一种内感应划伤修复的高强度有机玻璃的制作方法

本发明涉及有机玻璃技术领域，更具体地说，涉及一种内感应划伤修复的高强度有机玻璃。

背景技术：

有机玻璃(polymethylmethacrylate)是一种通俗的名称，缩写为pmma。此高分子透明材料的化学名称叫聚甲基丙烯酸甲酯，是由甲基丙烯酸甲酯聚合而成的高分子化合物。是一种开发较早的重要热塑性塑料。有机玻璃分为无色透明、有色透明、珠光、压花有机玻璃四种。有机玻璃俗称亚克力、中宣压克力、亚格力，有机玻璃具有较好的透明性、化学稳定性，力学性能和耐候性，易染色，易加工，外观优美等优点。有机玻璃又叫明胶玻璃、亚克力等。

有机玻璃在塑料中透光性最佳，可透过92％以上的太阳光，紫外线达73.5％；并且具有良好的耐候性、耐酸碱性、尺寸稳定性、绝缘性和良好的热塑加工性能等，易于加工成型，被广泛地应用于建筑、文教、航海、航空和日常生活等方面。但是，有机玻璃也存在耐热性、耐磨性、韧性较差、耐有机溶剂性差、吸水率较高、易划伤、易产生银纹等缺点。

尤其是易划伤这一缺点，有机玻璃在表面受到外力划伤后，对耐候性、耐酸碱性、尺寸稳定性、绝缘性都有一定的影响，会严重缩短有机玻璃的使用寿命。

技术实现要素：

1.要解决的技术问题

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种内感应划伤修复的高强度有机玻璃，它可以实现通过外表面覆盖的导伤耐磨网和中心位置镶嵌的内紧缩修复网，并基于内感知连接棒进行连接共同配合提高有机玻璃的强度，尤其是抗拉性和耐磨性得到大幅提升，并且其外表面不易出现划伤现象，即使出现划伤也会由预先设置的内感知连接棒感知到划伤后，外界空气沿裂缝进入，基于内感知连接棒的触发动作与氧气反应放热，一方面促使自解回缩节分解恢复内紧缩修复网的弹性，另一方面迫使修复颗粒熔化流动至裂缝处进行修复，配合内紧缩修复网上回缩弹力棒的弹性推挤作用，可以有效提高划伤的修复效果，从而延长有机玻璃的使用寿命。

2.技术方案

为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。

一种内感应划伤修复的高强度有机玻璃，包括有机玻璃本体，所述有机玻璃本体内镶嵌连接有内紧缩修复网，所述有机玻璃本体上下外表面均镶嵌连接有导伤耐磨网，所述内紧缩修复网包括多个均匀分布的定点玻璃球和连接定点玻璃球的回缩弹力棒，一对相邻的所述定点玻璃球之间还连接有一对上下对称分布的多节式修复拉力棒，所述导伤耐磨网包括多个均匀分布的耐磨碳化硅球和连接耐磨碳化硅球的玻璃纤维拉丝，相邻的所述耐磨碳化硅球之间设有竖直分布的内感知连接棒，所述内感知连接棒远离导伤耐磨网一端与回缩弹力棒连接，且内感知连接棒镶嵌于多节式修复拉力棒内并贯穿。

进一步的，所述多节式修复拉力棒包括多个自解回缩节和修复节，且自解回缩节连接于修复节之间，所述内感知连接棒镶嵌于自解回缩节内，自解回缩节和修复节在正常状态下配合起到对回缩弹力棒回缩力的部分抵消作用，在有机玻璃本体被划伤后可以由内感知连接棒进行感知，触发自解回缩节和修复节对划伤处的修复动作。

进一步的，所述内感知连接棒包括依次连接的感知透气棒、节点发热球和定形棒，且感知透气棒插设于导伤耐磨网内，所述节点发热球镶嵌连接于自解回缩节内，所述定形棒与回缩弹力棒连接，感知透气棒起到感知有机玻璃本体外表面划伤的作用，节点发热球一方面起到支撑点的作用，另一方面可以触发自解回缩节的分解和修复节修复动作的展开，定形棒则起到对回缩弹力棒的定形作用，避免其在回缩力作用下发生形变从而影响到后续的划伤修复。

进一步的，所述感知透气棒采用多孔材料制成，且与节点发热球相连通，所述节点发热球为中空结构，且内部填充有自发热材料，所述自解回缩节采用受热分解产生气体的物质制成，感知透气棒可以提供外界空气进入到节点发热球内的通道，然后空气中的氧气可以与自发热材料反应释放出热量，自解回缩节受热分解产生气体后会随着划伤裂缝逸出，一方面减少分解物的残留，另一方面可以阻止空气的继续进入，中断自发热材料的氧化反应，从而可以在修复颗粒熔化流动至划伤处迅速冷却下来进行固化修复，提高修复效率及效果。

进一步的，所述节点发热球与相邻的修复节之间连接有对称分布的防偏弹力拉丝，且防偏弹力拉丝位于同一条直线上，防偏弹力拉丝起到连接节点发热球与修复节的作用，可以使得在自解回缩节分解后修复节可以精准对接继续发挥抵消作用。

进一步的，所述定形棒与回缩弹力棒之间固定连接有防弯片，所述防弯片采用硬质材料制成，所述回缩弹力棒采用弹性材料制成并处于拉伸状态，防弯片可以增大定形棒与回缩弹力棒之间的受力面积，从而提高定形棒对回缩弹力棒的定形效果，回缩弹力棒处于拉伸状态，在有机玻璃本体正常使用时可以抵消部分外界拉力，提高有机玻璃本体的抗拉性，在出现划伤裂缝时，可以在回缩作用力下配合熔化后的修复颗粒对划伤裂缝进行高强度修复，实现紧密连接。

进一步的，所述修复节包括导热外管、热膨胀层和修复颗粒，所述热膨胀层连接于导热外管内表面上，所述修复颗粒填充于热膨胀层内，导热外管一方面可以起到支撑定形的作用，另一方面可以传导热量至热膨胀层，热膨胀层受热后会膨胀从而挤压熔化后的修复颗粒自主流动至裂缝处。

进一步的，所述导热外管采用导热材料制成，所述热膨胀层为填充有氢气的气囊，所述修复颗粒为热熔型树脂胶颗粒，氢气的热膨胀系数较大，在轻度受热的状态下也可以实现足够大的膨胀，一方面可以与修复颗粒充分接触传递热量，另一方面也可以挤压熔化后的修复颗粒流动至裂缝处。

进一步的，所述耐磨碳化硅球镶嵌于有机玻璃本体的外表面并延伸至有机玻璃本体外侧，且延伸部分与镶嵌部分的高度比为1:8-10，耐磨碳化硅球一方面可以起到改善有机玻璃本体表面耐磨性的作用，并且可以将划伤引导至耐磨碳化硅球之间的内感知连接棒区域，有助于内感知连接棒进行感知然后出发修复动作，另一方面利用耐磨碳化硅球可以起到一定的隔热作用，从而提高有机玻璃本体的耐高温性。

进一步的，所述内感知连接棒远离内紧缩修复网一端延伸至玻璃纤维拉丝上侧，且低于有机玻璃本体的外表面，一方面内感知连接棒可以尽可能快速并准确的感知到划伤，从而触发修复动作，另一方面可以对玻璃纤维拉丝形成保护，避免划伤干扰到玻璃纤维拉丝进而影响导伤耐磨网整体对有机玻璃本体的加强作用。

3.有益效果

相比于现有技术，本发明的优点在于：

(1)本方案可以实现通过外表面覆盖的导伤耐磨网和中心位置镶嵌的内紧缩修复网，并基于内感知连接棒进行连接共同配合提高有机玻璃的强度，尤其是抗拉性和耐磨性得到大幅提升，并且其外表面不易出现划伤现象，即使出现划伤也会由预先设置的内感知连接棒感知到划伤后，外界空气沿裂缝进入，基于内感知连接棒的触发动作与氧气反应放热，一方面促使自解回缩节分解恢复内紧缩修复网的弹性，另一方面迫使修复颗粒熔化流动至裂缝处进行修复，配合内紧缩修复网上回缩弹力棒的弹性推挤作用，可以有效提高划伤的修复效果，从而延长有机玻璃的使用寿命。

(2)多节式修复拉力棒包括多个自解回缩节和修复节，且自解回缩节连接于修复节之间，内感知连接棒镶嵌于自解回缩节内，自解回缩节和修复节在正常状态下配合起到对回缩弹力棒回缩力的部分抵消作用，在有机玻璃本体被划伤后可以由内感知连接棒进行感知，触发自解回缩节和修复节对划伤处的修复动作。

(3)内感知连接棒包括依次连接的感知透气棒、节点发热球和定形棒，且感知透气棒插设于导伤耐磨网内，节点发热球镶嵌连接于自解回缩节内，定形棒与回缩弹力棒连接，感知透气棒起到感知有机玻璃本体外表面划伤的作用，节点发热球一方面起到支撑点的作用，另一方面可以触发自解回缩节的分解和修复节修复动作的展开，定形棒则起到对回缩弹力棒的定形作用，避免其在回缩力作用下发生形变从而影响到后续的划伤修复。

(4)感知透气棒采用多孔材料制成，且与节点发热球相连通，节点发热球为中空结构，且内部填充有自发热材料，自解回缩节采用受热分解产生气体的物质制成，感知透气棒可以提供外界空气进入到节点发热球内的通道，然后空气中的氧气可以与自发热材料反应释放出热量，自解回缩节受热分解产生气体后会随着划伤裂缝逸出，一方面减少分解物的残留，另一方面可以阻止空气的继续进入，中断自发热材料的氧化反应，从而可以在修复颗粒熔化流动至划伤处迅速冷却下来进行固化修复，提高修复效率及效果。

(5)节点发热球与相邻的修复节之间连接有对称分布的防偏弹力拉丝，且防偏弹力拉丝位于同一条直线上，防偏弹力拉丝起到连接节点发热球与修复节的作用，可以使得在自解回缩节分解后修复节可以精准对接继续发挥抵消作用。

(6)定形棒与回缩弹力棒之间固定连接有防弯片，防弯片采用硬质材料制成，回缩弹力棒采用弹性材料制成并处于拉伸状态，防弯片可以增大定形棒与回缩弹力棒之间的受力面积，从而提高定形棒对回缩弹力棒的定形效果，回缩弹力棒处于拉伸状态，在有机玻璃本体正常使用时可以抵消部分外界拉力，提高有机玻璃本体的抗拉性，在出现划伤裂缝时，可以在回缩作用力下配合熔化后的修复颗粒对划伤裂缝进行高强度修复，实现紧密连接。

(7)修复节包括导热外管、热膨胀层和修复颗粒，热膨胀层连接于导热外管内表面上，修复颗粒填充于热膨胀层内，导热外管一方面可以起到支撑定形的作用，另一方面可以传导热量至热膨胀层，热膨胀层受热后会膨胀从而挤压熔化后的修复颗粒自主流动至裂缝处。

(8)导热外管采用导热材料制成，热膨胀层为填充有氢气的气囊，修复颗粒为热熔型树脂胶颗粒，氢气的热膨胀系数较大，在轻度受热的状态下也可以实现足够大的膨胀，一方面可以与修复颗粒充分接触传递热量，另一方面也可以挤压熔化后的修复颗粒流动至裂缝处。

(9)耐磨碳化硅球镶嵌于有机玻璃本体的外表面并延伸至有机玻璃本体外侧，且延伸部分与镶嵌部分的高度比为1:8-10，耐磨碳化硅球一方面可以起到改善有机玻璃本体表面耐磨性的作用，并且可以将划伤引导至耐磨碳化硅球之间的内感知连接棒区域，有助于内感知连接棒进行感知然后出发修复动作，另一方面利用耐磨碳化硅球可以起到一定的隔热作用，从而提高有机玻璃本体的耐高温性。

(10)内感知连接棒远离内紧缩修复网一端延伸至玻璃纤维拉丝上侧，且低于有机玻璃本体的外表面，一方面内感知连接棒可以尽可能快速并准确的感知到划伤，从而触发修复动作，另一方面可以对玻璃纤维拉丝形成保护，避免划伤干扰到玻璃纤维拉丝进而影响导伤耐磨网整体对有机玻璃本体的加强作用。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为图1中a处的结构示意图；

图3为本发明导伤耐磨网部分的结构示意图；

图4为本发明多节式修复拉力棒部分的结构示意图；

图5为图4中b处的结构示意图；

图6为本发明内感知连接棒的结构示意图；

图7为本发明修复节的结构示意图。

图中标号说明：

1有机玻璃本体、2内紧缩修复网、21定点玻璃球、22回缩弹力棒、3导伤耐磨网、31耐磨碳化硅球、32玻璃纤维拉丝、4内感知连接棒、41感知透气棒、42节点发热球、43定形棒、5多节式修复拉力棒、51自解回缩节、52修复节、521导热外管、522热膨胀层、523修复颗粒、6防弯片、7防偏弹力拉丝。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述；显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“顶/底端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例1：

请参阅图1-3，一种内感应划伤修复的高强度有机玻璃，包括有机玻璃本体1，有机玻璃本体1内镶嵌连接有内紧缩修复网2，有机玻璃本体1上下外表面均镶嵌连接有导伤耐磨网3，内紧缩修复网2包括多个均匀分布的定点玻璃球21和连接定点玻璃球21的回缩弹力棒22，一对相邻的定点玻璃球21之间还连接有一对上下对称分布的多节式修复拉力棒5，导伤耐磨网3包括多个均匀分布的耐磨碳化硅球31和连接耐磨碳化硅球31的玻璃纤维拉丝32，相邻的耐磨碳化硅球31之间设有竖直分布的内感知连接棒4，内感知连接棒4远离导伤耐磨网3一端与回缩弹力棒22连接，且内感知连接棒4镶嵌于多节式修复拉力棒5内并贯穿。

耐磨碳化硅球31镶嵌于有机玻璃本体1的外表面并延伸至有机玻璃本体1外侧，且延伸部分与镶嵌部分的高度比为1:8-10，耐磨碳化硅球31一方面可以起到改善有机玻璃本体1表面耐磨性的作用，并且可以将划伤引导至耐磨碳化硅球31之间的内感知连接棒4区域，有助于内感知连接棒4进行感知然后出发修复动作，另一方面利用耐磨碳化硅球31可以起到一定的隔热作用，从而提高有机玻璃本体1的耐高温性，内感知连接棒4远离内紧缩修复网2一端延伸至玻璃纤维拉丝32上侧，且低于有机玻璃本体1的外表面，一方面内感知连接棒4可以尽可能快速并准确的感知到划伤，从而触发修复动作，另一方面可以对玻璃纤维拉丝32形成保护，避免划伤干扰到玻璃纤维拉丝32进而影响导伤耐磨网3整体对有机玻璃本体1的加强作用。

请参阅图4-5，多节式修复拉力棒5包括多个自解回缩节51和修复节52，且自解回缩节51连接于修复节52之间，内感知连接棒4镶嵌于自解回缩节51内，自解回缩节51和修复节52在正常状态下配合起到对回缩弹力棒22回缩力的部分抵消作用，在有机玻璃本体1被划伤后可以由内感知连接棒4进行感知，触发自解回缩节51和修复节52对划伤处的修复动作。

请参阅图6，内感知连接棒4包括依次连接的感知透气棒41、节点发热球42和定形棒43，且感知透气棒41插设于导伤耐磨网3内，节点发热球42镶嵌连接于自解回缩节51内，定形棒43与回缩弹力棒22连接，感知透气棒41起到感知有机玻璃本体1外表面划伤的作用，节点发热球42一方面起到支撑点的作用，另一方面可以触发自解回缩节51的分解和修复节52修复动作的展开，定形棒43则起到对回缩弹力棒22的定形作用，避免其在回缩力作用下发生形变从而影响到后续的划伤修复。

感知透气棒41采用多孔材料制成，且与节点发热球42相连通，节点发热球42为中空结构，且内部填充有自发热材料，自解回缩节51采用受热分解产生气体的物质制成，例如碳酸氢铵等物质，感知透气棒41可以提供外界空气进入到节点发热球42内的通道，然后空气中的氧气可以与自发热材料反应释放出热量，自解回缩节51受热分解产生气体后会随着划伤裂缝逸出，一方面减少分解物的残留，另一方面可以阻止空气的继续进入，中断自发热材料的氧化反应，从而可以在修复颗粒523熔化流动至划伤处迅速冷却下来进行固化修复，提高修复效率及效果。

节点发热球42与相邻的修复节52之间连接有对称分布的防偏弹力拉丝7，且防偏弹力拉丝7位于同一条直线上，防偏弹力拉丝7起到连接节点发热球42与修复节52的作用，可以使得在自解回缩节51分解后修复节52可以精准对接继续发挥抵消作用。

定形棒43与回缩弹力棒22之间固定连接有防弯片6，防弯片6采用硬质材料制成，回缩弹力棒22采用弹性材料制成并处于拉伸状态，防弯片6可以增大定形棒43与回缩弹力棒22之间的受力面积，从而提高定形棒43对回缩弹力棒22的定形效果，回缩弹力棒22处于拉伸状态，在有机玻璃本体1正常使用时可以抵消部分外界拉力，提高有机玻璃本体1的抗拉性，在出现划伤裂缝时，可以在回缩作用力下配合熔化后的修复颗粒523对划伤裂缝进行高强度修复，实现紧密连接。

请参阅图7，修复节52包括导热外管521、热膨胀层522和修复颗粒523，热膨胀层522连接于导热外管521内表面上，修复颗粒523填充于热膨胀层522内，导热外管521一方面可以起到支撑定形的作用，另一方面可以传导热量至热膨胀层522，热膨胀层522受热后会膨胀从而挤压熔化后的修复颗粒523自主流动至裂缝处，导热外管521采用导热材料制成，热膨胀层522为填充有氢气的气囊，修复颗粒523为热熔型树脂胶颗粒，氢气的热膨胀系数较大，在轻度受热的状态下也可以实现足够大的膨胀，一方面可以与修复颗粒523充分接触传递热量，另一方面也可以挤压熔化后的修复颗粒523流动至裂缝处。

制备时，将内紧缩修复网2和导伤耐磨网3等预先设置在模具内，然后注入原料进行高温固化即可得到。

本发明可以实现通过外表面覆盖的导伤耐磨网3和中心位置镶嵌的内紧缩修复网2，并基于内感知连接棒4进行连接共同配合提高有机玻璃的强度，尤其是抗拉性和耐磨性得到大幅提升，并且其外表面不易出现划伤现象，即使出现划伤也会由预先设置的内感知连接棒4感知到划伤后，外界空气沿裂缝进入，基于内感知连接棒4的触发动作与氧气反应放热，一方面促使自解回缩节51分解恢复内紧缩修复网2的弹性，另一方面迫使修复颗粒523熔化流动至裂缝处进行修复，配合内紧缩修复网2上回缩弹力棒22的弹性推挤作用，可以有效提高划伤的修复效果，从而延长有机玻璃的使用寿命。

以上，仅为本发明较佳的具体实施方式；但本发明的保护范围并不局限于此。任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围内。