CN113320120B - 一种拉力自显式pp复合材料的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种拉力自显式PP复合材料的制备方法,属于PP材料技术领域,本发明可以通过对PP原料进行改进,在提高其韧性的同时,在成型过程中引入多对十字形分布的拉力自显带,并预埋于PP复合材料内,最终可以呈现多个方向,不仅可以辅助提高PP复合材料的韧性和抗拉强度,并且在受到异常拉力时,其可以感知各个方向的拉力然后发生伸长压缩动作,进而释放出特定的材料来进行显示,从而有效提示用户此时PP复合材料的受力状态,同时还可以根据显示效果来对拉力程度进行定性判断,可以保护PP复合材料免受超过极限值的拉力损坏,对其实现有效保护,延长其使用寿命。
Description
技术领域
本发明涉及PP材料技术领域,更具体地说,涉及一种拉力自显式PP复合材料的制备方法。
背景技术
PP材料一般指聚丙烯,聚丙烯,是丙烯通过加聚反应而成的聚合物。系白色蜡状材料,外观透明而轻。化学式为(C3H6)n,密度为0.89-0.91g/cm3,易燃,熔点189℃,在155℃左右软化,使用温度范围为-30-140℃。在80℃以下能耐酸、碱、盐液及多种有机溶剂的腐蚀,能在高温和氧化作用下分解。聚丙烯广泛应用于服装、毛毯等纤维制品、医疗器械、汽车、自行车、零件、输送管道、化工容器等生产,也用于食品、药品包装。
聚丙烯(PP)是使用最广泛的通用塑料之一。具有密度小、价位低、综合性能优异等优点,但是聚丙烯成型收缩率大、脆性高、缺口冲击强度低,特别是在低温时尤为严重,这就限制了PP的进一步推广应用。
PP材料在近年来的发展,其韧性得到了一定程度的提高,但是在超过极限值后仍会造成损坏,难以继续使用而导致报废,极大的造成材料浪费。
发明内容
1.要解决的技术问题
针对现有技术中存在的问题,本发明的目的在于提供一种拉力自显式PP复合材料的制备方法,可以通过对PP原料进行改进,在提高其韧性的同时,在成型过程中引入多对十字形分布的拉力自显带,并预埋于PP复合材料内,最终可以呈现多个方向,不仅可以辅助提高PP复合材料的韧性和抗拉强度,并且在受到异常拉力时,其可以感知各个方向的拉力然后发生伸长压缩动作,进而释放出特定的材料来进行显示,从而有效提示用户此时PP复合材料的受力状态,同时还可以根据显示效果来对拉力程度进行定性判断,可以保护PP复合材料免受超过极限值的拉力损坏,对其实现有效保护,延长其使用寿命。
2.技术方案
为解决上述问题,本发明采用如下的技术方案。
一种拉力自显式PP复合材料的制备方法,包括以下步骤:
S1、按照重量份数依次称取60-80份PP树脂、15-25份碳酸钙、5-10份二氧化钛、1-3份玻璃纤维、5-8份增韧剂、0.1-0.3份抗氧剂和0.6-1.2份润滑剂共混均匀后,得到混合物;
S2、将混合物投入至双螺杆挤出机,经熔融挤出至成型模具内,成型模具仍保持熔融温度;
S3、每5-10cm3的混合物取一根拉力自显带,并且两两呈十字形均匀嵌入至混合物中,合模;
S4、成型模具开始冷却待成型后脱模取出制品,对制品在70-90℃温度下烘烤2-3h,即得PP复合材料。
进一步的,所述增韧剂为乙烯-辛烯共聚物,所述抗氧剂为抗氧剂1010或者抗氧剂168,所述润滑剂为硬脂酸钙或者PE蜡。
进一步的,所述步骤S1中PP树脂在共混之前于70-90℃温度下烘烤2-4h。
进一步的,所述步骤S3中双螺杆挤出机的挤出温度为180-230℃,螺杆转速为300-500r/min。
进一步的,所述二氧化钛为纳米二氧化钛,且纳米二氧化钛的粒径为50-200nm。
进一步的,所述步骤S3中的拉力自显带包括一对拉伸单带和一对嵌入端球,一对所述拉伸单带上下对称连接于一对嵌入端球之间,且一对拉伸单带之间闭合连接,一对所述拉伸单带之间设有内触发球,所述嵌入端球与内触发球之间连接有牵拉线,一对所述拉伸单带之间连接有多根均匀分布的弹力丝,在PP复合材料受到拉力后,一对嵌入端球首先感知拉力然后同时拉动牵拉线和拉伸单带,一对拉伸单带受到迁移后相互靠近实现压缩,而牵拉线则带动内触发球触发分离动作,然后拉伸单带和内触发球配合实现拉力显示。
进一步的,所述内触发球包括一对防护半球、自显球和显色膜,且一对防护半球沿一对嵌入端球的方向对称分布,所述自显球设于防护半球内侧,所述显色膜包覆于自显球的外表面上,正常状态下防护半球起到对自显球的保护作用,避免在嵌入端球未牵引状态下,因一对拉伸单带受到压力而发生压缩动作从而误触发显示动作,仅在嵌入端球受到拉力后通过牵拉线分离一对防护半球后,暴露出其中的自显球,在受到拉伸单带的挤压后实现显示,有效提高显示的精确性。
进一步的,所述自显球包括定形内球、多根弹性连接端以及多片内陷鳞片,多片所述内陷鳞片相互组合构成一个球体,且定形内球位于球体内侧,所述弹性连接端连接于定形内球和内陷鳞片之间,所述球体与定形内球之间填充有颜料,在内陷鳞片受到拉伸单带的挤压后向内侧迁移,从而形成缝隙供颜料漏出进行显色显示,在失去拉伸单带的挤压作用后,在弹性连接端的作用下内陷鳞片复位,重新挤压颜料重新回到内侧,因此拉力自显带可以重复使用,并不会对下一次的显示造成干扰。
进一步的,所述显色膜与多片内陷鳞片之间均为点状连接,且显色膜采用弹性防水材料制成,显色膜既可以保证颜料在释放出来后不会泄露,从而在内陷鳞片复位时可以重新压回内侧继续使用,点状连接一方面易于内陷鳞片的迁移,同时提供足够的空间来承纳挤出来的颜料进行显示。
进一步的,所述拉伸单带包括柔性带体、硬质嵌块和延伸杆,所述硬质嵌块镶嵌连接于柔性带体的中心处,所述延伸杆连接于硬质嵌块靠近内触发球的一端,硬质嵌块起到对延伸杆的定向作用,避免其发生角度偏移而无法精准触发自显球的自显动作。
3.有益效果
相比于现有技术,本发明的优点在于:
(1)本方案可以通过对PP原料进行改进,在提高其韧性的同时,在成型过程中引入多对十字形分布的拉力自显带,并预埋于PP复合材料内,最终可以呈现多个方向,不仅可以辅助提高PP复合材料的韧性和抗拉强度,并且在受到异常拉力时,其可以感知各个方向的拉力然后发生伸长压缩动作,进而释放出特定的材料来进行显示,从而有效提示用户此时PP复合材料的受力状态,同时还可以根据显示效果来对拉力程度进行定性判断,可以保护PP复合材料免受超过极限值的拉力损坏,对其实现有效保护,延长其使用寿命。
(2)拉力自显带包括一对拉伸单带和一对嵌入端球,一对拉伸单带上下对称连接于一对嵌入端球之间,且一对拉伸单带之间闭合连接,一对拉伸单带之间设有内触发球,嵌入端球与内触发球之间连接有牵拉线,一对拉伸单带之间连接有多根均匀分布的弹力丝,在PP复合材料受到拉力后,一对嵌入端球首先感知拉力然后同时拉动牵拉线和拉伸单带,一对拉伸单带受到迁移后相互靠近实现压缩,而牵拉线则带动内触发球触发分离动作,然后拉伸单带和内触发球配合实现拉力显示。
(3)内触发球包括一对防护半球、自显球和显色膜,且一对防护半球沿一对嵌入端球的方向对称分布,自显球设于防护半球内侧,显色膜包覆于自显球的外表面上,正常状态下防护半球起到对自显球的保护作用,避免在嵌入端球未牵引状态下,因一对拉伸单带受到压力而发生压缩动作从而误触发显示动作,仅在嵌入端球受到拉力后通过牵拉线分离一对防护半球后,暴露出其中的自显球,在受到拉伸单带的挤压后实现显示,有效提高显示的精确性。
(4)自显球包括定形内球、多根弹性连接端以及多片内陷鳞片,多片内陷鳞片相互组合构成一个球体,且定形内球位于球体内侧,弹性连接端连接于定形内球和内陷鳞片之间,球体与定形内球之间填充有颜料,在内陷鳞片受到拉伸单带的挤压后向内侧迁移,从而形成缝隙供颜料漏出进行显色显示,在失去拉伸单带的挤压作用后,在弹性连接端的作用下内陷鳞片复位,重新挤压颜料重新回到内侧,因此拉力自显带可以重复使用,并不会对下一次的显示造成干扰。
(5)显色膜与多片内陷鳞片之间均为点状连接,且显色膜采用弹性防水材料制成,显色膜既可以保证颜料在释放出来后不会泄露,从而在内陷鳞片复位时可以重新压回内侧继续使用,点状连接一方面易于内陷鳞片的迁移,同时提供足够的空间来承纳挤出来的颜料进行显示。
(6)拉伸单带包括柔性带体、硬质嵌块和延伸杆,硬质嵌块镶嵌连接于柔性带体的中心处,延伸杆连接于硬质嵌块靠近内触发球的一端,硬质嵌块起到对延伸杆的定向作用,避免其发生角度偏移而无法精准触发自显球的自显动作。
附图说明
图1为本发明PP复合材料的结构示意图;
图2为本发明拉力自显带正常状态下的结构示意图;
图3为本发明内触发球的结构示意图;
图4为本发明自显球的结构示意图;
图5为本发明拉力自显带显色状态下的结构示意图。
图中标号说明:
1拉伸单带、11柔性带体、12硬质嵌块、13延伸杆、2嵌入端球、3内触发球、31防护半球、32自显球、321定形内球、322弹性连接端、323内陷鳞片、33显色膜、4牵拉线、5弹力丝。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明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发明一部分实施例,而不是全部的实施例,基于本发明中的实施例,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,都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中,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发明和简化描述,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发明的限制。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。
在本发明的描述中,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发明中的具体含义。
实施例1:
请参阅图1,一种拉力自显式PP复合材料的制备方法,包括以下步骤:
S1、按照重量份数依次称取60份PP树脂、15份碳酸钙、5份二氧化钛、1份玻璃纤维、5份增韧剂、0.1份抗氧剂和0.6份润滑剂共混均匀后,得到混合物;
S2、将混合物投入至双螺杆挤出机,经熔融挤出至成型模具内,成型模具仍保持熔融温度;
S3、每5cm3的混合物取一根拉力自显带,并且两两呈十字形均匀嵌入至混合物中,合模;
S4、成型模具开始冷却待成型后脱模取出制品,对制品在70℃温度下烘烤2h,即得PP复合材料。
增韧剂为乙烯-辛烯共聚物,抗氧剂为抗氧剂1010或者抗氧剂168,润滑剂为硬脂酸钙或者PE蜡。
步骤S1中PP树脂在共混之前于70℃温度下烘烤2h。
步骤S3中双螺杆挤出机的挤出温度为180℃,螺杆转速为300r/min。
二氧化钛为纳米二氧化钛,且纳米二氧化钛的粒径为50-200nm。
请参阅图2,步骤S3中的拉力自显带包括一对拉伸单带1和一对嵌入端球2,一对拉伸单带1上下对称连接于一对嵌入端球2之间,且一对拉伸单带1之间闭合连接,一对拉伸单带1之间设有内触发球3,嵌入端球2与内触发球3之间连接有牵拉线4,一对拉伸单带1之间连接有多根均匀分布的弹力丝5,在PP复合材料受到拉力后,一对嵌入端球2首先感知拉力然后同时拉动牵拉线4和拉伸单带1,一对拉伸单带1受到迁移后相互靠近实现压缩,而牵拉线4则带动内触发球3触发分离动作,然后拉伸单带1和内触发球3配合实现拉力显示。
请参阅图3,内触发球3包括一对防护半球31、自显球32和显色膜33,且一对防护半球31沿一对嵌入端球2的方向对称分布,自显球32设于防护半球31内侧,显色膜33包覆于自显球32的外表面上,正常状态下防护半球31起到对自显球32的保护作用,避免在嵌入端球2未牵引状态下,因一对拉伸单带1受到压力而发生压缩动作从而误触发显示动作,仅在嵌入端球2受到拉力后通过牵拉线4分离一对防护半球31后,暴露出其中的自显球32,在受到拉伸单带1的挤压后实现显示,有效提高显示的精确性。
请参阅图4,自显球32包括定形内球321、多根弹性连接端322以及多片内陷鳞片323,多片内陷鳞片323相互组合构成一个球体,且定形内球321位于球体内侧,弹性连接端322连接于定形内球321和内陷鳞片323之间,球体与定形内球321之间填充有颜料,在内陷鳞片323受到拉伸单带1的挤压后向内侧迁移,从而形成缝隙供颜料漏出进行显色显示,在失去拉伸单带1的挤压作用后,在弹性连接端322的作用下内陷鳞片323复位,重新挤压颜料重新回到内侧,因此拉力自显带可以重复使用,并不会对下一次的显示造成干扰。
显色膜33与多片内陷鳞片323之间均为点状连接,且显色膜33采用弹性防水材料制成,显色膜33既可以保证颜料在释放出来后不会泄露,从而在内陷鳞片323复位时可以重新压回内侧继续使用,点状连接一方面易于内陷鳞片323的迁移,同时提供足够的空间来承纳挤出来的颜料进行显示。
请参阅图5,拉伸单带1包括柔性带体11、硬质嵌块12和延伸杆13,硬质嵌块12镶嵌连接于柔性带体11的中心处,延伸杆13连接于硬质嵌块12靠近内触发球3的一端,硬质嵌块12起到对延伸杆13的定向作用,避免其发生角度偏移而无法精准触发自显球32的自显动作。
实施例2:
一种拉力自显式PP复合材料的制备方法,包括以下步骤:
S1、按照重量份数依次称取70份PP树脂、20份碳酸钙、8份二氧化钛、2份玻璃纤维、6份增韧剂、0.2份抗氧剂和0.9份润滑剂共混均匀后,得到混合物;
S2、将混合物投入至双螺杆挤出机,经熔融挤出至成型模具内,成型模具仍保持熔融温度;
S3、每8cm3的混合物取一根拉力自显带,并且两两呈十字形均匀嵌入至混合物中,合模;
S4、成型模具开始冷却待成型后脱模取出制品,对制品在80℃温度下烘烤2.5h,即得PP复合材料。
步骤S1中PP树脂在共混之前于80℃温度下烘烤3h。
步骤S3中双螺杆挤出机的挤出温度为200℃,螺杆转速为400r/min。
其余部分与实施例1保持一致。
实施例3:
一种拉力自显式PP复合材料的制备方法,包括以下步骤:
S1、按照重量份数依次称取80份PP树脂、25份碳酸钙、10份二氧化钛、3份玻璃纤维、8份增韧剂、0.3份抗氧剂和1.2份润滑剂共混均匀后,得到混合物;
S2、将混合物投入至双螺杆挤出机,经熔融挤出至成型模具内,成型模具仍保持熔融温度;
S3、每10cm3的混合物取一根拉力自显带,并且两两呈十字形均匀嵌入至混合物中,合模;
S4、成型模具开始冷却待成型后脱模取出制品,对制品在90℃温度下烘烤3h,即得PP复合材料。
步骤S1中PP树脂在共混之前于90℃温度下烘烤4h。
步骤S3中双螺杆挤出机的挤出温度为230℃,螺杆转速为500r/min。
其余部分与实施例1保持一致。
值得注意的是消泡囊采用的材料均为耐酸性材料,避免被酸溶液腐蚀。
本发明可以通过对PP原料进行改进,在提高其韧性的同时,在成型过程中引入多对十字形分布的拉力自显带,并预埋于PP复合材料内,最终可以呈现多个方向,不仅可以辅助提高PP复合材料的韧性和抗拉强度,并且在受到异常拉力时,其可以感知各个方向的拉力然后发生伸长压缩动作,进而释放出特定的材料来进行显示,从而有效提示用户此时PP复合材料的受力状态,同时还可以根据显示效果来对拉力程度进行定性判断,可以保护PP复合材料免受超过极限值的拉力损坏,对其实现有效保护,延长其使用寿命。
以上,仅为本发明较佳的具体实施方式;但本发明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发明揭露的技术范围内,根据本发明的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变,都应涵盖在本发明的保护范围内。
Claims (6)
1.一种拉力自显式PP复合材料的制备方法,其特征在于:包括以下步骤:
S1、按照重量份数依次称取60-80份PP树脂、15-25份碳酸钙、5-10份二氧化钛、1-3份玻璃纤维、5-8份增韧剂、0.1-0.3份抗氧剂和0.6-1.2份润滑剂共混均匀后,得到混合物;
S2、将混合物投入至双螺杆挤出机,经熔融挤出至成型模具内,成型模具仍保持熔融温度;
S3、每5-10cm3的混合物取一根拉力自显带,并且两两呈十字形均匀嵌入至混合物中,合模;
S4、成型模具开始冷却待成型后脱模取出制品,对制品在70-90℃温度下烘烤2-3h,即得PP复合材料;
所述步骤S1中PP树脂在共混之前于70-90℃温度下烘烤2-4h;所述步骤S3中的拉力自显带包括一对拉伸单带(1)和一对嵌入端球(2),一对所述拉伸单带(1)上下对称连接于一对嵌入端球(2)之间,且一对拉伸单带(1)之间闭合连接,一对所述拉伸单带(1)之间设有内触发球(3),所述嵌入端球(2)与内触发球(3)之间连接有牵拉线(4),一对所述拉伸单带(1)之间连接有多根均匀分布的弹力丝(5);所述内触发球(3)包括一对防护半球(31)、自显球(32)和显色膜(33),且一对防护半球(31)沿一对嵌入端球(2)的方向对称分布,所述自显球(32)设于防护半球(31)内侧,所述显色膜(33)包覆于自显球(32)的外表面上;所述自显球(32)包括定形内球(321)、多根弹性连接端(322)以及多片内陷鳞片(323),多片所述内陷鳞片(323)相互组合构成一个球体,且定形内球(321)位于球体内侧,所述弹性连接端(322)连接于定形内球(321)和内陷鳞片(323)之间,所述球体与定形内球(321)之间填充有颜料。
2.根据权利要求1所述的一种拉力自显式PP复合材料的制备方法,其特征在于:所述增韧剂为乙烯-辛烯共聚物,所述抗氧剂为抗氧剂1010或者抗氧剂168,所述润滑剂为硬脂酸钙或者PE蜡。
3.根据权利要求1所述的一种拉力自显式PP复合材料的制备方法,其特征在于:所述步骤S3中双螺杆挤出机的挤出温度为180-230℃,螺杆转速为300-500r/min。
4.根据权利要求1所述的一种拉力自显式PP复合材料的制备方法,其特征在于:所述二氧化钛为纳米二氧化钛,且纳米二氧化钛的粒径为50-200nm。
5.根据权利要求1所述的一种拉力自显式PP复合材料的制备方法,其特征在于:所述显色膜(33)与多片内陷鳞片(323)之间均为点状连接,且显色膜(33)采用弹性防水材料制成。
6.根据权利要求1所述的一种拉力自显式PP复合材料的制备方法,其特征在于:所述拉伸单带(1)包括柔性带体(11)、硬质嵌块(12)和延伸杆(13),所述硬质嵌块(12)镶嵌连接于柔性带体(11)的中心处,所述延伸杆(13)连接于硬质嵌块(12)靠近内触发球(3)的一端。
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