[發明專利]PP微齒輪及其制備方法

有效

• 申請號: 201410299297.6
• 申請日: 2014-06-27
• 公開（公告）號: CN104061309A
• 公開（公告）日: 2014-09-24
• 發明（設計）人: 王市偉;王振偉;冷瑜婷;孫波;王軍麗;喬玉輝;顏淑潔;劉璐;劉子楠;范迎珍;李倩;申長雨
• 申請（專利權）人: 鄭州大學
• 主分類號: F16H55/06
• 分類號: F16H55/06;F16H55/17;B29C45/00;B29C45/77;B29C45/78
• 代理公司: 成都希盛知識產權代理有限公司 51226
• 代理人: 武森濤;柯海軍

技術領域

本發明涉及PP(PP)微齒輪及其制備方法，屬于高分子材料領域。

背景技術

伴隨現代工業技術發展，微型化和精密化已經成為現在產品發展的主流。基于成型工藝簡單，材料適應性強、經濟高效、可連續自動化生產等一系列優點，微注射成型已成為加工精密微小零件的重要加工技術。依據制品特點Kukla C給出了微注射成型的定義：微注射成型是指成型制品的質量為毫克級，幾何尺寸為微米級的成型方法(參見Kukla C,Loibl H,Detter H,et al.Mikrospritzgiessen:Ziele einer Projektpartnerschaft[J].Kunststoffe,1998,88(9):1331-1336)。

微型塑件因其結構尺寸與體積微小，注射成型過程中聚合物熔體在微型型腔內的流動行為與在傳統宏觀注射成型有顯著的不同，現有的注射成型技術和相關理論已不適用于微注射成型過程，即應用常規注射成型工藝條件不能生產出高質量的微型塑件。

微注射成型材料要求其粘度低、流動性好、快速固化、機械穩定性好等性能，聚合物是一種常見的微注射成型材料。由于微注射成型流道及型腔尺寸非常微小，因此要求選擇流動性好的塑料；目前微注射成型應用的材料大部分仍為普通的工程塑料和特種工程塑料，國內外的文獻中主要提到適合微注射成型材料為聚甲醛、聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、PP等。

微型齒輪是微機械系統中最常用的零件之一，日益廣泛地應用于鐘表、微型泵、微型馬達及微型傳動等領域，金屬微型齒輪制造困難、成本高、周期長，而微注射成型技術可在較低的成本下大批量生產微型塑料齒輪。目前微型塑料齒輪的研究多集中在POM、PA等材料，而對PP(PP)研究較少。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種PP微齒輪。

本發明的技術方案：

本發明提供一種PP(PP)微齒輪，以PP和過氧化二異丙苯(DCP)為原料制備而成，其中，PP和過氧化二異丙苯的重量比為：100︰0.05～0.2。

優選的，PP和過氧化二異丙苯的重量比為：100︰0.15。

上述PP微齒輪的結晶度是純PP微齒輪結晶度的1.007-1.053倍；結晶度為DSC測試結果。

本發明還提供了上述PP微齒輪的制備方法，首先將PP與過氧化二異丙苯于170～210℃熔融共混得PP/DCP混合料，再將混合料微注射成型得PP微齒輪；其中，DCP的加入量為PP質量的0.05～0.2％。

優選的，采用柱塞式微注射成型設備，注射速度≤70mm/s，注射壓力3-15MPa，注射溫度180-220℃；模具溫度30-80℃。

上述PP微齒輪的制備方法，優選為：首先將PP與DCP于170～210℃熔融共混得PP/DCP混合料，DCP的加入量為PP質量的0.15wt％；再將混合料采用柱塞式微注射成型設備微注射成型得PP微齒輪；其中，微注射工藝條件為：注射溫度200℃，注射速度35.1mm/s，模具溫度30℃，注射壓力4MPa。

本發明的有益效果：

本發明提供一種PP微齒輪，所得PP微齒輪較純PP微齒輪的結晶度提高1.007-1.053倍，常規注射成型工藝中，若PP中加入DCP則使PP降解；而在本發明中，我們發現采用微注射成型工藝，PP中加入DCP(過氧化二異丙苯)，反而可以提高樹脂的結晶度。

附圖說明

圖1為本發明實施例所得PP微齒輪的示意圖。

具體實施方式

本發明提供一種PP微齒輪，以PP和過氧化二異丙苯(DCP)為原料制備而成，其中，PP和過氧化二異丙苯的重量比為：100︰0.05～0.2。

上述PP微齒輪的結晶度是所用純PP微齒輪結晶度的1.007-1.053倍；結晶度采用DSC測試方法。

本發明還提供了上述PP微齒輪的制備方法，首先將PP與過氧化二異丙苯于170～210℃熔融共混得熱PP/DCP混合料，再將混合料微注射成型得PP微齒輪；其中，DCP的加入量為PP質量的0.05～0.2％。

所述PP微齒輪制備時，微注射成型工藝條件(注射速度、注射壓力、模具溫度)根據所選注射設備進行相應調整；當采用柱塞式微注射成型設備時，注射速度：≤70mm/s(過小則不能充滿型腔)，注射壓力3-15MPa(過小則不能充滿型腔)，注射溫度：180-220℃；模具溫度30-80℃；太高的模具溫度樣品是軟的，不成形。