一种改性聚醚醚酮水基涂料及其制备方法技术

本发明专利技术公开一种改性聚醚醚酮水基涂料及其制备方法，其是由以下组分按重量份制备而成：聚醚醚酮树脂20‑30%、固体润滑剂2‑10%、溶剂20‑35%、附着力促进剂0.5‑5%、水性分散剂0.1‑0.3%、水性消泡剂0.1‑0.3%、余量为去离子水。本发明专利技术的水基涂料通过将聚醚醚酮粉体添加固体润滑剂进行改性，再制成分散液，形成具有优异的可降低摩擦系数、增加耐磨强度的自润滑涂料；本发明专利技术制备的改性聚醚醚酮水基涂料具有优异的耐高温、减摩、耐磨性能，使用寿命长，是一种环保、应用范围广的水性涂料，与传统的聚醚醚酮粉体静电喷涂相比，具有材料利用率高、施工方便、性能更加优异等特点。

【技术实现步骤摘要】
一种改性聚醚醚酮水基涂料及其制备方法
本专利技术属于高分子复合材料
，具体涉及一种改性聚醚醚酮水基涂料及其制备方法。
技术介绍
聚醚醚酮(PEEK)树脂是一种高性能的芳香族半结晶热塑性特种工程塑料，熔点334℃，软化点168℃，拉伸强度132～148MPa。由于其主链上含有大量的苯环和酮基，使得聚合物有优异的物理、化学、力学、热等性能，并且能够以传统的热塑性塑料的加工方法成型，作为高性能复合材料的基体在工程中得到广泛应用。PEEK刚性较大，尺寸稳定较好，其线膨胀系数较小，PEEK化学热稳定性好，对酸、碱及几乎所有的有机溶剂具有强的耐腐蚀性能，同时自身具有阻燃性，在火焰条件下释放烟和有毒气体少，抗辐射能力强。PEEK材料具有突出的摩擦学特性，耐滑动磨损和抗微动磨损性能优异，尤其是能在250℃高温下保持高的耐磨性和低的摩擦系数。目前聚醚醚酮成型加工主要为粉末静电喷涂、注塑成型和挤出成型，但这些方法对材料与设备、工艺均有一定要求，其中静电喷涂无法在金属表面获得厚度很薄的聚醚醚酮涂层，具有局限性，国外的先进发达国家已经研制出水性聚醚醚酮分散液涂料，但价格昂贵，国内对聚醚醚酮液体涂料的研究与应用发展较缓，因此开发一款改性聚醚醚酮水基涂料具有重要意义，可拓宽聚醚醚酮材料的性能及其应用领域，也符合涂料行业的发展要求。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术存在的缺陷，提供一种施工方便、喷涂效果均匀、水性环保、性能优异的改性聚醚醚酮水基涂料及其制备方法。本专利技术的目的可以通过以下技术方案实现：一种改性聚醚醚酮水基涂料，由以下组分按重量份制备而成：进一步方案，所述聚醚醚酮树脂由10-14μm、16-22μm粒径聚醚醚酮树脂混合而成，且其重量比为1:9-9:1，优选2:5-5:2。第一种聚醚醚酮树脂粒径为10-14μm，第二种聚醚醚酮树脂粒径为16-22μm；当PEEK树脂粒径太大时，PEEK树脂熔融不彻底，涂层粗糙度太大，涂层不光滑，当PEEK粒径太小时，小粒径加工困难，成本很高，而且容易流平导致涂层厚度过薄。进一步方案，所述固体润滑剂为石墨、二硫化钼、聚四氟乙烯、氟化钙中的至少两种，粒径不大于20μm。进一步方案，所述溶剂由二丙二醇二甲醚与选自乙醇、异丙醇中的至少一种组成；二丙二醇二甲醚沸点较高，优异的溶解性能，水性环保，对人具有较高的安全性；乙醇和异丙醇沸点较低，很容易挥发，与高沸点溶剂混合可有效改善涂层的流平性。进一步方案，所述附着力促进剂为聚乙烯醇、聚乙二醇、羟丙基甲基纤维素、环氧基硅烷中的任意一种。聚醚醚酮聚醚醚酮(PEEK)树脂是一种性能优异的特种工程塑料。PEEK树脂不仅耐热性比其他耐高温塑料优异，而且具有高强度、高模量、高断裂韧性以及优良的尺寸稳定性；PEEK树脂在250℃下弯曲强度和压缩强度仍有12～13MPa；PEEK树脂的刚性较大，尺寸稳定性较好，线胀系数较小；具有优异的耐化学药品性，在通常的化学药品中，只有浓硫酸能溶解或者破坏它，它的耐腐蚀性与镍钢相近；PEEK树脂的韧性好，对交变应力的优良耐疲劳性是所有塑料中最出众的，可与合金材料媲美；PEEK树脂具有突出的摩擦学特性，耐滑动磨损和微动磨损性能优异，尤其是能在250℃下保持高的耐磨性和低的摩擦系数；此外，PEEK还具有自润滑性好、易加工、绝缘性稳定、耐水解等优异性能，使得其在航空航天、汽车制造、电子电气、医疗和食品加工等领域具有广泛的应用。附着力促进剂本专利技术所述的附着力促进剂组分由加热熔化时成膜并且具有粘接效果的聚合物组成，使PEEK树脂在熔融之前可良好的粘接在金属表面，在380-400℃高温下，PEEK树脂熔融完成，该促进剂完全分解或者少量残留但不影响涂料性能。另外，作为涂料发展的一种趋势，环保水性涂料是不断发展的，所以以水作为主要溶剂，作为本专利技术配方体系的优选。本专利技术的另一个专利技术目的是提供上述改性聚醚醚酮水基涂料的制备方法，包括以下步骤：(1)按配比将聚醚醚酮树脂和固体润滑剂加入粉体搅拌器中，在1500r/min转速下混合5min，得到均匀的粉体混合物；(2)将步骤(1)粉体混合物与溶剂、去离子水、附着力促进剂、水性分散剂、水性消泡剂混合后置于分散机中，在2000r/min转速下进行搅拌1h，得到混合溶液；(3)将步骤(2)混合溶液转入胶体磨中，在3000r/min转速下研磨240-300s制得均匀稳定的改性聚醚醚酮水基涂料。与现有技术相比，本专利技术具有以下的有益效果：(1)本专利技术通过二丙二醇二甲醚、乙醇、异丙醇等几种溶剂共同作用，加入水性分散剂，通过“先分散再研磨”的方法，大大提高了聚醚醚酮树脂在溶剂中的浓度，解决了聚醚醚酮树脂在水性涂料中的分散与稳定的难题，拓展了聚醚醚酮材料在涂料领域的应用。(2)本专利技术的改性聚醚醚酮水基涂料配方中加入石墨、二硫化钼等固体润滑剂进行改性，在发挥聚醚醚酮良好耐磨性能的同时大大降低了材料的摩擦系数。(3)本专利技术的改性聚醚醚酮水基涂料具有优异的耐高温、减摩、耐磨等性能，使用寿命长，是一种环保、应用范围广的水性涂料。附图说明图1是用于测试本专利技术的涂料摩擦磨损性能试验机原理示意图。附图标记说明如下：1-油盒；2-下试样；3-上试样。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步详细描述。本专利技术中所有原料均为市售。水性分散剂为德国BYK-190。水性消泡剂为德国BYK-024。实施例1一种改性聚醚醚酮水基涂料，所述涂料中各组分含量如下：聚醚醚酮树脂24％、固体润滑剂5％、溶剂30％、附着力促进剂2％、水性分散剂0.2％、水性消泡剂0.1％、去离子水余量。上述聚醚醚酮树脂中两种不同粒径的聚醚醚酮树脂占涂料的质量百分比为聚醚醚酮(10-14um)16％，聚醚醚酮(16-22um)8％。上述固体润滑剂中各组分及占涂料的质量百分比为石墨1％、二硫化钼4％。上述溶剂中各组分及占涂料的质量百分比为二丙二醇二甲醚10％、乙醇10％、异丙醇10％。上述附着力促进剂为质量分数为5％的聚乙烯醇水溶液。上述一种改性聚醚醚酮水基涂料的制备方法，包括以下步骤：(1)将聚醚醚酮树脂和固体润滑剂按一定比例称重后加入粉体搅拌器中，在1500r/min转速下混合5分钟，得到均匀的粉体混合物；(2)按原料的配方组成，将粉体混合物与溶剂、去离子水、附着力促进剂、水性分散剂、水性消泡剂混合后置于分散机中，在2000r/min转速下进行搅拌1h，得到混合溶液；(3)将混合溶液转入胶体磨中，在转速为3000r/min下研磨240-300s制得均匀稳定的改性聚醚醚酮水基涂料。实施例2一种改性聚醚醚酮水基涂料，所述涂料中各组分含量如下：聚醚醚酮树脂30％、固体润滑剂8％、溶剂35％、附着力促进剂0.5％、水性分散剂0.3％、水性消泡剂0.2％、去离子水余量。上述聚醚醚酮树脂中两种不同粒径的聚醚醚酮树脂占涂料的质量百分比为聚醚醚酮(10-14um)12％，聚醚醚酮(16-22um)18％。上述固体润滑剂中各组分及占涂料的质量百分比为石墨2％、二硫化钼3％、聚四氟乙烯3％。上述溶剂中各组分及占涂料的质量百分比为二丙二醇二甲醚25％、异丙醇10％。上述附着力促进剂为质量分数为10％的羟丙基甲基纤维素水溶液。上述的一种改性聚醚醚酮水基涂料制备方法同实施本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种改性聚醚醚酮水基涂料，其特征在于，由以下组分按重量份制备而成：聚醚醚酮树脂    20‑30%固体润滑剂      2‑10%溶剂            20‑35%附着力促进剂    0.5‑5%水性分散剂      0.1‑0.3%水性消泡剂      0.1‑0.3%去离子水        余量。

【技术特征摘要】
1.一种改性聚醚醚酮水基涂料，其特征在于，由以下组分按重量份制备而成：聚醚醚酮树脂20-30%固体润滑剂2-10%溶剂20-35%附着力促进剂0.5-5%水性分散剂0.1-0.3%水性消泡剂0.1-0.3%去离子水余量。2.根据权利要求1所述的改性聚醚醚酮水基涂料，其特征在于，所述聚醚醚酮树脂由10-14μm、16-22μm粒径聚醚醚酮树脂混合而成，且其重量比为1:9-9:1，优选2:5-5:2。3.根据权利要求1所述的改性聚醚醚酮水基涂料，其特征在于，所述固体润滑剂为石墨、二硫化钼、聚四氟乙烯、氟化钙中的至少两种组成。4.根据权利要求1所述的改性聚醚醚酮水基涂料，其特征在于，所述溶剂由二丙二醇二甲醚与选自乙醇、异丙醇中的至少一...

【专利技术属性】
技术研发人员：章然，路凯丰，张玉立，周海山，
申请(专利权)人：合肥波林新材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34