一种基于导电形状记忆聚合物的可变形救生圈的制作方法

本发明是一种救生浮体，尤其涉及一种可变形的救生圈。

背景技术：

救生圈是一种水上救生设备，应用比较广泛，设计船舶航运、水上作业、抗洪救灾以及水上旅游休闲活动等。实心救生圈的携带方式通常是挂在船体两侧，占用面积较大，船上备用救生圈数量有限，当遇到事故时常常不能满足需要。目前，市场上的实心救生圈尺寸一定，对于身材瘦小的人使用带来不便，在水上长时间抱着救生圈等待救援时，因为体力不够而落水。对于水面上夜晚搜救，已有的救生圈都是圈体上有荧光带，有利于搜索遇险人员。

形状记忆聚合物(shapemerrorypolymers，简称smp),又称为形状记高分子，是指具有初始形状的制品，在一定的条件下改变其初始条件并固定后，通过外界条件(如热、电、光、化学感应等)的刺激又可恢复其初始形状的高分子材料。形状记忆聚合物(smps)具有变形量大、易赋形、不锈蚀、质轻价廉、响应温度便于调整等优点，受到了广泛关注。热致型smp：在室温以上变形，并能在室温固定形变且可长期存放，当温度再升至某一特定响应温度时，制件能很快回复初始形状的聚合物。电致型smp是热致型形状记忆高分子材料与具有导电性能物质(如导电炭黑、碳纳米管及导电高分子等)的复合材料。其记忆机理与热致感应型形状记忆高分子相同,该复合材料通过电流产生的热量使体系温度升高,致使形状回复,所以既具有导电性能，又具有良好的形状记忆功能。

技术实现要素：

本发明的主要目的在于提供一种基于导电形状记忆聚合物的可变形救生圈，以解决目前实心救生圈占用面积大，不可调节实心救生圈尺寸的问题。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种基于导电形状记忆聚合物的可变形救生圈，其特征在于：包括救生圈本体、密封端盖、电源装置、充电孔、开关、拉绳、导线管，

所述救生圈本体呈环状，主要由导电形状记忆聚合物外层、软质闭孔泡沫和软质波形塑料管组成；所述软质闭孔泡沫填充在所述外层的内部，所述软质波形塑料管位于软质闭孔泡沫的中心位置、且贯穿整个救生圈本体；

电源装置装于所述救生圈本体内部，且通过开关与导电形状记忆聚合物外层电连接；所述电源装置还与充电孔电连接；

所述软质波形塑料管上设置有一端与其连通的导线管，所述导线管的另一端延伸至所述本体外部；所述拉绳贯穿所述波形塑料管，且端部通过导线管延伸出来；所述导线管上装有密封端盖。

优选地，拉绳的端部固定在密封端盖上。

优选地，所述导电形状记忆聚合物外层的内外表面均涂覆隔热绝缘涂层。

优选地，所述导电形状记忆聚合物的玻璃化转变温度为30℃～80℃。

优选地，所述导电形状记忆聚合物为本征导电形状记忆聚合物或者以常规形状记忆聚合物为基体添加导电填充物组成的导电复合材料中的一种；

所述本征导电形状记忆聚合物是导电聚乙烯形状记忆聚合物、导电聚苯胺形状记忆聚合物、导电聚吡咯形状记忆聚合物、导电聚噻吩形状记忆聚合物中的一种；

所述常规形状记忆聚合物是聚乙烯、聚氯乙烯、聚氨酯、乙烯醋酸乙烯共聚物、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯、聚乳酸、环氧、聚苯乙烯、聚酯、聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二酯、聚碳酸酯、甲基丙烯酸甲酯、聚醚醚酮和脲醛树脂中的一种或多种，所述导电填充物为是碳粉、碳纳米管、石墨、石墨烯、科琴黑中的一种或多种。

优选地，所述软质闭孔泡沫为聚氨酯泡沫、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯泡沫、聚乳酸泡沫、环氧泡沫、聚苯乙烯泡沫、聚酯泡沫、聚乙烯泡沫、聚丙烯泡沫、聚氯乙烯泡沫中的一种或多种组合。

优选地，所述开关和充电孔均设置在所述导线管上，且由密封端盖密封。

优选地，所述密封端盖和导线管通过螺纹连接。

优选地，所述导电形状记忆聚合物外层的导电形状记忆聚合物中包含荧光成分。

本发明的有益效果是：

本发明采用导电形状记忆聚合物材料的救生圈通过预变形可实现尺寸变化，既可以满足不同体形的人使用，又便于大量存储和携带。同时，通过添加荧光剂使导电形状记忆聚合物的可变形救生圈可在夜晚发光，从而显著提高溺水者使用救生圈时在夜晚被搜救的几率。

附图说明

图1为本发明所述基于形状记忆聚合物的可变形救生圈使用前的示意图；

图2为本发明所述基于形状记忆聚合物的可变形救生圈展开使用时的示意图；

图3为本发明所述基于形状记忆聚合物的可变形救生圈纵截面的示意图；

图4为本发明所述基于形状记忆聚合物的可变形救生圈横截面的示意图。

图中：

1.救生圈本体、2.密封端盖、3.电源装置、4.隔热绝缘涂层、5.充电孔、6.开关、7.拉绳、8.导线管、9.软质波形塑料管、10.导电形状记忆聚合物外层、11.软质闭孔泡沫。

具体实施方式

下面通过具体实施例对本发明作进一步的详细描述。

图1、图2所示分别是本发明所述基于导电形状记忆聚合物的可变形救生圈原始状态和使用状态的示意图。

如图2、图3、图4所示，本发明所述的基于导电形状记忆聚合物的可变形救生圈，包括救生圈本体1、密封端盖2、电源装置3、隔热绝缘涂层4、充电孔5、开关6、拉绳7、导线管8、软质波形塑料管9、导电形状记忆聚合物外层10、软质闭孔泡沫11。

所述救生圈本体1呈环状，主要由导电形状记忆聚合物外层10、软质闭孔泡沫11和软质波形塑料管9组成；所述软质闭孔泡沫11填充在所述外层10的内部，所述软质波形塑料管9位于软质闭孔泡沫的中心位置、且贯穿整个救生圈本体1。导电形状记忆聚合物外层10的玻璃化转变温度为30℃～80℃；可以选用本征导电形状记忆聚合物或者以常规形状记忆聚合物为基体添加导电填充物组成的导电复合材料中的一种。所述本征导电形状记忆聚合物是导电聚乙烯形状记忆聚合物、导电聚苯胺形状记忆聚合物、导电聚吡咯形状记忆聚合物、导电聚噻吩形状记忆聚合物中的一种；所述常规形状记忆聚合物是聚乙烯、聚氯乙烯、聚氨酯、乙烯醋酸乙烯共聚物、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯、聚乳酸、环氧、聚苯乙烯、聚酯、聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二酯、聚碳酸酯、甲基丙烯酸甲酯、聚醚醚酮和脲醛树脂中的一种或多种，所述导电填充物为是碳粉、碳纳米管、石墨、石墨烯、科琴黑中的一种或多种。

所述软质闭孔泡沫11为聚氨酯泡沫、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯泡沫、聚乳酸泡沫、环氧泡沫、聚苯乙烯泡沫、聚酯泡沫、聚乙烯泡沫、聚丙烯泡沫、聚氯乙烯泡沫中的一种或多种组合。

电源装置3装于所述救生圈本体1内部，且通过开关6与导电形状记忆聚合物外层10电连接；所述电源装置3还与充电孔5电连接。

所述软质波形塑料管9上设置有一端与其连通的导线管8，所述导线管8的另一端延伸至所述本体外部；所述拉绳7贯穿所述波形塑料管9，且端部通过导线管8延伸出来；所述导线管8上装有密封端盖2，密封端盖2与导线管8通过螺纹连接，避免水进入救生圈本体1。

使用导电乙烯醋酸乙烯共聚物(简称eva)形状记忆聚合物材料作为救生圈本体1的导电形状记忆聚合物外层10。使用前，如图1所示，救生圈本体1收缩在最小尺寸，方便携带。按下开关6，通过内置电源装置3对导电eva形状记忆聚合物外层10加热短暂时间后，达到导电eva形状记忆聚合物外层10的恢复温度50℃以上时，导电形状记忆聚合物外层10自动恢复变形展开，带动拉绳7、软质波形塑料管9和软质闭孔聚氨酯泡沫11展开，使救生圈本体1达到图2所示的状态；关闭开关6使电源装置3停止加热，保持这一形状待救生圈本体1冷却致室温后，形状固定后可投入使用，如图2所示。

为了满足身材瘦小的人员使用，需要缩小救生圈本体1的内径时，可再次按下开关6，通过内置电源装置3对导电eva形状记忆聚合物外层10加热短暂时间后，达到导电eva形状记忆聚合物外层10的预变形温度50℃以上时，通过拉动拉绳7提供预变形力，使软质波形塑料管9、导电eva形状记忆聚合物外层10和软质闭孔聚氨酯泡沫11收缩合适尺寸，保持预变形力不变，关闭开关6使电源装置3停止加热，保持这一形状待救生圈本体1冷却致室温后，形状固定后可投入使用。伸出部分拉绳7塞入导线管8，然后拧上密封端盖2，保证水不会进入救生圈本体1。

当救生圈本体1在图2状态下使用完毕后，需要收缩到最小尺寸图1状态时，重复上述过程，通过拉动拉绳7使救生圈本体1达到图1状态时，停止加热，保持形状后，即可方便携带。

隔热绝缘涂层4覆盖于导电形状记忆聚合物外层10的内侧和外侧，起到隔热和绝缘的作用；充电孔5和开关6位于导线管8内，充电孔5是给电源装置3充电的接口；拉绳7固定在密封端盖2上，通过导线管8和软质波形塑料管9，软质波形塑料管9既方便拉绳7的运动，又方便收缩。导电eva形状记忆聚合物外层10的导电形状记忆聚合物中包含荧光成分，可以在夜晚使救生圈本体1发光。

所述实施例为本发明的优选的实施方式，但本发明并不限于上述实施方式，在不背离本发明的实质内容的情况下，本领域技术人员能够做出的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本发明的保护范围。