[发明专利]PP微齿轮及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及PP(PP)微齿轮及其制备方法，属于高分子材料领域。

背景技术

伴随现代工业技术发展，微型化和精密化已经成为现在产品发展的主流。基于成型工艺简单，材料适应性强、经济高效、可连续自动化生产等一系列优点，微注射成型已成为加工精密微小零件的重要加工技术。依据制品特点Kukla C给出了微注射成型的定义：微注射成型是指成型制品的质量为毫克级，几何尺寸为微米级的成型方法(参见Kukla C,Loibl H,Detter H,et al.Mikrospritzgiessen:Ziele einer Projektpartnerschaft[J].Kunststoffe,1998,88(9):1331-1336)。

微型塑件因其结构尺寸与体积微小，注射成型过程中聚合物熔体在微型型腔内的流动行为与在传统宏观注射成型有显著的不同，现有的注射成型技术和相关理论已不适用于微注射成型过程，即应用常规注射成型工艺条件不能生产出高质量的微型塑件。

微注射成型材料要求其粘度低、流动性好、快速固化、机械稳定性好等性能，聚合物是一种常见的微注射成型材料。由于微注射成型流道及型腔尺寸非常微小，因此要求选择流动性好的塑料；目前微注射成型应用的材料大部分仍为普通的工程塑料和特种工程塑料，国内外的文献中主要提到适合微注射成型材料为聚甲醛、聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、PP等。

微型齿轮是微机械系统中最常用的零件之一，日益广泛地应用于钟表、微型泵、微型马达及微型传动等领域，金属微型齿轮制造困难、成本高、周期长，而微注射成型技术可在较低的成本下大批量生产微型塑料齿轮。目前微型塑料齿轮的研究多集中在POM、PA等材料，而对PP(PP)研究较少。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种PP微齿轮。

本发明的技术方案：

本发明提供一种PP(PP)微齿轮，以PP和过氧化二异丙苯(DCP)为原料制备而成，其中，PP和过氧化二异丙苯的重量比为：100︰0.05～0.2。

优选的，PP和过氧化二异丙苯的重量比为：100︰0.15。

上述PP微齿轮的结晶度是纯PP微齿轮结晶度的1.007-1.053倍；结晶度为DSC测试结果。

本发明还提供了上述PP微齿轮的制备方法，首先将PP与过氧化二异丙苯于170～210℃熔融共混得PP/DCP混合料，再将混合料微注射成型得PP微齿轮；其中，DCP的加入量为PP质量的0.05～0.2％。

优选的，采用柱塞式微注射成型设备，注射速度≤70mm/s，注射压力3-15MPa，注射温度180-220℃；模具温度30-80℃。

上述PP微齿轮的制备方法，优选为：首先将PP与DCP于170～210℃熔融共混得PP/DCP混合料，DCP的加入量为PP质量的0.15wt％；再将混合料采用柱塞式微注射成型设备微注射成型得PP微齿轮；其中，微注射工艺条件为：注射温度200℃，注射速度35.1mm/s，模具温度30℃，注射压力4MPa。

本发明的有益效果：

本发明提供一种PP微齿轮，所得PP微齿轮较纯PP微齿轮的结晶度提高1.007-1.053倍，常规注射成型工艺中，若PP中加入DCP则使PP降解；而在本发明中，我们发现采用微注射成型工艺，PP中加入DCP(过氧化二异丙苯)，反而可以提高树脂的结晶度。

附图说明

图1为本发明实施例所得PP微齿轮的示意图。

具体实施方式

本发明提供一种PP微齿轮，以PP和过氧化二异丙苯(DCP)为原料制备而成，其中，PP和过氧化二异丙苯的重量比为：100︰0.05～0.2。

上述PP微齿轮的结晶度是所用纯PP微齿轮结晶度的1.007-1.053倍；结晶度采用DSC测试方法。

本发明还提供了上述PP微齿轮的制备方法，首先将PP与过氧化二异丙苯于170～210℃熔融共混得热PP/DCP混合料，再将混合料微注射成型得PP微齿轮；其中，DCP的加入量为PP质量的0.05～0.2％。

所述PP微齿轮制备时，微注射成型工艺条件(注射速度、注射压力、模具温度)根据所选注射设备进行相应调整；当采用柱塞式微注射成型设备时，注射速度：≤70mm/s(过小则不能充满型腔)，注射压力3-15MPa(过小则不能充满型腔)，注射温度：180-220℃；模具温度30-80℃；太高的模具温度样品是软的，不成形。