一种高性能聚醚醚酮/短切碳纤维复合材料的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种高性能聚醚醚酮/短切碳纤维基复合材料，由下述组分按重量份组成：聚醚醚酮60～100份，短切碳纤维0～40份，高温润滑剂0～3份，将基体聚醚醚酮树脂与高温润滑剂通过高速混合机混合均匀，短切碳纤维通过双螺杆挤出机侧位料加入，本发明专利技术材料易得，生产工艺简单，有效的改善了聚醚醚酮的脆性大、剪切性能差、热变形温度低等缺点，当短切碳纤维质量分数为15%时，聚醚醚酮/短切碳纤维复合材料的拉伸强度比纯聚醚醚酮提高了70 %, 剪切强度提高了46% ,弯曲强度提高了约 68 %，短切碳纤维纤维的加入，提高了聚醚醚酮的热性能，热分解温度提高了55℃，制得的聚醚醚酮/短切碳纤维复合材料应用在航空领域的零部件上，应用效果良好。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于特种工程塑料领域，具体涉及一种聚醚醚酮/短切碳纤维复合材料的制备方法。本专利技术所述的聚醚醚酮/短切碳纤维复合材料，按聚醚醚酮占基体的百分含量(60～100)、短切碳纤维的占基体的百分含量(0～40份)、高温润滑剂WGP占基体的百分含量(0～3份)，而后在双螺杆挤出机内，通过控制双螺杆挤出机料筒各段温度制备得到。本专利技术通过添加少量高温润滑剂WGP(0～3份)以及短切碳纤维即可以使聚醚醚酮/短切碳纤维复合材料具有更高的强度、模量、与聚醚醚酮有相同的加工温度及更好的尺寸稳定性等特性，短切碳纤维具有价格低廉与聚醚醚酮结合容易、绝缘性能好、冲击性能和压缩性能好等优点、与聚醚醚酮复合后可使其具有更高的热变形温度和更小的收缩率，因此可以更好的应用在航天航空、汽车、高铁等行业。
技术介绍
聚醚醚酮是一种力学性能优良、耐化学药品性、耐高温性、耐辐射性、抗水解性、耐磨耗性及洁净度高的超高性能热塑性半结晶型工程塑料。作为一种高性能热塑性工程塑料，聚醚醚酮可以替代部分传统金属材料广泛应用于汽车、航空航天、机器设备等领域。尤其是在航空航天领域，聚醚醚酮由于具有高的耐热性和低密度，在一些零部件的制造中已逐渐取代铝制品。由于 聚醚醚酮制备困难，目前国内只有少数科研院所能制备高性能的聚醚醚酮，故聚醚醚酮价格昂贵，另外 聚醚醚酮存在制品脆性大、剪切性能差等缺点；短切碳纤维具有价格低廉、与聚醚醚酮结合容易、绝缘性能好、冲击性能和压缩性能好等优点，与 聚醚醚酮复合后可使其具有更高的热变形温度和更小的收缩率，因此在航空、航天等高科技领域中具有重要的应用前景。
技术实现思路
本专利技术的目的是为解决聚醚醚酮脆性大、剪切性能差而提供的一种高性能聚醚醚酮增强改性方法。实现本专利技术目的技术解决方案为：聚醚醚酮增韧改性方法，将聚醚醚酮树脂、高温润滑剂按比列混合并干燥，使干燥后的共混物的基体含水率低于50ppm，短切碳纤维通过挤出机侧位料加入，然后采用熔融挤出的方法将树脂与长玻纤制备成共混物，其特征在于短切碳纤维的用量占共混物基体用量的0～40%，熔融挤出温度330～390℃。一种高性能聚醚醚酮/短切碳纤维复合材料的组分和重量组分数配比为：聚醚醚酮60～100份、短切碳纤维0～40份以及高温润滑剂WGP 0～3份。 所述的聚醚醚酮为吉林大学特种工程塑料教育部工程研究中心制备，其熔融指数 13g/10min所述的短切碳纤维为E玻纤，1200Tex，中材科技股份有限公司生产，短切碳纤维的添加量为总质量的0～40% 所述高温润滑剂为GENIO聚醚醚酮ST PELLET S(WGP)，白色半透明圆柱状颗粒，直径约为4ram，长度约为4ram，德国瓦克公司(Waeker)生产，高温润滑剂占共混物基体的0～3%。具体实施方式实施例一 称取聚醚醚酮 89份 短切碳纤维 10份 高温润滑剂 1份 首先将聚醚醚酮、短切碳纤维放在真空干燥箱中100～120℃真空干燥6～8小时，进而去除水分，将干燥后的聚醚醚酮与高温润滑剂放在高速混合机混合5～8分钟，将混好的物料由料斗加入到双螺杆挤出机中，短切碳纤维经侧位料加入，经熔融共混挤出、风冷却干燥、造粒、均化，其中料筒温度设为：330～390℃。实施例二 称取聚醚醚酮 79份 短切碳纤维 20份 高温润滑剂 1份工艺条件如实施例一实施例三称取聚醚醚酮 69份 短切碳纤维 30份 高温润滑剂 1份工艺条件如实施例一实施例四称取聚醚醚酮 59份短切碳纤维 40份 高温润滑剂 1份工艺条件如实施例一实施例五 称取聚醚醚酮 78份 短切碳纤维 20份 高温润滑剂 2份工艺条件如实施例一实施例六 称取聚醚醚酮 77份 短切碳纤维 20份 高温润滑剂 3份工艺条件如实施例一性能测试结果测试项目单位聚醚醚酮(纯)实施例一实施例二实施例三实施例四实施例五实施例六拉伸强度MPa110.4120.4154.6140.3127.1158.4160.2断裂伸长率%29.610.17.65.43.17.77.9弯曲强度MPa182.1194.7225.5220.4191.7227.5230.4弯曲模量GPa3.55.17.27.56.37.47.9剪切强度%100.5120.4148.7143.7138.6157.9158.7700℃质量保持率%51627175797273本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制备高性能聚醚醚酮/短切碳纤维复合材料方法，是通过添加短切碳纤维、高温润滑剂，与聚醚醚酮共混，制备出聚醚醚酮/短切碳纤维复合材料，本专利技术的目的是为解决聚醚醚酮脆性大、剪切性能差、热变形温度低等缺点而提供的一种聚醚醚酮增强改性方法。

【技术特征摘要】
1.一种制备高性能聚醚醚酮/短切碳纤维复合材料方法，是通过添加短切碳纤维、高温润滑剂，与聚醚醚酮共混，制备出聚醚醚酮/短切碳纤维复合材料，本发明的目的是为解决聚醚醚酮脆性大、剪切性能差、热变形温度低等缺点而提供的一种聚醚醚酮增强改性方法。2.一种高性能聚乳醚醚酮/短切碳纤维复合材料的组分和重量组分数配比为：聚醚醚酮60～100份、短切碳纤维0～40份以及高温润滑剂WGP 0～3份。3.根据专利要求1所述的所述的聚聚醚醚酮树脂，由吉林大学特种工程塑料教育部工程研究中心制备，其熔融指数 13g/10min。4.根据专利要求1所述的短切碳纤维为E玻纤，1200Tex，中材科技股份有限公司生产，短切碳纤维的添加量为总质量的0～4...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔晓禹，刘刚，林航，
申请(专利权)人：黑龙江鑫达企业集团有限公司，
类型：发明
国别省市：黑龙江;23