本發(fā)明涉及一種材料,具體涉及一種用于制造高強(qiáng)度阻燃性能良好頭盔的材料,屬于頭盔技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
頭盔是保護(hù)頭部的裝具，是軍人訓(xùn)練、作戰(zhàn)時(shí)戴的帽子，是人們交通中不可或缺的工具。它多呈半圓形，主要由外殼、襯里和懸掛裝置三部分組成。外殼分別用特種鋼、玻璃鋼、增強(qiáng)塑料、皮革、尼龍等材料制作，以抵御彈頭、彈片和其他打擊物對頭部的傷害。中國古代稱為胄、首鎧、兜鍪或頭鍪。
常規(guī)的頭盔很難滿足高強(qiáng)度和輕質(zhì)雙重標(biāo)準(zhǔn)，或所選用的材料價(jià)格昂貴，嚴(yán)重影響了其市場普及率。申請?zhí)枮閏n201610386543.0的發(fā)明專利雖然解決了高強(qiáng)度和阻燃性的問題，但是所用材料為石墨烯，價(jià)格昂貴，不便于普及。
因此有必要開發(fā)一種用于制造高強(qiáng)度阻燃性能良好頭盔的材料,以期可以解決上述技術(shù)問題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，提供一種用于制造高強(qiáng)度阻燃性能良好頭盔的材料。
為此，本發(fā)明的技術(shù)方案是一種用于制造高強(qiáng)度阻燃性能良好頭盔的材料，其特征在于，所述材料由以下組分組成：
(1)1～8％重量的碳納米管-氮化錳復(fù)合材料粉末；
(2)0.01～0.05％重量的抗氧劑；
(3)0.02～0.07％重量的潤滑劑；
(4)1～6％重量的三氧化二銻；
(5)余量為abs。
由于碳納米管具有很強(qiáng)的阻燃性能而氮化錳具有很高的強(qiáng)度，因此二者結(jié)合后的復(fù)合材料粉末的性能二者兼有，而制備氮化錳所需的材料價(jià)格低廉，極易取得。
優(yōu)選地，所述碳納米管-氮化錳復(fù)合材料粉末中的碳納米管為多壁碳納米管，多壁碳納米管的獨(dú)特結(jié)構(gòu)決定了它具有許多特殊的物理和化學(xué)性質(zhì)。組成多壁碳納米管的c＝c共價(jià)鍵是自然界最穩(wěn)定的化學(xué)鍵，所以使得多壁碳納米管具有非常優(yōu)異的力學(xué)性能。理論計(jì)算表明，多壁碳納米管具有極高的強(qiáng)度和極大的韌性。其理論值估計(jì)楊氏模量可達(dá)5tpa，強(qiáng)度約為鋼的100倍，而重量密度卻只有鋼的1/6，其與氮化錳結(jié)合的復(fù)合材料具有高強(qiáng)度高阻燃性能。
優(yōu)選地，所述材料由以下組分組成：
(1)2～6％重量的碳納米管-氮化錳復(fù)合材料粉末；
(2)0.03％重量的抗氧劑；
(3)0.04％重量的潤滑劑；
(4)2～5％重量的三氧化二銻；
(5)余量為abs。
優(yōu)選地，所述抗氧化劑為香料hse，純天然，無毒，且具有芳香味。
優(yōu)選地，所述潤滑劑為mos2或ti3sic2中的一種。
進(jìn)一步地，用于制造高強(qiáng)度阻燃性能良好頭盔的材料中的碳納米管-氮化錳復(fù)合材料粉末的制備工藝，其特征在于，包括以下步驟：
(1)稱取純度為99.99％的錳粉，放入真空管式爐中，在純度為99.99％的流動(dòng)氮?dú)獾臍夥障拢悦糠昼?℃/分鐘的速度升溫之800℃，保溫10小時(shí)，而后隨爐冷卻，合成氮化錳；
(2)將合成的氮化錳，放入行星球磨機(jī)的球磨罐中進(jìn)行球磨，行星球磨機(jī)的公轉(zhuǎn)速度為15轉(zhuǎn)/分鐘，自轉(zhuǎn)速度為200轉(zhuǎn)/分鐘，球磨3小時(shí)，球磨罐中倒入酒精作為冷卻劑，酒精的體積為球磨罐容積的1/3。
(3)將多壁碳納米管酸洗后，按配比稱重，用乙醇溶液作為分散劑，超聲分散得到懸浮液；
(4)將球磨后的氮化錳粉末與懸浮液混合、濕磨，將所得到的混合溶液過濾，干燥，得到碳納米管-氮化錳復(fù)合材料粉末；
進(jìn)一步地，所述步驟(3)中的酸洗是采用濃硝酸進(jìn)行酸洗提純；乙醇溶液的質(zhì)量百分含量為95％，多壁碳納米管與乙醇溶液的的質(zhì)量與體積比為：1.5g：3ml。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于，采用該用于制造高強(qiáng)度阻燃性能良好頭盔的材料解決了以往技術(shù)的缺陷：
1.采用該用于制造高強(qiáng)度阻燃性能良好頭盔的材料，由于碳納米管-氮化錳復(fù)合材料粉末具有高強(qiáng)度和良好的阻燃性能，因此頭盔的性能也相應(yīng)得到提高；
2.制備氮化錳所需的材料價(jià)格低廉，大大降低了生產(chǎn)成本；
3.制備碳納米管-氮化錳復(fù)合材料粉末的工藝簡單，成本相對低廉；
4.本發(fā)明提供的用于制造高強(qiáng)度阻燃性能良好頭盔的材料環(huán)保壓力小，制備成本低，采用該材料后，，環(huán)境友好。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合實(shí)施例和比較例，對本發(fā)明的具體實(shí)施方式作進(jìn)一步描述。以下具體實(shí)施方式僅用于更加清楚地說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而不能以此來限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。
實(shí)施例1
本發(fā)明的用于制造高強(qiáng)度阻燃性能良好頭盔的材料，由以下組分構(gòu)成：
(1)2％重量的碳納米管-氮化錳復(fù)合材料粉末；
(2)0.02％重量的抗氧劑；
(3)0.03％重量的潤滑劑；
(4)2％重量的三氧化二銻；
(5)余量為abs。
實(shí)施例2
本發(fā)明的用于制造高強(qiáng)度阻燃性能良好頭盔的材料，由以下組分構(gòu)成：
(1)3％重量的碳納米管-氮化錳復(fù)合材料粉末；
(2)0.03％重量的抗氧劑；
(3)0.04％重量的潤滑劑；
(4)3％重量的三氧化二銻；
(5)余量為abs。
實(shí)施例3
本發(fā)明的用于制造高強(qiáng)度阻燃性能良好頭盔的材料，由以下組分構(gòu)成：
(1)5％重量的碳納米管-氮化錳復(fù)合材料粉末；
(2)0.04％重量的抗氧劑；
(3)0.05％重量的潤滑劑；
(4)4％重量的三氧化二銻；
(5)余量為abs。
實(shí)施例4
本發(fā)明的用于制造高強(qiáng)度阻燃性能良好頭盔的材料，由以下組分構(gòu)成：
(1)6％重量的碳納米管-氮化錳復(fù)合材料粉末；
(2)0.04％重量的抗氧劑；
(3)0.05％重量的潤滑劑；
(4)5％重量的三氧化二銻；
(5)余量為abs。
實(shí)施例5
本發(fā)明的用于制造高強(qiáng)度阻燃性能良好頭盔的材料，由以下組分構(gòu)成：
(1)7％重量的碳納米管-氮化錳復(fù)合材料粉末；
(2)0.04％重量的抗氧劑；
(3)0.06％重量的潤滑劑；
(4)4％重量的三氧化二銻；
(5)余量為abs。
實(shí)施例6
本發(fā)明的用于制造高強(qiáng)度阻燃性能良好頭盔的材料，由以下組分構(gòu)成：
(1)7％重量的碳納米管-氮化錳復(fù)合材料粉末；
(2)0.04％重量的抗氧劑；
(3)0.07％重量的潤滑劑；
(4)5％重量的三氧化二銻；
(5)余量為abs。
實(shí)施例7
本發(fā)明的用于制造高強(qiáng)度阻燃性能良好頭盔的材料，由以下組分構(gòu)成：
(1)5％重量的碳納米管-氮化錳復(fù)合材料粉末；
(2)0.03％重量的抗氧劑；
(3)0.04％重量的潤滑劑；
(4)3％重量的三氧化二銻；
(5)余量為abs。
對比例1
與實(shí)施例1不同的是，該對比例1中沒有添加碳納米管-氮化錳復(fù)合材料粉末，其余成分相同。
實(shí)施例1-7的材料與對比例1的材料，其強(qiáng)度和阻燃性能如表1：
表1
以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明技術(shù)原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。