洗，在胶凝浴中去除酸。
步骤六：芳纶纤维胶带的制备，将芳纶纤维丝与薄膜贴合基材粘接后，再与有氧自生长填缝粘胶固定粘接，将芳纶纤维胶带贴在加强型头盔外壳内表面薄弱位置；
步骤七：头盔外壳合模，将已贴上芳纶纤维胶带的加强型头盔外壳放入发泡胶模具内合模；
步骤八：填充发泡胶材料，合模后，在发泡胶模具内填充发泡胶材料，发泡聚苯乙烯或发泡聚丙烯，完成芳纶纤维胶带加强头盔的制作，便于对头盔进行保护效果的加强，减小在头盔遭遇碰撞过程中，薄弱位置的破损和压缩变形的程度，可以实现对头盔进行保护效果的加强，减小在头盔遭遇碰撞过程中，薄弱位置的破损和压缩变形的程度，通过芳纶纤维胶带内置的特殊结构对头盔裂纹处进行填充，增强头盔出现裂纹后对头部的保护能力，同时便于使用者快速发现头盔上的细小裂纹。
(4)步骤一原材料聚合过程中的缩聚方式为将对苯二胺和对苯二甲酰氯蒸汽保持在三百二十五摄氏度内，与加热到二百摄氏度的氯气混合，控制反应器的温度保持在二百度到二百五十度之间，反应后冷却，然后得到聚合物，通过这种方式，不需要向反应器内添加溶剂，提高产物纯度，提高纤维性能。
(5)步骤二、步骤三的反应过程中对与聚合体反应的溶剂含水量要进行严格控制，通过对与聚合体反应的溶剂含水量要进行严格控制，防止对苯二甲酰的水解。
(6)步骤二粉碎、冲洗与干燥过程中，在经过干燥后，与浓硫酸溶液混合，制得聚合体，通过向反应器内添加浓硫酸，便于减少并丝、僵丝现象。
(7)步骤四干湿法纺丝过程中干燥后得到的出生纤维进行热处理，在惰性气体环境下，施加张力于一百五十度到五百五十度之间的高温下分段热处理得到成型纤维，便于使分子链进一步取向，提高结晶率，从而提升芳纶纤维的性能。
(8)步骤二的粉碎、冲洗与干燥过程中的洗涤为分别用无水乙醇和去离子水洗涤，洗涤时间为一至三分钟，便于减少对苯二甲酰的水解。
(9)步骤一原材料聚合过程中，选用的溶剂主要为六甲基磷酰胺和甲基乙酰胺，通过添加六甲基磷酰胺和甲基乙酰胺，便于提高产物纯度，提高纤维性能。
附图说明
图1为本实用新型的侧面半剖图；
图2为本实用新型的爆炸图；
图3为本实用新型加强型头盔外壳部分的俯视图；
图4为本实用新型加强型头盔外壳部分的仰视图；
图5为本实用新型加强型头盔本体的截面图；
图6为本实用新型芳纶纤维胶带部分的截面图；
图7为本实用新型芳纶纤维胶带部分的纵剖面图；
图8为本实用新型有氧自生长填缝粘胶部分的结构示意图；
图9为本实用新型发泡成型参数图。
图中标号说明：
1加强型头盔外壳、2运动透风孔、3侧边流线顺风槽、4头部散热通气孔、5头盔发泡胶内衬壳、6芳纶纤维胶带、7头部固定安全束带、8头盔束带固定卡扣环、9薄膜贴合基材、10芳纶纤维丝、11有氧自生长填缝粘胶、12自溶孢子内生保护膜、13孢菌生长培养基液、14分生孢子菌种球。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述；显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“顶/底端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接，可以是机械连接，也可以是电连接，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通，对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
实施例1：
请参阅图1-9，芳纶纤维胶带加强头盔，包括加强型头盔外壳1，加强型头盔外壳1上开凿有多个运动透风孔2，加强型头盔外壳1左右两侧分别开凿有侧边流线顺风槽3，加强型头盔外壳1内设有头盔发泡胶内衬壳5，加强型头盔外壳1和头盔发泡胶内衬壳5左右两侧均开凿有头部散热通气孔4，头部散热通气孔4位于侧边流线顺风槽3上侧，头盔发泡胶内衬壳5下端固定连接有头部固定安装束带7，头部固定安装束带7中间固定连接有头盔束带固定卡扣环8，加强型头盔外壳1和头盔发泡胶内衬壳5之间设有芳纶纤维带6，芳纶纤维带6位于侧边流线顺风槽3前侧，芳纶纤维带6与加强型头盔外壳1内壁贴合，芳纶纤维带6包括薄膜贴合基材9、芳纶纤维丝10和有氧自生长填缝粘胶11，芳纶纤维丝10位于薄膜贴合基材9和有氧自生长填缝粘胶11之间，且芳纶纤维丝10在薄膜贴合基材9和有氧自生长填缝粘胶11之间密集排列，可以实现对头盔进行保护效果的加强，减小在头盔遭遇碰撞过程中，薄弱位置的破损和压缩变形的程度，通过芳纶纤维胶带内置的特殊结构对头盔裂纹处进行填充，增强头盔出现裂纹后对头部的保护能力，同时便于使用者快速发现头盔上的细小裂纹。
有氧自生长填缝粘胶11内填充有多个自溶孢子内生保护膜12，自溶孢子内生保护膜12内设有孢菌生长培养基液13，孢菌生长培养基液13内填充有多个分生孢子菌种球14，分生孢子菌种球14与孢菌生长培养基液13均匀混合在自溶孢子内生保护膜12内，通过在有氧自生长填缝粘胶11内的自溶孢子内生保护膜12、孢菌生长培养基液13和分生孢子菌种球14，便于在加强型头盔外壳1出现裂纹后，分生孢子菌种球14接触氧气后，在孢菌生长培养基液13内生长，填充加强型头盔外壳1上的缝隙，便于使用者快速发现头盔上的细小裂纹，分生孢子菌种球14在混合入有氧自生长填缝粘胶11之前，保存在冷冻管中，用无菌手续挑取，接入琼脂斜面培养基内，培养五至七天，便于对分生孢子菌种球14内的菌种提纯。
芳纶纤维胶带加强头盔，其制备方法为：
步骤一：原材料聚合，将二元、含卤二元酸和溶液在低温下缩聚产生聚酰胺，将对苯二胺与对苯二甲酸酰氯缩聚成聚对苯二甲酰对苯二胺，步骤一原材料聚合过程中，选用的溶剂主要为六甲基磷酰胺和甲基乙酰胺，通过添加六甲基磷酰胺和甲基乙酰胺，便于提高产物纯度，提高纤维性能，步骤一原材料聚合过程中的缩聚方式为将对苯二胺和对苯二甲酰氯蒸汽保持在三百二十五摄氏度内，与加热到二百摄氏度的氯气混合，控制反应器的温度保持在二百度到二百五十度之间，反应后冷却，然后得到聚合物，通过这种方式，不需要向反应器内添加溶剂，提高产物纯度，提高纤维性能；
步骤二：粉碎、冲洗与干燥，经过清洗液冲洗，在经过干燥后，与强酸混合，制得聚合体，步骤二的粉碎、冲洗与干燥过程中的洗涤为分别用无水乙醇和去离子水洗涤，洗涤时间为一至三分钟，便于减少对苯二甲酰的水解，步骤二粉碎、冲洗与干燥过程中，在经过干燥后，与浓硫酸溶液混合，制得聚合体，通过向反应器内添加浓硫酸，便于减少并丝、僵丝现象；
步骤三：聚对苯二甲酰对苯二胺溶解，将聚对苯二甲酰对苯二胺使用浓硫酸溶解，制成纺丝溶液，步骤二、步骤三的反应过程中对与聚合体反应的溶剂含水量要进行严格控制，通过对与聚合体反应的溶剂含水量要进行严格控制，防止对苯二甲酰的水解；
步骤四：干湿法纺丝，将高浓度、高温度的纺丝溶液在较高的喷射速度下喷丝，喷丝进入温度低的凝固液浴，在凝固液浴中，经过一个纺丝管，在凝固液的作用下形成丝束，绕道绕丝辊上干燥，步骤四干湿法纺丝过程中，在干燥后得到的出生纤维进行热处理，在惰性气体环境下，施加张力于一百五十度到五百五十度之间的高温下分段热处理得到成型纤维，便于使分子链进一步取向，提高结晶率，从而提升芳纶纤维的性能；
步骤五：芳纶出生纤维制备，通过一厘米的空气间隙造成丝在一定范围内的旋转和排列，浸入冷水中，冷水温度为一到四摄氏度，得到分子链充分伸展和定向的出生纤维；
步骤五：出生纤维漂洗，将芳纶出生纤维在水中漂洗，在胶凝浴中去除酸。
步骤六：芳纶纤维胶带的制备，将芳纶纤维丝10与薄膜贴合基材9粘接后，再与有氧自生长填缝粘胶11固定粘接，将芳纶纤维胶带贴在加强型头盔外壳1内表面薄弱位置；
步骤七：头盔外壳合模，将已贴上芳纶纤维胶带的加强型头盔外壳1放入发泡胶模具内合模；
步骤八：填充发泡胶材料，合模后，在发泡胶模具内填充发泡胶材料，发泡聚苯乙烯或发泡聚丙烯，完成芳纶纤维胶带加强头盔的制作，便于对头盔进行保护效果的加强，减小在头盔遭遇碰撞过程中，薄弱位置的破损和压缩变形的程度。
本实用新型在还有另外一种胶粘装配方法，即完成上述步骤六后，将芳纶纤维胶带贴在加强型头盔外壳1内表面薄弱位置，将发泡聚苯乙烯原料或发泡聚丙烯原料填入模具内，制成头盔发泡胶内衬壳5，此时头盔发泡胶内衬壳5不含外壳与芳纶纤维胶带，在已贴上芳纶纤维胶带的外壳的内表面施胶，然后将头盔发泡胶内衬壳5装入，压实，完成芳纶纤维胶带加强头盔的制作。
以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式；但本实用新型的保护范围并不局限于此。任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内， 根据本实用新型的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围内。
