[發明專利]一種智能變色聚合物材料及其制備方法

有效

• 申請號: 202011070677.4
• 申請日: 2020-10-09
• 公開（公告）號: CN112280141B
• 公開（公告）日: 2022-07-15
• 發明（設計）人: 張軍;席毓琳;楊張濱;徐盛;孫顥瑄;毛澤鵬;陳婷婷;楊念新;楊氣鵬;高玉巧;宋金萍;楊正花
• 申請（專利權）人: 南京工業大學;江蘇新鵬塑化科技有限公司
• 主分類號: C08L23/06
• 分類號: C08L23/06;C08L23/08;C08K13/02;C08K3/22;C08K5/375;C08K5/20;C08K5/098;C08J3/22;C08J5/18
• 代理公司: 南京蘇科專利代理有限責任公司 32102
• 代理人: 姚姣陽

1.一種智能變色聚合物材料，其特征在于，由以下質量配比的原料制成：

非熱敏性功能母料 2.0~3.0份

熱敏性功能母料 10~20份

聚烯烴樹脂 77~88份；

所述的非熱敏性功能母料中耐高溫無機顏料含量為40~50wt%，其余為聚烯烴樹脂和助劑，非熱敏性功能母料在2160g、測試溫度190℃條件下熔體質量流動速率為3.0~5.0 g/10min；熱敏性功能母料中熱敏有機顏料含量為30~40wt%，其余為聚烯烴彈性體樹脂和助劑，熱敏性功能母料在2160g、測試溫度190℃條件下熔體質量流動速率為4.0~6.0 g/10min；所述的耐高溫無機顏料是指粒徑為1.0~2.5μm、純度≥99%、600℃熱重損失率≤0.5%的氧化鉻、金紅石型氧化鈦、氧化鐵紅、氧化鐵黃或氧化鐵藍中的一種或其組合；所述的熱敏有機顏料是熒烷類黑色熒光染料，其熱致變色敏感溫度臨界點為30℃，當溫度在30℃以下時顯示黑色，當溫度30℃以上時則顯示無色。

2.根據權利要求1所述的智能變色聚合物材料，其特征在于，所述的非熱敏性功能母料由以下質量配比的原料制成：

聚烯烴樹脂 46~56份

耐高溫無機顏料 40~50份

抗氧劑300 1.0份

聚乙烯蠟 1.0份

硬脂酸鋅 1.0份

芥酸酰胺 1.0份；

所述的熱敏性功能母料由以下質量配比的原料制成：

聚烯烴彈性體樹脂 56~66份

熱敏有機顏料 30~40份

抗氧劑300 1.0份

聚乙烯蠟 1.0份

硬脂酸鋅 1.0份

芥酸酰胺 1.0份。

3.根據權利要求1或2所述的智能變色聚合物材料，其特征在于，所述的聚烯烴樹脂是具有高流動性能的且熔點低于120℃粉狀低密度聚乙烯、線型低密度聚乙烯、乙烯-己烯或乙烯-辛烯共聚物彈性體、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物中一種或其組合；其聚烯烴樹脂載荷在2160g、測試溫度190℃條件下熔體質量流動速率為18-22g/10min的樹脂。

4.根據權利要求3所述的智能變色聚合物材料，其特征在于，所述的聚烯烴樹脂是薄膜級顆粒狀樹脂，其在載荷2160g和測試溫度190℃條件下熔體質量流動速率為2.0~3.0g/10min。

5.根據權利要求1或2所述的智能變色聚合物材料，其特征在于，所述的聚烯烴彈性體樹脂為乙烯-己烯或乙烯-辛烯共聚物彈性體、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物或其組合，其中乙烯-己烯或乙烯-辛烯共聚物彈性體或乙烯-醋酸乙烯酯共聚物結構中第二共聚單體含量15~25wt%，在載荷2160g、測試溫度190℃條件下熔體質量流動速率為18-22g/10min，且熔點低于85℃。

6.一種如權利要求1-5任一所述的智能變色聚合物材料的制備方法，其特征在于包括以下步驟：

助劑稀釋與高速混合：在高速混合機中加入配方原料中的樹脂、抗氧劑300、聚乙烯蠟、硬脂酸鋅和芥酸酰胺，轉速在低速即500rpm以下攪拌2～4min，啟動高速攪拌即1000rpm以上2~3min后排料至另一臺帶夾套水冷卻的混合機中，當溫度下降到40±5℃即可排料至稀釋助劑料倉；

非熱敏性功能母料制備：開啟集成上料系統將耐高溫無機顏料、聚烯烴樹脂、稀釋后的助劑輸送至動態稱量系統的中間料倉，再經秤料倉中失重秤自動計量后連續不斷地直接投入到雙轉子連續混煉機中進行共混，其中雙轉子連續混煉機轉速控制在500~550rpm，溫度為100~160℃；雙轉子連續混煉機中共混后的物料再經過單螺桿擠出機擠出并經切粒機造粒得到非熱敏性功能母料，其中單螺桿擠出機輸送段溫度控制在70~90℃，塑化段及機頭溫度控制在140~160℃，螺桿轉速為70~80 rpm；

熱敏性功能母料制備：開啟集成上料系統將熱敏有機顏料、聚烯烴彈性體樹脂、稀釋后的助劑輸送至動態稱量系統的中間料倉，再經秤料倉中失重秤自動計量后連續不斷地直接投入到雙轉子連續混煉機中進行共混，其中雙轉子連續混煉機轉速控制在500~550rpm，溫度為90~150℃；雙轉子連續混煉機中共混后的物料再經過單螺桿擠出機擠出并經切粒機造粒得到熱敏性功能母料，其中單螺桿擠出機輸送段溫度控制在60~90℃，塑化段及機頭溫度控制在120~140℃，螺桿轉速為70~80 rpm；

智能變色聚合物材料：將非熱敏性功能母料、熱敏性功能母料粒料與聚烯烴樹脂在高速混合機中低速即500rpm以下攪拌5min，然后加入吹膜機中，控制溫度為140~160℃、吹脹比2.5~4、牽引比4~6制得智能變色聚合物材料。