一种多层复合聚醚醚酮管材制造技术

本发明专利技术涉及高分子管材技术领域，公开一种多层复合聚醚醚酮管材，由内至外包括PEEK内层、金属箔层、真空层、PEEK外层；所述金属箔层包括铝箔层或锡箔层；所述PEEK内层与金属箔层熔融共挤出，所述PEEK外层单独熔融共挤出，PEEK内层、金属箔层与PEEK外层通过焊接密封形成所述多层复合聚醚醚酮管材，实现管材能够耐高温、质量轻便的同时，具有优异的绝热性且加工成型方便，且同时具备良好的力学性能，相较于金属材料，更适合应用于电子烟、保温杯等隔热领域。热领域。热领域。

【技术实现步骤摘要】
一种多层复合聚醚醚酮管材


[0001]本专利技术涉及高分子管材
，具体涉及一种多层复合聚醚醚酮管材。

技术介绍

[0002]聚醚醚酮(PEEK)是一种性能优异的特种工程塑料，上世纪70年代末，英国首先开发成功这类材料，并迅速投入工业化生产。90年代开始，PEEK被应用于各种其他工程领域，成为当下最热门的高性能工程塑料之一。PEEK是耐高温的热塑性塑料，可在250℃等环境下长期连续使用。在如此高的温度下，PEEK仍然能够保持其较高的强度。PEEK材料的刚性较大，尺寸稳定性极好，线性膨胀系数比较小，接近于金属中的铝质材料。同时，PEEK材料的耐化学性、热稳定性也很好，对酸碱及几乎所有的有机溶剂都有较强的耐腐蚀性能，其自身具有阻燃性，在极端条件下释放有毒气体少，抗辐射的能力强。在机械性能方面，PEEK挤出和注塑成型，机加工性能也优异，成型率极高。与其他特种工程塑料相比具有显著优势，可用于高端的机械、核工程和航空等科技领域。
[0003]相对于金属材料，高分子材料具有密度小、易成型相对于金属材料，高分子材料具有密度小、易成型加工、隔热效果好等优点。在一些隔热领域如保温杯、电子烟等领域具有比金属材料更好的使用前景。在电子烟领域，与发热器相接触的部件原来都是用金属材料，但是由于其加工复杂，成本高，隔热效果差，密度高等缺点限制了其在电子烟领域的推广。基于PEEK在高温下的优异性能，可将其应用到电子烟、保温杯等隔热领域。
[0004]CN101648422A公开了一种聚醚醚酮管材的制备方法，该方法是以PEEK或改性PEEK为主要原料，经模具中冷压处理、烧结再热压脱模，最后热处理得到，该产品主要用于加工轴承、垫片、密封件等零部件。但其制备过程繁琐，需要经过多步包括冷压、烧结、热压、再脱模热处理等等过程，增加了实际的生产成本。
[0005]CN11765300A公开了一种阻隔复合管及其制备方法，包括内衬层、阻隔层、铝层、增强层、外包覆层组成内衬层与阻隔层、阻隔层与铝层、铝层与增强层之间有热熔胶层。所述内衬层由耐腐蚀的塑料层通过挤出而成；所述的热熔胶层与阻隔层是通过挤出构成；所述的铝层是铝片通过搭接焊在热熔胶外表面形成包覆层；所述增强层是增强材料通过轴向、环向、螺旋缠绕而成；所述外包覆层是热塑性树脂通过挤出而成。该专利技术中各层之间粘结效果好，输送介质中的气体阻隔性能好，而且复合管刚性大，强度高。
[0006]但实际过程中该产品中间金属部分为增强复合强度，并不能够实现隔热效果。同时，该复合管的铝片的连接是搭接焊在热熔胶的表面，需要额外的操作，效率较低。而如何获得隔热效果更好的PEEK管材仍然需要探索。

技术实现思路

[0007]本专利技术针对现有技术中电子烟或保温隔热材料领域金属管材存在隔热性不佳的缺点，提供一种多层复合聚醚醚酮管材，实现管材能够耐高温、质量轻便的同时，具有优异的绝热性且加工成型方便，可在电子烟或保温隔热材料等领域具有广泛的应用前景。
[0008]为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：
[0009]一种多层复合聚醚醚酮管材，由内至外包括PEEK内层、金属箔层、真空层、PEEK外层；所述金属箔层包括铝箔层或锡箔层；
[0010]所述PEEK内层与金属箔层熔融共挤出，所述PEEK外层单独熔融共挤出，PEEK内层、金属箔层与PEEK外层通过焊接密封形成所述多层复合聚醚醚酮管材。
[0011]本专利技术的复合聚醚醚酮管材分为内外管，中间采用抽真空的方式将内、外管隔离，使复合聚醚醚酮管材的热穿导系数维持在较小的数值，此外，内管的外壁有金属箔包裹能够实现反射热辐射的效果，使复合管材的隔热效果更优。
[0012]其中通过金属箔层可以使复合管材有效隔离热辐射效率40％以上，再通过真空腔的建立，可以实现隔热效果60％以上，真正意义上实现温度隔离的效果。而由于PEEK材料本身拉伸模量98Mpa以上，弹性模量高达3.8GPa，具有非常好的刚性和强度，激光焊接加工强度适中，周期短，单个产品焊接时间只需2s即可完成，并且便于自动化操作。整体而言，本专利技术设计的复合管材不仅能够实现高效的隔热效果，同时还能具有优异的力学性能，与此同时加工简便，非常有利于实际生产的推广。
[0013]优选地，所述PEEK内层的厚度为0.1
‑
0.7mm，金属箔层的厚度为0.05
‑
0.2mm，所述PEEK外层的厚度为0.1
‑
0.7mm，所述真空层厚度为0.2
‑
0.5mm；所述多层复合聚醚醚酮管材的厚度为0.5
‑
2.0mm。本专利技术中复合管材的厚度仅需0.5
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2mm即可实现优异的隔热效果，其中内层和外层保持在0.1
‑
0.5mm即可，而金属箔层仅需要0.05
‑
0.2mm，整体所需材料较少，成本低廉的情况下实现优异的产品效果，这对于工业生产是十分有利的。
[0014]优选地，所述真空层与PEEK外层间还包括金属箔层，金属箔层与PEEK外层熔融共挤出，在PEEK外层的内部增加一层金属箔层，能够进一步提高管材的隔热效果。
[0015]所述PEEK内层与PEEK外层的内径差为0.4
‑
1.5mm。两者内径之差主要为真空层的厚度，真空层厚度越大，隔热效果更好，但一味增大真空层厚度，会导致材料整体的承压能力有所下降，因此保持在该范围综合性能更好。
[0016]所述真空层在真空加工环境下，将PEEK内层、金属箔层与PEEK外层通过激光或者热熔的方式密封实现。
[0017]所述PEEK内层与金属箔层熔融共挤出的过程具体包括：将金属箔层同PEEK材料共同挤出，挤出温度为370℃
‑
400℃，牵引速度为1
‑
7m/min。
[0018]所述PEEK外层的挤出机加工温度370℃
‑
400℃，牵引速度为1
‑
7m/min。
[0019]所述PEEK内层与金属箔层熔融挤出后的管材以及PEEK外层挤出后的管材后期可通过长度裁切设备切割成所需长度5
‑
20mm。这样方便进行真空焊接，应用到电子烟、保温杯等隔热领域。
[0020]真空层的制备工艺具体包括：在封闭真空罩内，将密闭罩内空气抽干，将PEEK内层和金属箔层置于PEEK外层中，通过机械臂夹持并缓慢旋转管材，激光头对准需焊接处，旋转实现激光焊接密封。通常旋转一周即可实现密封。
[0021]所述PEEK内层和外层所采用的的PEEK材料熔融指数在20g/min以下的纯料或改性料。
[0022]所述改性料包括通过增加玻璃微珠或空心材质进行改性的PEEK材料。这类改性材料其隔热效果更好，更适合本专利技术需要隔热的需求。
[0023]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
[0024](1)本专利技术设计的多层复合聚醚醚酮管材通过简单的工艺即可得到具有非常优异的隔热效果本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多层复合聚醚醚酮管材，其特征在于，由内至外包括PEEK内层、金属箔层、真空层、PEEK外层；所述金属箔层包括铝箔层或锡箔层；所述PEEK内层与金属箔层熔融共挤出，所述PEEK外层单独熔融共挤出，PEEK内层、金属箔层与PEEK外层通过焊接密封形成所述多层复合聚醚醚酮管材。2.根据权利要求1所述的多层复合聚醚醚酮管材，其特征在于，所述PEEK内层的厚度为0.1
‑
0.7mm，金属箔层的厚度为0.05
‑
0.2mm，所述PEEK外层的厚度为0.1
‑
0.7mm，所述真空层厚度为0.2
‑
0.5mm；所述多层复合聚醚醚酮管材的厚度为0.5
‑
2.0mm。3.根据权利要求1所述的多层复合聚醚醚酮管材，其特征在于，所述真空层与PEEK外层间还包括金属箔层，金属箔层与PEEK外层熔融共挤出。4.根据权利要求1所述的多层复合聚醚醚酮管材，其特征在于，所述PEEK内层与PEEK外层的内径差为0.4
‑
1.5mm。5.根据权利要求1所述的多层复合聚醚醚酮管材，其特征在于，所述真空层在真空...

【专利技术属性】
技术研发人员：张才亮，宋晓波，顾雪萍，冯连芳，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：