[發(fā)明專利]具有多次快速自修復(fù)功能的彈性形狀記憶材料及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110081915.6
• 申請日: 2011-04-01
• 公開（公告）號: CN102199353A
• 公開（公告）日: 2011-09-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 孫麗;黃為民;王倡春;米向乾
• 申請（專利權(quán)）人: 沈陽建筑大學(xué)
• 主分類號: C08L83/04
• 分類號: C08L83/04;C08L23/08;C08K7/14;C08K7/06
• 代理公司: 遼寧沈陽國興專利代理有限公司 21100
• 代理人: 劉文生

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種形狀記憶材料，尤其涉及一種具有多次快速自修復(fù)功能的彈性形狀記憶材料及其制備方法。

背景技術(shù)

在發(fā)生準(zhǔn)塑性變形后，形狀記憶材料（包括一些合金和聚合物材料等）在適當(dāng)?shù)拇碳は拢軌蚧謴?fù)其原始形狀，這種現(xiàn)象被稱為形狀記憶效應(yīng)。影響形狀記憶合金恢復(fù)的主要因素為溫度或磁場，而對于形狀記憶聚合物來說，除溫度和磁場外，還包括光和濕度等，通常具有形狀記憶功能的聚合物材料，只有在其形狀記憶轉(zhuǎn)變溫度之上時，材料才處于彈性態(tài)，具有一定的彈性。

盡管不同類型的形狀記憶材料在形狀記憶效應(yīng)的機(jī)制上有所差異，但在沒有刺激的情況下，它們僅僅像軟銅絲一樣發(fā)生準(zhǔn)塑形變或脆斷，而不具有形狀彈性恢復(fù)性能。研究進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)，經(jīng)時效處理后，某些記憶合金具有類似橡膠的彈性恢復(fù)性能，但是其可恢復(fù)應(yīng)變十分有限（只有百分之幾）同時還具有明顯的遲滯性。可以認(rèn)為，目前還沒有同時擁有優(yōu)異的形狀記憶效應(yīng)和彈性恢復(fù)性能的材料。

另一方面，人們?yōu)榱双@得自修復(fù)功能材料付出了巨大的努力。目前大部分已研發(fā)出的技術(shù)是使用愈合劑——用微膠囊包裹愈合劑或通過微管道將愈合劑傳送到需要位置，以此來修復(fù)微小裂縫。但是這些方法只能用于一定尺寸的微裂縫，而且一旦愈合劑用完愈合過程就會停止。此外，由于自愈合反應(yīng)為一聚合反應(yīng)過程，實際使用中難以實現(xiàn)快速修復(fù)。

近年來，布朗運動誘發(fā)的聚合物鏈蠕變，狄爾斯-奧爾德反應(yīng)，金屬配體協(xié)調(diào)，氫鍵等等被提議作為替代方案，借以在復(fù)合材料中實現(xiàn)多次快速自修復(fù)。

目前已有的形狀記憶材料在高于形狀恢復(fù)溫度時有良好的彈性，而在低于形狀恢復(fù)溫度時呈現(xiàn)準(zhǔn)塑性或脆性，同時傳統(tǒng)的形狀記憶材料難以實現(xiàn)快速自修復(fù)，就此來言，實際應(yīng)用中受到較多的限制。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明就是針對上述問題提出來的，其目的是提供一種在其形狀記憶轉(zhuǎn)變溫度上下50℃范圍內(nèi)，即：0℃-100℃都處于高彈性狀態(tài)，同時還具有多次自修復(fù)功能，且自修復(fù)可快速完成的彈性形狀記憶材料。

本發(fā)明的另一目的是提供上述具有多次快速自修復(fù)功能的彈性形狀記憶材料的制備方法。

為實現(xiàn)上述目的本發(fā)明解決技術(shù)問題的技術(shù)方案是：

具有多次快速自修復(fù)功能的彈性形狀記憶材料，它包括以下組分并按下述體積份數(shù)組成：硅橡膠60-85份，熱熔膠15-40份。

所述的具有多次快速自修復(fù)功能的彈性形狀記憶材料，它包括以下組分并按下述體積份數(shù)組成：硅橡膠65-80份，熱熔膠20-35份。

所述的具有多次快速自修復(fù)功能的彈性形狀記憶材料，是由以下組分并按下述體積份數(shù)組成：硅橡膠60-85份，熱熔膠15-40份，玻璃纖維0.1-30份，碳纖維0.1-30份。

所述的具有多次快速自修復(fù)功能的彈性形狀記憶材料，是由以下組分并按下述體積份數(shù)組成：硅橡膠65-80份，熱熔膠20-35份，玻璃纖維1-15份，碳纖維1-20份。

所述的硅橡膠采用雙組分硅橡膠，它由彈性體和固化劑組成。

所述的彈性體和固化劑按質(zhì)量比（5~15）：（0.5~1.5）的比例混合固化。

所述的熱熔膠采用以乙烯-乙烯基醋酸酯為主的熱熔膠。

制備所述的具有多次快速自修復(fù)功能的彈性形狀記憶材料的方法，包括以下步驟：

（a）、首先將熱熔膠切成小塊，按所述的配比將熱熔膠塊與液態(tài)硅橡膠彈性體混合；

（b）、將上述混合物加熱至此熱熔膠的熔點以上，充分?jǐn)嚢柚钡交旌衔镏袩o肉眼可見的顆粒；

（c）、將步驟（b）所得混合物降至室溫后，按硅橡膠彈性體與固化劑質(zhì)量比為（5~15）：（0.5~1.5）的比例混合固化，并再次將其攪拌均勻；

（d）、將混合充分的混合物倒入模具，將混合物放入真空度為1帕斯卡的真空烘箱中去除混合物中的氣泡；

（e）、上述混合物在室溫下固化24小時；或在65℃下，固化4小時；或在100℃下，固化1小時；或在150℃下，固化15分鐘，后即可得到所需的成品。

步驟（e）所述的室溫為20℃~24℃。