白石墨烯改性聚醚醚酮复合材料及其制备方法技术

一种白石墨烯改性聚醚醚酮复合材料及其制备方法，该复合材料主要由以下重量份的原料制备而成：高聚物修饰白石墨烯0.5‑10份、聚醚醚酮90‑110份、抗氧化剂0.05‑0.5份。上述白石墨烯改性聚醚醚酮复合材料具有较高导热的同时具有较强机械性能。

White graphene modified polyether ether ketone composite material and preparation method thereof

The invention relates to a white graphene modified polyether ether ketone composite material and a preparation method thereof. The composite material is mainly prepared from the following weight components: the polymer modified white graphene 0.5_10 phr, the polyether ether ketone 90_110 phr, and the antioxidant 0.05_0.5 phr. The white graphene modified polyether ether ketone composite has high thermal conductivity and strong mechanical properties.

【技术实现步骤摘要】
白石墨烯改性聚醚醚酮复合材料及其制备方法
本专利技术涉及高分子材料改性
，特别涉及白石墨烯改性聚醚醚酮复合材料及其制备方法。
技术介绍
聚醚醚酮(PEEK)塑料是一种半结晶性、热塑性芳香族高分子材料，具有耐热、高强度、耐腐蚀、阻燃、耐辐射、绝缘等优异性能，可通过注射、挤出、模压、吹塑、发泡、静电喷涂等方法进行加工，因而被广泛应用于工业、电子、汽车、航空等领域。PEEK热导率低(0.29W/m·k)，在使用时易产生热量积累，影响产品的使用寿命，难以用于需要散热的配件。因此需要对其改性以扩大应用范围。目前为解决PEEK存在的不足，一般会加入不同类型的改性材料来提高其综合性能，通过无机填充的方法提高摩擦性能，通过纤维增强的改性方法提高力学性能，通过添加导热填料提高导热性能，或与其它聚合物共混提高耐热性能等，但目前改性材料的加入对PEEK的机械性能影响较大，且导致高分子材料体系粘度急剧变大，阻碍改性材料分散均匀，从而导致PEEK的性能不稳定，使用寿命低，达不到理想效果。
技术实现思路
基于此，有必要提供一种寿命长的白石墨烯改性聚醚醚酮复合材料及其制备方法。一种白石墨烯改性聚醚醚酮复合材料，主要由以下重量份的原料制备而成：高聚物修饰白石墨烯0.5-10份、聚醚醚酮90-110份及抗氧化剂0.05-0.5份。该白石墨烯改性聚醚醚酮复合材料主要由高聚物修饰白石墨烯、聚醚醚酮及抗氧化剂制备而成，并控制原料的配比，使高聚物修饰白石墨烯在较低含量下形成导热通路，热流可沿导热通路快速传递，从而有效地防止热量的积累，在不影响其绝缘性及机械性能的同时提高复合材料的导热率，进而延长该复合材料的寿命；且高聚物修饰白石墨烯还可防止白石墨烯团聚，增强其与复合材料基体的界面性能，使高聚物修饰的白石墨烯在聚醚醚酮中能够均匀分散，促进整个材料体系片层网结构的形成，在一定程度上使得该白石墨烯改性复合材料具有更高的机械强度。而添加抗氧化剂，不仅可有效地抑制高聚物的氧化降解，还可增强高聚物修饰的白石墨烯在复合材料中的作用，延长该改性复合材料的使用寿命。此外，一方面，网状结构的高聚物修饰白石墨烯与聚醚醚酮分子链复合，可限制聚醚醚酮分子链在熔融状态下运动，从而使得该复合材料具有较高的耐高温性能；另一方面，高聚物修饰白石墨烯与聚醚醚酮相容性良好，有利于摩擦过程中形成稳定的转移膜，降低摩擦系数和磨损率。在其中一实施例中，所述高聚物修饰白石墨烯主要由以下重量份的原料制备而成：0.5-10份白石墨烯、0.05-2份聚合单体及0.5-5份引发剂；所述聚合单体为苯乙烯、丙烯酸、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸甲酯及甲基丙烯酸缩水甘油酯中的一种或多种。在其中一实施例中，所述高聚物修饰白石墨烯的粒径为5-10μm，比表面积为300-500m2/g。在其中一实施例中，所述聚醚醚酮为聚醚醚酮粉料和聚醚醚酮颗粒的组合，在所述聚醚醚酮中，所述聚醚醚酮粉料的重量百分含量为20％-40％，所述聚醚醚酮颗粒的重量百分含量为60％-80％。。在其中一实施例中，所述抗氧化剂为抗氧剂1010、抗氧剂3114、抗氧剂DS9228及抗氧剂2912中的一种或多种。一种上述白石墨烯改性聚醚醚酮复合材料的制备方法，包括以下步骤：将所述聚醚醚酮、所述高聚物修饰白石墨烯及所述抗氧化剂混合均匀，再进行熔融共混，挤出造粒即得到所述白石墨烯改性聚醚醚酮复合材料。该方法操作简便，无需复杂仪器，且可以批量生产，可以满足工业应用。在其中一实施例中，还包括将所述聚醚醚酮在100℃-150℃的温度下干燥6-12h的预处理步骤。在其中一实施例中，利用挤出机进行所述熔融共混，所述挤出机的各区温度为350℃-380℃，机头温度为360℃-380℃，转速为250-280rpm，喂料速度为8-12Hz。在其中一实施例中，所述高聚物修饰白石墨烯由以下方法制备而成：以重量份计，将0.5-10份白石墨烯置于90-110份分散液中超声分散，再加入0.1-0.5份稳定剂进行处理，得到亲油改性白石墨烯分散液；将所述亲油改性白石墨烯分散液与0.05-2份聚合单体、0.5-5份引发剂混合均匀，并于60℃-100℃下反应0.5-3h，加入中和剂调pH至7-8，冷却，过滤、干燥即得所述高聚物修饰白石墨烯。在其中一实施例中，所述稳定剂为聚乙烯吡咯烷酮、烷基硫酸钠、烷基苯磺酸钠、油胺及油酸中的一种或多种。具体实施方式为了便于理解本专利技术，下面将对本专利技术进行更全面的描述，并给出了本专利技术的较佳实施例。但是，本专利技术可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本专利技术的公开内容的理解更加透彻全面。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本专利技术的
的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本专利技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本专利技术。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。本专利技术一实施方式的一种白石墨烯改性聚醚醚酮复合材料，主要由以下重量份的原料制备而成：高聚物修饰白石墨烯0.5-10份、聚醚醚酮90-110份及抗氧化剂0.05-0.5份。在一实施例中，高聚物修饰白石墨烯为2-10份、聚醚醚酮90-110份及抗氧化剂0.2-0.5份。在一实施例中，高聚物修饰白石墨烯为6-10份、聚醚醚酮90-110份及抗氧化剂0.3-0.5份。其中，高聚物修饰白石墨烯是指在表面形成高聚物包覆层的白石墨烯。该包覆层可以为聚苯乙烯、丙烯酸树酯等。在一实施例中，该包覆层为聚甲基丙烯酸甲酯；在一实施例中，该包覆层为聚丙烯酸甲酯；在一实施例中，该包覆层为聚甲基丙烯酸缩水甘油酯；在一实施例中，该包覆层为聚苯乙烯。另外，该高聚物修饰白石墨烯可以为单层或少层的改性白石墨烯。因其具有类似石墨烯的原子级厚度的二维性，故具有更好的导热率和耐高温性能。在一实施例中，为5-10层改性白石墨烯。在一实施例中，高聚物修饰白石墨烯的粒径为5-10μm，比表面积为300-500m2/g。另外，聚醚醚酮可以为市售原料或采用现有的方法制成。优选聚醚醚酮为聚醚醚酮粉料和聚醚醚酮颗粒的组合，所述聚醚醚酮粉料的重量百分含量为20％-40％，所述聚醚醚酮颗粒的重量百分含量为60％-80％。在一实施例中，聚醚醚酮粉料的重量百分含量为30％和聚醚醚酮颗粒的重量百分含量为70％。使用粉料和颗粒的组合更有利于高聚物修饰白石墨烯分散于聚醚醚酮中，从使所得到的改性复合材料的具有更高的机械性能。抗氧化剂是能够抑制或延缓高分子聚合物氧化降解的物质。在一实施例中，抗氧化剂为抗氧剂1010、抗氧剂3114、抗氧剂DS9228及抗氧剂2912中的一种或多种。其中抗氧剂1010为四[β-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯；抗氧剂3114为1,3,5-三(3,5-二叔丁基-4-羟基苄基)异氰尿酸；抗氧剂DS9228为亚磷酸酯抗氧剂；抗氧剂2912可以从购自上海金津贸易有限公司购得；本专利技术还提供了一种上述白石墨烯改性聚醚醚酮复合材料的制备方法，包括以下步骤：将聚醚醚酮、高聚物修饰白石墨烯及抗氧化剂混合均匀，再进行熔融共混，挤出造粒即得到白石墨烯改性聚醚醚酮复合材料。其中，优选在本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种白石墨烯改性聚醚醚酮复合材料，其特征在于，主要由以下重量份的原料制备而成：高聚物修饰白石墨烯0.5‑10份、聚醚醚酮90‑110份及抗氧化剂0.05‑0.5份。

【技术特征摘要】
1.一种白石墨烯改性聚醚醚酮复合材料，其特征在于，主要由以下重量份的原料制备而成：高聚物修饰白石墨烯0.5-10份、聚醚醚酮90-110份及抗氧化剂0.05-0.5份。2.根据权利要求1所述的白石墨烯改性聚醚醚酮复合材料，其特征在于，所述高聚物修饰白石墨烯主要由以下重量份的原料制备而成：0.5-10份白石墨烯、0.05-2份聚合单体及0.5-5份引发剂；所述聚合单体为苯乙烯、丙烯酸、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸甲酯及甲基丙烯酸缩水甘油酯中的一种或多种。3.根据权利要求1或2所述的白石墨烯改性-聚醚醚酮复合材料，其特征在于，所述高聚物修饰白石墨烯的粒径为5-10μm，比表面积为300-500m2/g。4.根据权利要求1或2所述的白石墨烯改性聚醚醚酮复合材料，其特征在于，所述聚醚醚酮为聚醚醚酮粉料和聚醚醚酮颗粒的组合，在所述聚醚醚酮中，所述聚醚醚酮粉料的重量百分含量为20％-40％，所述聚醚醚酮颗粒的重量百分含量为60％-80％。5.根据权利要求1或2所述的白石墨烯改性聚醚醚酮复合材料，其特征在于，所述抗氧化剂为抗氧剂1010、抗氧剂3114、抗氧剂DS9228及抗氧剂2912中的一种或多种。6.一种权利要求1-5任一...

【专利技术属性】
技术研发人员：段曦东，赵涛楠，王剑，
申请(专利权)人：广东纳路纳米科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44