摘  要：采用手糊成型工藝，以不飽和聚酯膠液為基料，通過添加多種助劑，研制開發了夜光玻璃鋼安全帽外殼并進行了性能測試。測試結果表明：50度時，安全帽外殼的沖擊性能不大于3.328N;側向加載424N壓力時，帽殼側向變形為32mm，卸壓后殘余變形為9mm；帽殼表面電阻為3.8*106Ω；安全帽黑暗中發光超過12h，各項性能符合標準要求。
    目前，國內用于制造安全帽外殼的材料有高密度聚乙烯(HDPE)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物、聚碳酸酯、增韌改性聚丙烯、玻璃纖維增強聚丙烯、聚酯玻璃鋼等。帽襯材料主要是低密度聚乙烯(LDPE)、HDPE/LDPE區混材料等。無論什么類型的安全帽，都必須使安全帽帽殼的設計符合使用要求，其中重要的是保護使用者頭部不受傷害且佩戴舒適。用聚酯玻璃鋼生產的安全帽具有絕緣、耐酸堿、耐高溫和低溫、防靜電、抗沖擊、阻燃及不易老化等優點，因此近幾年來發展很快，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。
    為了提高安全帽在夜間作業及暗處使用的安全性，本工作采用手糊成型工藝，以不飽和聚酯膠液為基料，通過添加功能填料、引發劑、夜發劑、偶聯劑等多種助劑，研制了一種新型夜光玻璃鋼安全帽外殼。
1  安全帽帽殼的設計
    根據人機工程學原理，模擬人體頭受力情況可知：人體頭部的幾何形狀具有較好的抗沖擊效果。依據GB2428-1989《成年人頭型系列》，帽殼形狀應呈圓形或者橢圓形，內徑長195~250mm，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。但電工安全帽不允許有透氣孔，帽殼顏色應鮮明，帽殼內突出物不超過5mm，周圍有軟墊，以防沖擊壓縮變形時傷害頭部。
2  實驗部分
2.1  原料及配方
    不飽和聚酯樹脂196：常州市華潤復合材料有限公司生產；MEKP-Ⅱ引發劑：宜興市宏達塑料化工有限公司生產；促進劑：環烷酸鈷溶液(鈷含量為1%);功能填料：自制；PLO-7B夜光劑：大連路明發光科技股份有限公司生產；增韌劑(聚硫橡膠)：上海滬澄橡膠化工有限公司生產；增強材料為0.18~0.40mm方格玻璃纖維布。[-page-] 
    夜光玻璃鋼安全帽外殼配方見表1。
   
2.2  成型工藝
    夜光玻璃鋼安全帽外殼的生產可采用多種工藝，主要有模壓、注射 、噴射、手糊等，本工作采用的是手糊成型工藝。
    將上述原料投入反應釜內，攪拌之后放入增稠劑，然后將增強材料用反應液進行浸漬，按照GB 2811-2007的規定對安全帽進行定量鋪層設計。為了提高防穿刺性能，在帽殼頂Φ120mm范圍多鋪一層0.40mm方格玻璃纖維布。在塑料液壓機上模壓成型，接著在60℃烘箱中固化處理3~5h，然后再進行后加工，后得到制品。夜光玻璃鋼安全帽外殼生產流程見圖1。
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3  外觀質量要求及性能測試
3.1  夜光玻璃鋼安全帽外殼的質量要求
    夜光玻璃鋼安全帽外表不應有微泡、針孔、表面空穴、折皺、裂痕、凸凹不平、缺損、砸傷、傷痕、固化不良、毛刺等缺陷，但允許修補；安全帽周邊及內表面不允許有毛剌、脫膠分層；內表面平整，不允許浸漬不良和缺損。
3.2  性能測試
    沖擊性能：將重5.5kg球形鋼錘自1m高空自由落下，沖擊夜光玻璃鋼安全帽頂，頭部模型所受沖擊力應不大于4900N，帽殼不允許出現大于50mm的裂紋，下額帶栓繩不允許拉斷。
    耐穿刺性能：將重3kg的鋼錐(硬度45，錐度60°，錐尖半徑0.5mm)自1m高空自由落下，沖擊夜光玻璃鋼安全帽頂，鋼錐不應與頭部模型接觸。
    側壓剛性：在夜光玻璃鋼安全帽的側向加載424N壓力時，帽殼側向變形不大于40mm；卸壓后殘余變形小于15mm。
    阻燃性能：將70#汽油裝入2kg汽油噴燈，燃燒帽體10s，移開火焰，帽體應在5s內自熄；帽殼燃點溫度為(790±40)℃,試驗環境溫度為10~30℃。
    抗靜電性能：按GB 2812-1989測試帽殼表面電阻。
    夜光玻璃鋼安全帽外殼性能測試結果見表2。從表2可知，夜光玻璃鋼安全帽外殼的沖擊性能、耐穿刺性能符合GB 2811-2007要求，阻燃性能、抗靜電性符合GB 2812-1989要求。
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4  結 語
    夜光劑具有在陽光或白熾燈光的照射下吸收光能，在黑暗狀態下將吸收的光以輝光的形式發射出來的特點，從而保證安全帽在暗處能發出夜光。采用手糊成型工藝，在不飽和聚酯膠液中加入夜光劑而制備的夜光玻璃鋼安全帽，黑暗中發光時間超過12h，其沖擊性能、耐穿刺性能達到GB 281-2007要求，可廣泛應用于交通、建筑、礦業等行業，對保護人身安全、提高夜間作業及暗處使用的安全性起到了重要作用。