本发明涉及一种改性材料技术领域，具体涉及一种形状记忆聚丙烯复合材料及其制备方法。
背景技术：
形状记忆高分子材料可通过热、化学、机械、光、磁或电等外加刺激，触发材料做出响应，从而改变材料的技术参数，即形状、位置、应变等，使其迅速回复到初始形状。形状记忆高分子材料近些年来的发展突飞猛进，其中热致形状记忆高分子材料是其中的重点。高分子材料要达到形状记忆功能必须要具备结构相和变形相。现在市场上用得最多的是热制收缩套管，利用聚乙烯挤出成型管材，将管材通过电子加速器或钴源辐照，使部分分子链交联，然后再受热情况下扩张定型而成。使用时加热到聚乙烯的熔点以上就可以恢复成原管材大小。
聚丙烯(简称pp)具有优异的力学性能、较低的密度、良好的耐热性能、优良的抗弯曲疲劳性、化学稳定性和电性能等优点，是用量最大的通用塑料之一。正因其具有良好的物理力学性能和加工性能，因此在汽车内饰件中得到广泛的应用，包括用于汽车领域的保险柜、主副仪表板、门板和立柱等。
正因聚丙烯引用如此广泛，在各种制件的注塑、搬运、组装过程中难免会受到外力冲击从而导致变形，对这样的制件现在一般都做报废处理。另一方面，在日常生活当中，身边的生活用品也经常会因外力作用而变形，如汽车领域的保险杠等，对于这些用品，我们也往往都是更换或丢弃处理，不仅有着较大程度的浪费，也对环境有一定影响。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种形状记忆聚丙烯复合材料及其制备方法。
本发明的技术方案如下：
一种形状记忆聚丙烯复合材料，其由以下组分按重量份制备而成：
所述聚丙烯树脂为共聚聚丙烯、均聚聚丙烯中至少一种。其熔体流动速率在230℃，负荷2.16kg的测试条件下为1.0～100g/10min。
所述尼龙树脂为尼龙6或尼龙66中的一种或两种，其熔体流动速率在275℃，负荷0.325kg的测试条件下为0.5～20g/10min。
所述增韧剂为乙烯-辛烯共聚物、乙烯-丙烯共聚物中的一种或两种以上组合。
所述无机填料为硅灰石、滑石粉、碳酸钙、碳酸钙晶须、高岭土、蒙脱土、重晶石、云母、钛白粉、粉煤灰中的一种或两种以上的混合物。
所述相容剂为马来酸酐接枝聚烯烃弹性体、马来酸酐接枝聚丙烯、马来酸酐接枝聚乙烯中的一种或两种以上的混合物，其中马来酸酐含量为1.5-3.5％。
所述抗氧剂为四[β-(3，5-二叔丁基4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯、三-(2，4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯、硫代二丙酸双十八醇酯中的至少一种；所述润滑剂为pe蜡、eva蜡、硬脂酸钙、亚乙基二硬脂酸胺中的一种或两种以上的混合物。
所述成核剂为β型成核剂。
一种形状记忆聚丙烯复合材料的制备方法：将聚丙烯15-60份，尼龙树脂25-35份，增韧剂5-15份，无机填料5-23份，相容剂5-12份，成核剂0.3-1份，抗氧剂0.2-1.0份，润滑剂0.3-0.8份加入高混机进行混合5-15min；然后将混合均匀的物料加入双螺杆挤出机中经混炼、挤出，得到形状记忆聚丙烯复合材料；其中双螺杆挤出机中各挤出区间的挤出温度分别是220-235℃、230-245℃、255-265℃、255-265℃、260-270℃、260-275℃、260-275℃、265-280℃、265-280℃、270-290℃。
本发明的复合材料采用尼龙树脂作为聚丙烯熔融时的固定相，同时由于尼龙树脂的融指远高于聚丙烯，因此复合材料具备了形状记忆功能，同时采用马来酸接枝聚烯烃做为尼龙树脂和聚丙烯的相容剂，确保二者均匀稳定分散，同时添加了增韧剂和无机填料能有效保证复合材料的刚韧平衡性，使得材料能符合制件对材料的要求。
本发明的有益效果在于：
(1)本发明的形状记忆聚丙烯复合材料，综合性能优良，在刚性和耐热性能方面表现突出；
(2)由本材料制得的产品在外力作用下产生了形变时，将其加热到聚丙烯的熔点以上，形变可自行恢复，且形变恢复率大于等于95％，恢复时间小于等于60秒；响应非常快速。
(3)用本发明的复合材料制备各种制件，当遇外力变形时可以形状记忆并在相应条件下恢复，可以减少制件因为形变而需要更换或丢弃而导致浪费。
(4)本发明的形状记忆聚丙烯复合材料，制备方法简单，成本较低。
具体实施方式
为更好理解本发明，下面结合实施例对本发明作进一步描述，以下实施例仅是对本发明进行说明而非对其加以限定。
实施例1
按表1中组分及配比(重量份)称取原料
在高混机中混合5min，将上述原材料混合均匀，将混合后的共混物通过双螺杆挤出机挤出造粒，挤出机的各区温度从喂料段到机头温度依次为220℃、230℃、255℃、255℃、260℃、260℃、260℃、260℃、265℃、270℃，挤出螺杆长径比为40，挤出螺杆转速为350转/分钟。将制备得到的混合物进行性能测试，测试结果见表2。
实施例2
按表1中组分及配比(重量份)称取原料
在高混机中混合10min，将上述原材料混合均匀，将混合后的共混物通过双螺杆挤出机挤出造粒，挤出机的各区温度从喂料段到机头温度依次为235℃、245℃、265℃、265℃、270℃、275℃、275℃、280℃、280℃、290℃，挤出螺杆长径比为36，挤出螺杆转速为350转/分钟。将制备得到的混合物进行性能测试，测试结果见表2。
实施例3
按表1中组分及配比(重量份)称取原料
在高混机中混合15min，将上述原材料混合均匀，将混合后的共混物通过双螺杆挤出机挤出造粒，挤出机的各区温度从喂料段到机头温度依次为230℃、240℃、260℃、260℃、265℃、270℃、270℃、275℃、275℃、285℃，挤出螺杆长径比为40，挤出螺杆转速为350转/分钟。将制备得到的混合物进行性能测试，测试结果见表2。
实施例4
按表1中组分及配比(重量份)称取原料
在高混机中混合15min，将上述原材料混合均匀，将混合后的共混物通过双螺杆挤出机挤出造粒，挤出机的各区温度从喂料段到机头温度依次为225℃、235℃、260℃、260℃、265℃、265℃、265℃、265℃、270℃、275℃，挤出螺杆长径比为44，挤出螺杆转速为300转/分钟。将制备得到的混合物进行性能测试，测试结果见表2。
实施例5
按表1中组分及配比(重量份)称取原料
在高混机中混合15min，将上述原材料混合均匀，将混合后的共混物通过双螺杆挤出机挤出造粒，挤出机的各区温度从喂料段到机头温度依次为225℃、235℃、260℃、260℃、265℃、265℃、265℃、265℃、270℃、275℃，挤出螺杆长径比为36，挤出螺杆转速为400转/分钟。将制备得到的混合物进行性能测试，测试结果见表2。
实施例6
按表1中组分及配比(重量份)称取原料
在高混机中混合15min，将上述原材料混合均匀，将混合后的共混物通过双螺杆挤出机挤出造粒，挤出机的各区温度从喂料段到机头温度依次为225℃、235℃、260℃、260℃、265℃、265℃、265℃、265℃、270℃、275℃，挤出螺杆长径比为40，挤出螺杆转速为400转/分钟。将制备得到的混合物进行性能测试，测试结果见表2。
表1
上表中各组分可选用的型号及生产厂家信息如下：
聚丙烯
中石化生产的ppk9829h，
中石化生产的ppk9026，
中石化生产的ppk7726h，
上海赛科生产的pps2040；
尼龙
神马实业生产的pa66epr27、pa66epr24，
江苏瑞美福生产的pa6m1013b，
古比生产的pa6im；
增韧剂
陶氏化学生产poe8200、poe8150；
无机填料
辽宁艾海生产的滑石粉ah51210，
立达超微生产的碳酸钙ld1000c，
安徽华辉生产的碳酸钙jh807，
滁州格锐生产的云母粉gh-2；
相容剂
广州柏晨生产的pp-g；
其他助剂选用市售典型产品。
表2
对比例1
按照以下重量份称取原材料：聚丙烯90份，poe5份，无机填料滑石粉5份，成核剂0.3份，抗氧剂1份，润滑剂0.8份，按照实施例1的工艺条件生产得到对比例1的聚丙烯合金。
对比例2
按照以下重量份称取原材料：聚丙烯68份，poe12份，无机填料滑石粉20份，成核剂0.8份，抗氧剂0.4份，润滑剂0.5份，按照实施例5的工艺条件生产得到对比例2的聚丙烯合金。
将对比例1-2制得的复合材料，用普通注塑机注塑标准力学性能样条进行性能测试，其中注塑机各区温度范围为225-260℃。测试结果如表3。
表3
从表2数据可以看出，实施例1-6制得的聚丙烯复合材料综合性能良好，形变效率恢复95％以上，且响应时间小于等于60秒。另外，从表3数据可以看出对比例1-2制得的复合材料恢复能力差。
上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和应用本发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于这里的实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。