一种耐磨聚芳醚酮材料及其制备方法技术

技术编号:14660345 阅读:123 留言:0更新日期:2017-02-17 02:25
本发明专利技术提供一种耐磨聚芳醚酮材料及其制备方法,属于高分子技术领域。该材料包括聚芳醚酮共聚物、润滑剂、表面改性的无机填料和无机纤维;所述的聚芳醚酮共聚物为聚芳醚酮二元共聚物、聚芳醚酮三元共聚物或聚芳醚酮四元共聚物。本发明专利技术还提供一种耐磨聚芳醚酮材料制备方法。本发明专利技术所述的表面改性的无机填料为高强、高韧、抗磨的球形纳米无机填料,有利于提高材料整体的抗磨性能,本发明专利技术的工艺过程简单、易于控制,具有高的加工效率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于高分子
,尤其涉及一种耐磨聚芳醚酮材料及其制备方法
技术介绍
酚酞聚芳醚酮(PEK-C)作为一种由酚酞与二卤代二苯酮缩聚得到的无定型聚芳醚酮树脂,其玻璃化转变温度为231℃,具有耐热等级高、耐疲劳、耐冲击、耐磨,耐高压水解及耐辐照,耐酸、碱及芳烷烃类化学试剂等优良性能,其综合性能可与聚醚醚酮(PEEK)相媲美,并且其溶解加工性能有独到之处,在航空、航天、石油化工等高
有广泛的应用。自英国ICI公司开发的聚醚醚酮(PEEK)作为耐高温聚合物基复合材料成功地应用于军事、航天、航空以来,聚芳醚酮(PAEK)的各类产品引起了人们的广泛关注。由于这类产品具有高强度、高模量、耐高温、耐辐射以及尺寸稳定性好等一系列优点。PAEK是一类主链含有醚键和羰基的芳杂环聚合物,醚键和羰基通过亚苯基以不同序列相连,从而构成了各种类型的PAEK。分子链中存在的芳环、杂环,形成“螺形”、“片状”和“梯形”结构,因而化学键能高,链段刚性大,从而具有很高的玻璃化温度Tg、较高的热分解温度和较低的可燃性;其分子主链上的共轭双键,使分子的规整性好,因而其力学性能优异;刚性较强的分子链间作用力(如氢键)及结晶性等结构特点,使得分子链紧密堆砌,溶剂分子不易渗入,因而又具有良好的耐溶剂性和耐化学药品性。同时大分子含有大量的醚键又赋予其韧性,醚键越多,其韧性越好。通过增大分子量还可以提高其韧性和耐疲劳性,并可将其熔融粘度调整到适合于注塑成型。由于PAEK树脂具有上述优异性能,问世后不仅在国防军事战线最先得到成功应用,而且很快在民用高
得到推广。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种耐磨聚芳醚酮材料及其制备方法,本专利技术提供的聚芳醚酮材料具有耐高温、耐磨、耐腐蚀和高强度的特性。本专利技术提供一种耐磨聚芳醚酮材料,包括:聚芳醚酮共聚物;润滑剂;表面改性的无机填料;无机纤维;所述的聚芳醚酮共聚物为聚芳醚酮二元共聚物、聚芳醚酮三元共聚物或聚芳醚酮四元共聚物;所述聚芳醚酮四元共聚物包括式101和式102所示的重复单元:所述式101所示的重复单元和式102所示的重复单元的物质的量比为0.01~100:1;所述M为双酚类化合物脱羟基残基;所述X为含苯环的双卤化合物去除两个卤素后剩余的基团或含苯环的双硝基化合物去除两个硝基后剩余的基团;所述R为双酚类化合物脱酚羟基氢残基、式201、式202、式203、式204、式205、式206或式207所示结构:式201中,所述R1和R2独立地选自H、NH2、NO2、C1~C5的烷基、甲氧基、苯氧基或苯甲酰基;式202中,所述R3和R4独立地选自H、苯基或烷基取代的苯基;所述Z为含苯环的双卤化合物去除两个卤素后剩余的基团;所述X和Z不为同一种结构。优选的,所述式101所示的重复单元为所述式102所示的重复单元为所述聚芳醚酮四元共聚物在所述一种耐磨聚芳醚酮材料中的质量分数为60~99%。优选的,所述双酚类化合物包括对苯二酚、4,4'-二羟基联苯、4,4'-二羟基二苯酮、4,4'-二羟基二苯砜、4,4'-二羟基二苯醚、4,4'-二羟基二苯硫醚、2,2-双(4-羟基苯基)丙烷、4,4'-(六氟异丙叉)双酚、4,4'-(1,4-亚苯基二异丙基)二苯酚、3,3-双(4-羟基苯基)-1(3H)-异苯并呋喃酮、3,3'-双(4-羟基苯基)苯并吡咯酮、9,9-二(4-羟基苯基)芴、6,13-双三蝶烯二酚、2,5-三蝶烯二酚、5,5'-双(2-4-(羟基苯基)-苯并咪唑)、2,6-双(4-羟基苯氧基)-4'-(2,3,4,5,6-五苯基苯基)二苯甲酮和式I所示结构中的一种或多种;式I中,所述R5为C1~C12烷基、环氧丙烷基、三氟甲基、苯基、4-三氟甲基苯基、4-乙烯基苯基、4-乙炔基苯基或4-氰基苯基。优选的,所述含苯环的双卤化合物包括4,4'-二氯二苯酮、4,4'-二氟二苯酮、4,4'-二氯二苯砜、4,4'-二氟二苯砜、双(4-氟苯基)苯基氧化膦、双(4-氯苯基)苯基氧化膦、2,6-二氯苯腈、2,6-二氟苯腈、2,4-二(4-氟苯基)-6-苯基-1,3,5-三嗪、2,4-二(4-氯苯基)-6-苯基-1,3,5-三嗪、4,4'-二氯三苯二酮、4,4'-二氟三苯二酮和式II所示结构中的一种或多种;式II中,所述E为氟、氯或溴;所述R6为C1~C12烷基、环氧丙烷基、三氟甲基、苯基、4-三氟甲基苯基、4-乙烯基苯基、4-乙炔基苯基或4-氰基苯基;所述含苯环的双硝基化合物为式III所示结构的化合物:所述R7为C1~C12烷基、环氧丙烷基、三氟甲基、苯基、4-三氟甲基苯基、4-乙烯基苯基、4-乙炔基苯基或4-氰基苯基。优选的,所述润滑剂包括:二硫化钨、二硫化钼、石墨粉、聚四氟乙烯粉、有机硅化合物或碳纤维中的一种或几种;所述润滑剂在一种耐磨聚芳醚酮材料中的质量分数为0.01~20%。优选的,所述表面改性的无机填料是将偶联剂作为表面改性剂对无机填料进行改性,所述的无机填料包括:刚玉、金刚砂、三氧化二铬、三氧化二锑、钛白粉、二氧化硅、氮化硼、碳化硅、高岭土、三氧化二铝中的一种或几种;所述无机填料在一种耐磨聚芳醚酮材料中的质量分数为0.01~30%。优选的,所述偶联剂包括钛酸酯偶联剂、硅烷偶联剂、镉络合物偶联剂、锆类偶联剂、铝酸酯偶联剂和铝钛复合偶联剂中的一种或几种;所述偶联剂在所述一种耐磨聚芳醚酮材料中的质量分数为0.01~10%。优选的,所述无机纤维包括:玻璃纤维、碳纤维、玄武岩纤维中的一种或几种;所述无机纤维在一种耐磨聚芳醚酮材料中的质量分数为0.01~20%。优选的,所述聚芳醚酮三元共聚物包括式103和式104所示的重复单元:所述式103所示的重复单元和式104所示的重复单元的物质的量比为0.01~100:1;所述M’为双酚类化合物脱羟基残基;所述X’为含苯环的双卤化合物去除两个卤素后剩余的基团或含苯环的双硝基化合物去除两个硝基后剩余的基团;所述R’为双酚类化合物脱酚羟基氢残基,如式201、式202、式203、式204、式205、式206或式207所示结构:式201中,所述R1’和R2’独立地选自H、NH2、NO2、C1~C5的烷基、甲氧基、苯氧基或苯甲酰基;式202中,所述R3’和R4’独立地选自H、苯基或烷基取代的苯基;所述Z’为含苯环的双卤化合物去除两个卤素后剩余的基团;所述X’和Z’为同一种结构或者-O-M’-O-和R’为同一种结构;优选的,所述聚芳醚酮二元共聚物包括式401的重复单元。所述M”为双酚类化合物脱羟基残基;所述X”为含苯环的双卤化合物去除两个卤素后剩余的基团或含苯环的双硝基化合物去除两个硝基后剩余的基团。本专利技术还提供一种耐磨聚芳醚酮材料的制备方法,该方法包括:步骤一:对无机填料进行表面改性;步骤二:将表面改性的无机填料、润滑剂、无机纤维和聚芳醚酮共聚物混合,得到耐磨聚芳醚酮材料。所述的无机填料进行表面改性的方法包括:预处理法和多组份混合法;所述的预处理法是将无机填料先经偶联剂处理,然后加入到树脂中去,根据方式不同,又分为干法和湿法两种;所述的干法也称为喷雾法,是边搅拌边将偶联剂或偶联剂处理液均匀地喷洒到无机填料表面上,混合均匀后烘干即可;所述的湿法又称为浸渍法,是指在无机填料制作过程中,用偶本文档来自技高网...
一种耐磨聚芳醚酮材料及其制备方法

【技术保护点】
一种耐磨聚芳醚酮材料,包括:聚芳醚酮共聚物;润滑剂;表面改性的无机填料;无机纤维;所述的聚芳醚酮共聚物为聚芳醚酮二元共聚物、聚芳醚酮三元共聚物或聚芳醚酮四元共聚物;所述聚芳醚酮四元共聚物包括式101和式102所示的重复单元:所述式101所示的重复单元和式102所示的重复单元的物质的量比为0.01~100:1;所述M为双酚类化合物脱羟基残基;所述X为含苯环的双卤化合物去除两个卤素后剩余的基团或含苯环的双硝基化合物去除两个硝基后剩余的基团;所述R为双酚类化合物脱酚羟基氢残基、式201、式202、式203、式204、式205、式206或式207所示结构:式201中,所述R1和R2独立地选自H、NH2、NO2、C1~C5的烷基、甲氧基、苯氧基或苯甲酰基;式202中,所述R3和R4独立地选自H、苯基或烷基取代的苯基;所述Z为含苯环的双卤化合物去除两个卤素后剩余的基团;所述X和Z不为同一种结构。

【技术特征摘要】
1.一种耐磨聚芳醚酮材料,包括:聚芳醚酮共聚物;润滑剂;表面改性的无机填料;无机纤维;所述的聚芳醚酮共聚物为聚芳醚酮二元共聚物、聚芳醚酮三元共聚物或聚芳醚酮四元共聚物;所述聚芳醚酮四元共聚物包括式101和式102所示的重复单元:所述式101所示的重复单元和式102所示的重复单元的物质的量比为0.01~100:1;所述M为双酚类化合物脱羟基残基;所述X为含苯环的双卤化合物去除两个卤素后剩余的基团或含苯环的双硝基化合物去除两个硝基后剩余的基团;所述R为双酚类化合物脱酚羟基氢残基、式201、式202、式203、式204、式205、式206或式207所示结构:式201中,所述R1和R2独立地选自H、NH2、NO2、C1~C5的烷基、甲氧基、苯氧基或苯甲酰基;式202中,所述R3和R4独立地选自H、苯基或烷基取代的苯基;所述Z为含苯环的双卤化合物去除两个卤素后剩余的基团;所述X和Z不为同一种结构。2.根据权利要求1所述的一种耐磨聚芳醚酮材料,其特征在于,所述式101所示的重复单元为:所述式102所示的重复单元为:所述聚芳醚酮四元共聚物在所述一种耐磨聚芳醚酮材料中的质量分数为10~25%。3.根据权利要求1所述的一种耐磨聚芳醚酮材料,其特征在于,所述双酚类化合物包括对苯二酚、4,4'-二羟基联苯、4,4'-二羟基二苯酮、4,4'-二羟基二苯砜、4,4'-二羟基二苯醚、4,4'-二羟基二苯硫醚、2,2-双(4-羟基苯基)丙烷、4,4'-(六氟异丙叉)双酚、4,4'-(1,4-亚苯基二异丙基)二苯酚、3,3-双(4-羟基苯基)-1(3H)-异苯并呋喃酮、3,3'-双(4-羟基苯基)苯并吡咯酮、9,9-二(4-羟基苯基)芴、6,13-双三蝶烯二酚、2,5-三蝶烯二酚、5,5'-双(2-4-(羟基苯基)-苯并咪唑)、2,6-双(4-羟基苯氧基)-4'-(2,3,4,5,6-五苯基苯基)二苯甲酮和式I所示结构中的一种或多种;式I中,所述R5为C1~C12烷基、环氧丙烷基、三氟甲基、苯基、4-三氟甲基苯基、4-乙烯基苯基、4-乙炔基苯基或4-氰基苯基。4.根据权利要求1所述的一种耐磨聚芳醚酮材料,其特征在于,所述含苯环的双卤化合物包括4,4'-二氯二苯酮、4,4'-二氟二苯酮、4,4'-二氯二苯砜、4,4'-二氟二苯砜、双(4-氟苯基)苯基氧化膦、双(4-氯苯基)苯基氧化膦、2,6-二氯苯腈、2,6-二氟苯腈、2,4-二(4-氟苯基)-6-苯基-1,3,5-三嗪、2,4-二(4-氯苯基)-6-苯基-1,3,5-三嗪、4,4'-二氯三苯二酮、4,4'-二氟三苯二酮和式II所示结构中的一种或多种;式II中,所述E为氟、氯或溴;所述R6为C1~C12烷基、环氧丙烷基、三氟甲基、苯基、4-三氟甲基苯基、4-乙烯基苯基、4-乙炔基苯基或4-氰基苯基;所述含苯环的双硝基化合物为式III所示结构的化合物:所述R7为C1~C12烷基、环氧丙烷基、三氟甲基、苯基、4-三氟甲基苯基、4-乙烯基苯基、4-乙炔基苯基或4-氰基苯基。5.根据权利要求1所述的一种耐磨聚芳醚酮材料,其特征在于,所述润滑剂包括:二硫化钨、二硫化钼、石墨粉、聚四氟乙烯粉、有机硅化合物和碳纤维中...

【专利技术属性】
技术研发人员:周光远王红华姜国伟苏小龙王志鹏
申请(专利权)人:中国科学院长春应用化学研究所
类型:发明
国别省市:吉林;22

网友询问留言 已有0条评论
  • 还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。

1