[發明專利]一種目標阻燃高分子復合材料制備模型的設計方法及系統

有效

• 申請號: 202110235932.4
• 申請日: 2021-03-03
• 公開（公告）號: CN112927764B
• 公開（公告）日: 2023-03-17
• 發明（設計）人: 丁鵬;符澤衛;徐同樂;彭巨擘;王金合;宋娜;李俊;錢權;馬殿普;袁英杰;覃德清;普友福
• 申請（專利權）人: 上海大學;云南錫業集團（控股）有限責任公司研發中心
• 主分類號: G16C20/50
• 分類號: G16C20/50;G16C20/70;G16C20/90;G16C60/00
• 代理公司: 廣州高炬知識產權代理有限公司 44376
• 代理人: 孫明科

本發明公開了一種目標阻燃高分子復合材料制備模型的設計方法，包括以下步驟：（1）構建高分子阻燃復合材料基因庫；（2）將目標阻燃高分子復合材料的性能數據輸入變化適配模型；（3）選取最匹配的材料試樣阻燃性能數據；（4）獲取最匹配的制備工藝參數和阻燃高分子原料數據；（5）變化適配模型生成目標阻燃高分子復合材料制備模型，用來制備該目標阻燃高分子復合材料。本發明還提供了實施該方法的設計系統。本發明采用材料基因與人工智能，針對新的要求具備特定阻燃性能的高分子復合材料，先通過系統進行快速匹配、獲得最優的原料配比和工藝參數制備模型，然后再進行實際試驗，可大幅提升開發效率、成功率并降低成本。

技術領域

本發明涉及高分子改性材料研發技術領域，尤其涉及一種基于材料基因庫的目標阻燃高分子復合材料制備模型的設計方法及系統。

背景技術

高分子材料的燃燒性能與人們的生產生活有著密切的聯系，隨著材料的應用逐漸廣泛，其阻燃性能的重要性日益凸顯。目前制備具有阻燃性能材料的原料與制備工藝紛繁復雜，無法滿足實際的生產需求，此外還存在有新型材料研發周期過長、小批量試樣在放大生產過程中存在有工藝失配等情況，因此存在著制備所需阻燃性能的高分子材料制備方案的開發效率低、周期長，而且無法準確預測所開發的新材料的阻燃性能；并且目前的新材料開發方法，不支持批量化、高效、迭代的持續開發。

隨著材料基因及人工智能技術的發展，研究采用更為先進的數據分析技術進行新材料的定制化、批量化開發，以提高研發成功率并降低成本，就變得非常重要。但是由于材料研發與人工智能技術的學科跨度太大，目前尚未出現此類技術方案。

發明內容

針對現有技術的上述不足，本發明的目的在于，提供一種基于目標阻燃高分子復合材料制備模型的設計方法，可針對高分子材料的阻燃性能具體需求，快速設計最優的原料配比、制備工藝模型，并且可以進行新材料的批量化、高效、迭代開發，大幅提高新材料的研發效率和準確性，降低開發成本。

本發明為達到上述目的，所采用的技術方案是：

一種目標阻燃高分子復合材料制備模型的設計方法，其特征在于，包括以下步驟：

（1）構建一高分子阻燃復合材料基因庫，該基因庫中設有阻燃高分子原料、制備工藝參數、材料試樣阻燃性能三個數據庫，以及三者之間的變化適配模型；

（2）將需要開發的目標阻燃高分子復合材料所需要具備的阻燃性能數據輸入該基因庫的變化適配模型；

（3）變化適配模型從該基因庫中，根據輸入的阻燃性能數據，選取最匹配的材料試樣阻燃性能數據；

（4）變化適配模型再根據該匹配的材料試樣阻燃性能數據，繼續從該基因庫中，獲取與該材料試樣阻燃性能數據最匹配的制備工藝參數和阻燃高分子原料數據；

（5）變化適配模型根據深度學習的結果，以最匹配的制備工藝參數和阻燃高分子原料數據為依據，生成目標阻燃高分子復合材料制備模型，即生成制備該目標阻燃高分子復合材料的阻燃高分子原料、制備工藝參數數據，用來制備該目標阻燃高分子復合材料。

（6）根據變化適配模型生成的目標阻燃高分子復合材料制備模型，實際制備該目標阻燃高分子復合材料，并將其材料試樣進行阻燃性能測試；

（7）將測得的該材料試樣性能測試數據輸入高分子阻燃復合材料基因庫，其變化適配模型對步驟（2）與步驟（6）輸入性能數據進行比較，并判斷二者的比值是否處于允許的誤差范圍；

（8）如判斷二者的比值處于允許的誤差范圍，則作為新的一組制備模型數據納入基因庫中，供下一次調用；如判斷二者的比值超出允許的誤差范圍，則不將作為新的一組制備模型數據納入基因庫中，而是將其作為一組偏移的制備模型數據，用作對變化適配模型及基因庫內數據的優化和糾偏，使下一次運算得到的制備模型數據更為逼近或達到允許的誤差范圍。