Pp微齒輪及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及PP微齒輪及其制備方法，屬于高分子材料領(lǐng)域。本發(fā)明提供一種PP微齒輪，以PP和過氧化二異丙苯為原料制備而成，其中，PP和過氧化二異丙苯的重量比為：100︰0.05～0.2。本發(fā)明所得PP微齒輪的結(jié)晶度是所用純聚丙烯微齒輪結(jié)晶度的1.007-1.053倍，常規(guī)注射成型工藝中，若PP中加入DCP則使PP降解；而在本發(fā)明中，我們發(fā)現(xiàn)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(jié)晶度。
【專利說明】PP微齒輪及其制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及PP(PP)微齒輪及其制備方法，屬于高分子材料領(lǐng)域。

【背景技術(shù)】
[0002] 伴隨現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)發(fā)展，微型化和精密化已經(jīng)成為現(xiàn)在產(chǎn)品發(fā)展的主流?；?成型工藝簡單，材料適應(yīng)性強(qiáng)、經(jīng)濟(jì)高效、可連續(xù)自動化生產(chǎn)等一系列優(yōu)點(diǎn)，微注射成型已 成為加工精密微小零件的重要加工技術(shù)。依據(jù)制品特點(diǎn)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(zhì)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) 〇
[0003] 微型塑件因其結(jié)構(gòu)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(nèi)的 流動行為與在傳統(tǒng)宏觀注射成型有顯著的不同，現(xiàn)有的注射成型技術(shù)和相關(guān)理論已不適用 于微注射成型過程，即應(yīng)用常規(guī)注射成型工藝條件不能生產(chǎn)出高質(zhì)量的微型塑件。
[0004] 微注射成型材料要求其粘度低、流動性好、快速固化、機(jī)械穩(wěn)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(yīng)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(nèi)外的文獻(xiàn)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。
[0005] 微型齒輪是微機(jī)械系統(tǒng)中最常用的零件之一，日益廣泛地應(yīng)用于鐘表、微型泵、微 型馬達(dá)及微型傳動等領(lǐng)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(shù)可 在較低的成本下大批量生產(chǎn)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(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種PP微齒輪。
[0007] 本發(fā)明的技術(shù)方案：
[0008] 本發(fā)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：1〇〇 : 0.05?0.2。
[0009] 優(yōu)選的，PP和過氧化二異丙苯的重量比為：100 : 0. 15。
[0010] 上述PP微齒輪的結(jié)晶度是純PP微齒輪結(jié)晶度的1. 007-1. 053倍；結(jié)晶度為DSC 測試結(jié)果。
[0011] 本發(fā)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°C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(zhì)量的〇. 05?0. 2%。
[0012] 優(yōu)選的，采用柱塞式微注射成型設(shè)備，注射速度< 70mm/s，注射壓力3-15MPa，注 射溫度180-220°C ;模具溫度30-80°C。
[0013] 上述PP微齒輪的制備方法，優(yōu)選為：首先將PP與DCP于170?210°C熔融共混得 PP/DCP混合料，DCP的加入量為PP質(zhì)量的0. 15wt% ;再將混合料采用柱塞式微注射成型設(shè) 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°C，注射速度35. 1mm/ s，模具溫度30°C，注射壓力4MPa。
[0014] 本發(fā)明的有益效果：
[0015] 本發(fā)明提供一種PP微齒輪，所得PP微齒輪較純PP微齒輪的結(jié)晶度提高 1.007-1. 053倍，常規(guī)注射成型工藝中，若PP中加入DCP則使PP降解；而在本發(fā)明中，我們 發(fā)現(xiàn)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(jié)晶度。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0016] 圖1為本發(fā)明實(shí)施例所得PP微齒輪的示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0017] 本發(fā)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。
[0018] 上述PP微齒輪的結(jié)晶度是所用純PP微齒輪結(jié)晶度的1. 007-1. 053倍；結(jié)晶度采 用DSC測試方法。
[0019] 本發(fā)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°C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(zhì)量的〇. 05?0. 2%。
[0020] 所述PP微齒輪制備時(shí)，微注射成型工藝條件（注射速度、注射壓力、模具溫度）根 據(jù)所選注射設(shè)備進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整；當(dāng)采用柱塞式微注射成型設(shè)備時(shí)，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°C ;模 具溫度30-80°C ;太高的模具溫度樣品是軟的，不成形。
[0021] 上述PP微齒輪的制備方法，優(yōu)選為：首先將PP與DCP于170?210°C熔融共混得 PP/DCP混合料，DCP的加入量為PP質(zhì)量的0. 15wt% ;再將混合料采用柱塞式微注射成型設(shè) 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°C，注射速度35. 1mm/ s，模具溫度30°C，注射壓力4MPa。
[0022] 實(shí)施例
[0023] 材料：等規(guī)PP，F(xiàn)401，中國石油天然氣股份有限公司蘭州石化分公司；過氧化二異 丙苯（DCP)，Tm= 39?41°C，中國醫(yī)藥集團(tuán)上?；瘜W(xué)試劑公司。
[0024] 主要設(shè)備及儀器：柱塞式微注射成型機(jī)，BABYPLAST6/10P，CR0N0PLAST S. L ;差示 掃描量熱儀，MDSC2920,美國TA儀器公司。
[0025] 試樣制備：
[0026] 首先將PP與DCP通過雙螺桿擠出機(jī)熔融共混擠出造粒得PP/DCP混合料，其中， DCP的含量分別為PP質(zhì)量的0. 05%、0. 1%、0. 15%、0. 2%;溫度范圍為170?210°C;將混 合料通過微注射機(jī)注射成型得微型齒輪，其中，微注射工藝條件為：熔融溫度：200°C，注射 速度35. 1 (mm/s)，模具溫度30°C，注射壓力4MPa。本發(fā)明所得微齒輪如圖1所示，其厚度為 450微米，齒長1000微米，半齒寬350微米，齒輪中心至齒頂距離為3. 02mm。
[0027] DSC 測試
[0028] 分別對制品的齒部分做DSC分析（本發(fā)明的測試中，每種含量的樣品進(jìn)行至少三 個試樣的測試，所得結(jié)晶度值為平均值，DSC測試與現(xiàn)有技術(shù)DSC測試相同）：從微制品的 齒分別精確切取5. 5mg左右的樣品放入DSC專用坩堝內(nèi)，壓緊密封置于DSC儀器中；實(shí)驗(yàn)程 序統(tǒng)一設(shè)定為：從50°C開始以10°C/min升溫至200°C，保溫5min后以10°C/min降溫至 50°C，繼而以10°C /min的速率升溫至200°C;用DSC方法計(jì)算式樣β晶相對含量Φ e如下 式
[0029]

【權(quán)利要求】
1. PP微齒輪，其特征在于，以PP和過氧化二異丙苯為原料制備而成，其中，PP和過氧化 二異丙苯的重量比為：1〇〇 : 0.05?0.2。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的PP微齒輪，其特征在于，PP和過氧化二異丙苯的重量比為： 100 : 0· 15。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的PP微齒輪，其特征在于，PP微齒輪的結(jié)晶度是所用純PP 微齒輪結(jié)晶度的1. 007-1. 053倍。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1?3任一項(xiàng)所述的PP微齒輪，其特征在于，其制備方法為：首先將 PP與過氧化二異丙苯于170?2KTC熔融共混得熱PP/過氧化二異丙苯混合料，再將該混 合料微注射成型得PP微齒輪。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的PP微齒輪，其特征在于，所述方法中采用柱塞式微注射成型 設(shè)備，注射速度彡70mm/s，注射壓力3-15MPa，注射溫度180-220°C ;模具溫度30-80°C。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的所述PP微齒輪，其特征在于，所述方法中注射速度35. 1mm/ s，注射壓力4MPa，注射溫度200°C，模具溫度30°C。
7. 制備權(quán)利要求1?3任一項(xiàng)所述的PP微齒輪的方法，其特征在于，首先將PP與過氧 化二異丙苯于170?2KTC熔融共混得PP/過氧化二異丙苯混合料，再將該混合料微注射成 型得PP微齒輪。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的制備PP微齒輪的方法，其特征在于，采用柱塞式微注射成型 設(shè)備，注射速度彡70mm/s，注射壓力3-15MPa，注射溫度180-220°C ;模具溫度30-80°C。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的制備PP微齒輪的方法，其特征在于，注射速度35. lmm/s，注 射溫度200°C，模具溫度30°C，注射壓力4MPa。
【文檔編號】B29C45/77GK104061309SQ201410299297
【公開日】2014年9月24日 申請日期:2014年6月27日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月27日
【發(fā)明者】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 申請人:鄭州大學(xué)