[發明專利]具有形狀記憶功能的聚合物材料及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 202011364186.0
• 申請日: 2020-11-27
• 公開（公告）號: CN112375323B
• 公開（公告）日: 2022-10-04
• 發明（設計）人: 胡敏;楊文軍
• 申請（專利權）人: 上海模銳化工有限公司
• 主分類號: C08L51/04
• 分類號: C08L51/04;C08L9/06;C08L53/02;C08L83/07;C08K7/14;C08K5/134;C08K5/526;C08K5/20;C08K13/04
• 代理公司: 上海段和段律師事務所 31334
• 代理人: 李佳俊;郭國中

本發明涉及一種具有形狀記憶功能的聚合物材料及其制備方法和應用，所述聚合物材料包括以下重量份數的各組分：HIPS樹脂100份，高苯乙烯橡膠30～80份，非結晶熱塑性高分子材料30～300份。本發明通過將HIPS樹脂、高苯乙烯橡膠和非結晶熱塑性高分子材料的復配，通過配方調整耐溫性能，常溫的硬度，產品的光潔度，熱變形軟化溫度，從而能夠實現客戶異形產品的脫模要求及其產品精度和內外表面的光滑程度。由此制備的聚合物材料解決了現有的異形件需分體固化、后期再粘接的問題，提高了整體效率，降低了次品率。

技術領域

本發明涉及復合材料技術領域，具體涉及一種聚合物材料及其制備方法，尤其涉及一種具有形狀記憶功能的聚合物材料及其制備方法和應用。

背景技術

形狀記憶材料是能夠感知外界環境變化并對其物理參數做出改變的一種重要的智能材料。目前，新材料的研發和應用日新月異，各種形狀記憶聚合物不斷涌現而且其驅動方法的研究也越來越深入。目前，常用的形狀記憶材料主要包括：形狀記憶聚氨酯、形狀記憶氰酸酯、形狀記憶苯乙烯、形狀記憶苯乙烯一丁二烯共聚物、形狀記憶反式聚異戊二烯、形狀記憶聚降冰片烯等熱固性和熱塑性形狀記憶聚合物材料。形狀記憶聚合物正在醫用領域、紡織領域、空間展開結構，智能控制等領域獲得廣范應用。因此，受到了越來越多的重視。形狀記憶聚合物的的形狀記憶效應是由它的兩相結構引起的，即：記憶起始形狀的固定相和隨溫度變化能可逆地固化和軟化的可逆相組成。形狀記憶聚合物在玻璃態轉化溫度以下時，具有普通樹脂基聚合物所具有的高比強度、高比剛度等優異的力學性能和承載功能等基本性質；在玻璃態轉化溫度以上時，玻璃態轉化為橡膠態，材料軟化，可塑性好，能夠產生高達10～50％的可回復變形，最大高達百分之幾百，而且其最突出的特點是形狀可恢復。

基于復合材料減重增強的技術要求，越來越多的異形結構零件采用碳纖維制作，但是對于結構復雜，內部中空的結構，如果一體共固化制作，難度非常之高，合格率低，即使能做好，但是由于制品內表面的粗糙，造成產品的價值和性能降低，不能滿足客戶最終的要求?，F有技術中如專利文獻CN105269839A中公開了一種基于形狀記憶聚合物的纖維復合材料帽型筋模具的制備方法，專利文獻US7422714B1中記載了SMP是基于苯乙烯的SMP，或其他類型的SMP，例如氰酸酯、聚氨酯、聚乙烯均聚物、苯乙烯-丁二烯、聚異戊二烯、硬脂酰丙烯酸酯和丙烯酸或丙烯酸甲酯的共聚物、降冰片烯或二甲基八氫化萘均聚物或共聚物、馬來酰胺和其他材料。但上述專利文獻中采用的形狀記憶聚合物材料由于工藝合成復雜繁瑣，存在工藝性復雜，終端客戶不好操作，增加成本等問題。

發明內容

本發明的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷，提供一種具有形狀記憶功能的聚合物材料及其制備方法和應用。所制備的具有形狀記憶功能的聚合物材料兼具軟化溫度Tg低(60-100℃)，熔融溫度高(230℃左右)，且能夠耐高溫、常溫硬度高的性能；且該材料可反復多次使用，降低成本，提高效率。

本發明的目的是通過以下技術方案實現的：

本發明提供了一種具有形狀記憶功能的聚合物材料，包括以下重量份數的各組分：

HIPS樹脂 100份，

高苯乙烯橡膠 30～80份，

非結晶熱塑性高分子材料 30～300份。

本發明中采用HIPS樹脂可增材料硬度和模量，使產品外表面光滑；但若單獨采用該樹脂，則制備的材料抗沖擊性差，熱變形溫度高。

本發明采用高苯乙烯橡膠可以增加熱變形溫度的緩沖，不讓材料瞬間變軟，提高混合材料的高溫強度；但其添加量若過多，則會導致產品外表面有橘皮現象，不光滑。

本發明采用非結晶高分子材料，增加了材料的韌性，降低了軟化點溫度。但其添加量若過多，則也會導致產品外表面有橘皮現象，不光滑，同時高溫下的拉伸強度會驟降。