一种用于电子烟的复合材料及其制备方法技术

本发明专利技术提出了一种用于电子烟的复合材料及其制备方法，提供一种以聚醚醚酮为主要原料主要用于制造电子烟的复合材料，涉及到化工领域。本发明专利技术可有效减少聚醚醚酮的杂质含量，而提高聚醚醚酮的纯度，实现了材料生物学风险降低、对电子器件零污染，可应用在医疗植入、电子电气等对材料纯度要求苛刻的领域；尤其是实现了低含量挥发物排放且高温下无刺激性气味产生，可用于电子烟零件制造；进一步地，将纳米氧化铝与聚醚醚酮复合，纳米氧化铝起到了润滑剂的效果，纳米改性手段使氧化铝表面由亲水性变成疏水性，使其与PEEK的结合更加紧密，使材料的强度、韧性等其他性能显著提高。韧性等其他性能显著提高。

【技术实现步骤摘要】
一种用于电子烟的复合材料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及化工领域，具体地，涉及一种以聚醚醚酮为主要原料用于电子烟的复合材料，特别涉及该复合材料的制备方法。

技术介绍

[0002]聚醚醚酮(PEEK)是一种新型半晶态芳香族热塑性工程塑料，具有出色的耐热等级、耐辐射、耐化学药品、耐磨性、耐疲劳性和机械性能等，已经在许多领域中代替了金属、陶瓷等传统材料，目前，已经在航空航天、电子电器、汽车、能源、医疗等领域中有了非常广泛的应用。
[0003]随着电子烟行业技术的成熟，电子烟也越来越普及，它不再是小众或纯玩家产品。特别是越来越多的一体化小烟出现，尼古丁盐技术的诞生，体积小，使用简单、方便，价格低的电子烟，越来越被烟民接受。电子烟也像手机一样，渐渐成为了大众消费品。电子烟对材料的要求同样十分苛刻，包括尺寸稳定性、触感、力学性能、隔热/导热性、耐热性，PEEK是最完美的材料，被应用于电子烟具的外壳、烟弹腔、加热片底座、雾化仓等部位，但是PEEK或以PEEK为主的复合材料脱模性较差，不易用于成型制件。
[0004]对于合成的聚醚醚酮，可能含有二苯砜、含氯有机物等有机杂质，以聚醚醚酮为原料制造电子烟零件时，因电子烟在使用过程中温度会升高，高温下聚醚醚酮可能会挥发出二苯砜、含氯有机物及其它挥发性物质，其中，二苯砜是主要挥发物，而二苯砜是对人体有潜在危害的。因此，降低聚醚醚酮在高温下的有害有机物挥发成为难题。

技术实现思路

[0005]本专利技术旨在至少在一定程度上解决
技术介绍
中的技术问题。/>[0006]为此，本专利技术的一个方面，提出了一种复合材料的制备方法，包括：
[0007]a)将粗糙聚醚醚酮粉碎为聚醚醚酮粉料，放置于萃取池中，以丙酮作萃取介质，萃取温度设置为235.5
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300℃、压力设置为4.72
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20MPa、萃取时间为5
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20min，萃取完成后用纯化水加热洗涤并恒温干燥，得到二苯砜含量小于100mg/kg的聚醚醚酮；
[0008]b)将纳米铝粉置于密闭环境下，通由80％氧气和20％氮气组成的混合气体，采用激光点火，待纳米铝粉充分燃烧后，研磨为粒径小于200nm的氧化铝粉末；
[0009]将a)得到的聚醚醚酮、b)得到的氧化铝粉末和调色剂共混后挤出造粒得到复合材料；其中，将聚醚醚酮占69
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89％，氧化铝占10
‑
30％，调色剂占1％；复合材料满足：以两片聚酰亚胺薄膜在上下两面包覆复合材料后用压片机压片，条件为压片机上下两侧升温至400℃、压力200MP、压片时间1min，压片后撕下两侧聚酰亚胺薄膜，聚酰亚胺薄膜残留量小于5％。
[0010]可选地，a)中，使用粉碎机将将粗糙聚醚醚酮粉碎，过筛选取颗粒20
‑
300目的聚醚醚酮粉料。
[0011]可选地，a)中，萃取完成后再用纯化水搅拌洗涤滤出的聚醚醚酮粉料，加热至70℃
后将纯化水倒出，用纯化水进行漂洗后再次加热搅拌，反复洗涤直至电导率处于3～12μS，将聚醚醚酮粉料滤出放入真空干燥箱，将腔内温度设置为150℃，恒温干燥5h。
[0012]可选地，a)中，聚醚醚酮与丙酮的配比为100g/1L。
[0013]可选地，b)中，取平均粒径50nm的纳米铝粉置于密闭环境下，通80％氧气和20％氮气组成的混合气体30min，采用激光点火，待纳米铝粉充分燃烧后再通混合气体30min，用研磨机研磨得到粒径小于200nm的氧化铝粉末。
[0014]可选地，调色剂为二氧化钛、钴绿、钛镍黄、氧化铁颜料、炭黑、铁锰黑、铜铬黑、铁铬黑、钴黑、硫化锑、群青、钴蓝的一种或几种。
[0015]本专利技术的另一方面，还提出按前述方法制备的复合材料在医疗产品、电子产品或电子烟中的应用。
[0016]本专利技术的另一方面，还提出了一种用于制造电子烟零件的复合材料，包括69
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89％的聚醚醚酮，10
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30％的氧化铝，1％的调色剂；其中，
[0017]聚醚醚酮是采用超临界萃取提纯的，提纯过程为：使用粉碎机将粗糙聚醚醚酮粉碎为20
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300目的聚醚醚酮粉料，放置于萃取池中，以丙酮作萃取介质，萃取温度设置为235.5
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300℃、压力设置为4.72
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20MPa、萃取时间为5
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20min，萃取完成后再用纯化水搅拌洗涤滤出的聚醚醚酮粉料，加热至70℃后将纯化水倒出，用纯化水进行漂洗后再次加热搅拌，反复洗涤直至电导率处于3～12μS，将聚醚醚酮粉料滤出放入真空干燥箱，将腔内温度设置为150℃，恒温干燥5h，得到二苯砜含量小于100mg/kg的聚醚醚酮；
[0018]氧化铝按以下方式制备：选取平均粒径50nm的纳米铝粉，将纳米铝粉置于密闭环境下，通80％氧气和20％氮气的混合气体30min，采用激光点火，待纳米铝粉充分燃烧后再通80％氧气和20％氮气的混合气体30min，研磨得到粒径小于200nm的氧化铝粉末；
[0019]复合材料满足：以两片聚酰亚胺薄膜在上下两面包覆复合材料后用压片机压片，条件为压片机上下两侧升温至400℃、压力200MP、压片时间1min，压片后撕下两侧聚酰亚胺薄膜，聚酰亚胺薄膜残留量小于5％。
[0020]可选地，调色剂为二氧化钛、钴绿、钛镍黄、氧化铁颜料、炭黑、铁锰黑、铜铬黑、铁铬黑、钴黑、硫化锑、群青、钴蓝的一种或几种。
[0021]可选地，聚醚醚酮提纯过程中，聚醚醚酮与丙酮的配比为100g/1L。
[0022]本专利技术利用超临界流体良好的溶解和传质特性，实现有机杂质与PEEK的分离；采用超临界萃取，有效降低所需溶剂剂量，减少萃取时间，进而提高提纯效率。
[0023]相比常规提纯方法，本专利技术可有效减少PEEK中杂质的含量，进而提高PEEK的纯度，实现了材料生物学风险的降低、对电子器件零污染，可应用在医疗植入、电子电气等对材料纯度要求苛刻的领域；尤其是实现了低含量挥发物排放、高温下无刺激性气味产生，可用于电子烟零件制造以及增材制造领域，如选择性激光烧结(SLS)，材料粉末在高温成型腔中停留比较长的时间，在打印过程中挥发物的排气导致零件成型缺陷。
[0024]进一步地，将纳米氧化铝与聚醚醚酮复合，纳米氧化铝起到了润滑剂的效果，使复合材料表面由亲水性变成疏水性，使得复合材料脱模性显著提高。
具体实施方式
[0025]下面详细描述本专利技术的实施例。下面描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发
明，而不能理解为对本专利技术的限制。实施例中未注明具体技术或条件的，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规产品。
[0026]本专利技术实施例提供的一种用于制造电子烟零件的复合材料，包括69
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89％的聚醚醚酮，10
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于电子烟的复合材料的制备方法，其特征在于，包括：a)将粗糙聚醚醚酮粉碎为聚醚醚酮粉料，放置于萃取池中，以丙酮作萃取介质，萃取温度设置为235.5
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300℃、压力设置为4.72
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20MPa、萃取时间为5
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20min，萃取完成后用纯化水和纯化水加热洗涤并恒温干燥，得到二苯砜含量小于100mg/kg的聚醚醚酮；b)将纳米铝粉置于密闭环境下，通由80％氧气和20％氮气组成的混合气体，采用激光点火，待纳米铝粉充分燃烧后，研磨为粒径小于200nm的氧化铝粉末；将a)得到的聚醚醚酮、b)得到的氧化铝粉末和调色剂共混后挤出造粒得到复合材料；其中，将聚醚醚酮占69
‑
89％，氧化铝占10
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30％，调色剂占1％；复合材料满足：以两片聚酰亚胺薄膜在上下两面包覆复合材料后用压片机压片，条件为压片机上下两侧升温至400℃、压力200MP、压片时间1min，压片后撕下两侧聚酰亚胺薄膜，聚酰亚胺薄膜残留量小于5％。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，a)中，使用粉碎机将将粗糙聚醚醚酮粉碎，过筛选取颗粒20
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300目的聚醚醚酮粉料。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，a)中，萃取完成后再用纯化水搅拌洗涤滤出的聚醚醚酮粉料，加热至70℃后将纯化水倒出，用纯化水进行漂洗后再次加热搅拌，反复洗涤直至电导率处于3～12μS，将聚醚醚酮粉料滤出放入真空干燥箱，将腔内温度设置为150℃，恒温干燥5h。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，a)中，聚醚醚酮与丙酮的配比为100g/1L。5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，b)中，取平均粒径50nm的纳米铝粉置于密闭环境下，通80％氧气和20％氮气组成的混合气体30min，采用激光点火，待纳米铝粉充分燃烧后再通混合气体30min，用研磨机研磨得到粒径小于200nm的氧化铝粉末。6.根据权利要求1所述的制备方法，...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢怀杰，张学楠，张黎，
申请(专利权)人：吉林省中研高分子材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：