一种PEEK复合材料及其制备方法技术

本申请涉及复合材料的技术领域，具体公开了一种PEEK复合材料及其制备方法。一种PEEK复合材料，由包含以下重量份的原料制成：PEEK、聚四氟乙烯、改性二碳化三钛、耐紫外粉末、抗氧剂、相容剂、助剂；其制备方法包括以下步骤：S1：将PEEK和改性二碳化三钛加入到研磨机中，研磨后再添加聚四氟乙烯研磨，再进行超声处理得到研磨物；S2：将上述研磨物、耐紫外粉末、抗氧剂和相容剂以及助剂放入到高速混合机中进行混匀得到混料；S3：将上述混料放入到热压模具模腔中，待熔融后压力成型，冷却脱模；S4：脱模后的材料进行保温处理，即得到成品。本申请的PEEK复合材料具有PEEK存在有抗压强度搞且摩擦磨损性好的效果。擦磨损性好的效果。

【技术实现步骤摘要】
一种PEEK复合材料及其制备方法


[0001]本申请涉及复合材料的
，更具体地说，它涉及一种PEEK复合材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]聚醚醚酮(PEEK)树脂是一种半结晶高分子材料，该聚合物具有较高的熔融温度(334℃)和玻璃化转变温度(143℃)，并且连续使用温度可达到260℃，赋予了PEEK树脂耐高温的特性。同时，PEEK树脂又具有良好的韧性和刚性，优良的机械特性使得它具备与合金材料相媲美的对交变应力的优良耐疲劳性。此外，PEEK树脂还具有阻燃性、自润滑性、耐腐蚀性和耐高温辐射性等特性，使其成为热门的高性能工程塑料，应用于航空航天、电子电气、医疗器械和汽车工业等领域。
[0003]相关技术中,虽然PEEK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,但是PEEK本身存在强度较差的缺点，纯的PEEK强度低不能满足不同领域的应用范围，因此需要进一步提高PEEK的耐摩擦磨损性。
[0004]针对上述技术方案,专利技术人认为纯的PEEK存在有强度低且摩擦磨损性差的缺陷。

技术实现思路

[0005]为了改善纯的PEEK存在有强度低且摩擦磨损性差的缺陷，本申请提供一种PEEK复合材料及其制备方法。
[0006]第一方面，本申请提供一种PEEK复合材料，采用如下的技术方案：一种PEEK复合材料，由包含以下重量份的原料制成：PEEK 40
‑
60份聚四氟乙烯10
‑
15份改性二碳化三钛15
‑
20份耐紫外粉末0.01
‑
1份抗氧剂0.01
‑
0.5份相容剂1
‑
2份助剂1
‑
2份。
[0007]通过采用上述技术方案，通过对二碳化三钛进行改性处理，使得其与PEEK具有很好的相容性，并且本申请采用的改性二碳化三钛为二维复合材料，其具有优异的耐磨损性能，能够有效的改善PEEK的耐磨性能；另外，由于PEEK本身对紫外线的抵抗力低，因此，本申请中通过添加耐紫外粉末可以有效的提高PEEK的耐紫外性能；本申请中通过添加聚四氟乙烯，聚四氟乙烯能够在分子结构层面使得PEEK材料表面更加光滑，具有很好的润滑效果，同时可以有效的降低PEEK表面的摩擦系数，进而有效的增强PEEK的耐摩擦性能；PEEK材料虽然具有一定的耐化学性能，但是现有的PEEK在高温下还是难以抵抗氯、溴等卤素、强酸以及
钠的侵蚀，限制了它在某些工业领域的使用，在本申请中通过添加助剂来增强PEEK材料的耐化学性能，而相容剂能够有效的提高助剂与PEEK的相容性；相比于相关技术中，PEEK本身存在强度较差的缺点，且纯的PEEK耐摩擦磨损性和强度低不能满足不同领域的应用范围；本申请中制得的PEEK复合材料通过添加聚四氟乙烯和改性二碳化三钛，有效的提高了PEEK复合材料的耐磨损性能，并且本申请采用特殊的助剂，该助剂和相容剂相互配合，使得制得的PEEK材料具有抗压强度高的性能，同时还很好的提高了PEEK复合材料的耐化学性能。
[0008]优选地，所述改性二碳化三钛的制备步骤如下:S1：将碳化硅加入到溶剂中，然后在加入硅烷偶联剂，氮气条件下，进行升温搅拌一段时间，然后过滤干燥得到改性碳化硅；S2：再把二碳化三钛粉末和改性碳化硅粉末混合均匀，然后再缓慢滴加无水乙醇，在室温下经超声震荡，然后静置，得到改性二碳化三钛。
[0009]通过采用上述技术方案，本申请中将二碳化三钛和碳化硅结合，首先对碳化硅进行改性处理，使得改性碳化硅起到类似交联剂的作用，连接到各个二碳化三钛上，同时二碳化三钛和碳化硅之间具有较多的强键反应点，共同抵御外力作用，有效提高了改性二碳化三钛的力学性能，使得该材料具有很好的耐摩擦性能；另外，本申请采用的无水乙醇能够有效的将二碳化三钛粉末和改性碳化硅粉末连接的更为紧密，使得制得的改性二碳化三钛具有优异的机械性能。
[0010]优选地，步骤S2中，还添加有纳米Al2O3粉末，且所述二碳化三钛粉末、纳米Al2O3粉末和改性碳化硅粉末的质量之比为1：1：(0.2
‑
0.25)。
[0011]通过采用上述技术方案，当二碳化三钛粉末、纳米Al2O3粉末和改性碳化硅粉末的质量之比为1：1：(0.2
‑
0.25)时，使得制得的改性二碳化三钛的耐摩性能更好，本申请添加了纳米Al2O3粉末，一方面，纳米Al2O3粉末本身具有很好的耐磨性能，另一方面，纳米Al2O3粉末添加到改性二碳化三钛中，能有有效的降低其摩擦系数，提高改性二碳化三钛的耐磨性能。
[0012]优选地，所述溶剂为甲基呲咯烷酮和二甲苯以质量比1:1混合的溶剂。
[0013]优选地，所述助剂为β
‑
PPH、环烯烃共聚物、聚丙烯、三氟氟乙烯均聚物至少一种。
[0014]通过采用上述技术方案，β
‑
PPH、环烯烃共聚物、聚丙烯、三氟氟乙烯均聚物均具有很好的耐化学性能，其中，环烯烃共聚物耐擦伤性良好,与无机、有机材料粘接性好；耐化学性、耐酸性、耐碱性优良；当其分别与聚丙烯、三氟氟乙烯均聚物进行复配使用时，可以带来更好的力学性能以及耐化学性能。
[0015]优选地，所述相容剂为PVDF
‑
g
‑
MA和PP
‑
g
‑
MAH中的一种。
[0016]通过采用上述技术方案，β
‑
PPH具有很好的耐化学性能，能够有效地抵抗卤素、强酸以及钠的侵蚀；相容剂PVDF
‑
g
‑
MA提高了β
‑
PPH与PEEK以及其他组分的相容性，使得β
‑
PPH与PEEK的分子链进行交联，二者的分子链又相互贯穿从而形成了互穿网络结构，从而有效的增强了PEEK复合材料的抗冲击性能以及耐磨性，使得制备的PEEK复合材料可以应用于更广泛的领域。
[0017]优选地，所述耐紫外粉末为碳类颜料,且所述碳类颜料包括选自炭黑、松黑煤烟、煤烟、槽法炭黑、炉黑和乙炔黑中的至少一种。
[0018]优选地，所述碳类颜料的粒径为10nm
‑
100nm。
[0019]通过采用上述技术方案，PEEK对紫外线的抵抗力低，本申请采用在PEEK中添加碳类颜料，可以在PEEK上形成抵抗紫外线的颜料层，该颜料层具有很好的紫外线稳定性，使得PEEK复合材料可用于需要更高抗紫外线性质的某些应用领域；碳类颜料使PEEK板具备良好的防辐射效果的同时还能够大大增加PEEK板的自润滑性，进而有效的提高PEEK复合材料的耐磨性；且当碳类颜料的粒径为10nm
‑
100nm时，制得的PEEK复合材料具有更好的抵抗紫外新的性能。
[0020]第二方面，本申请提供一种PEEK复合材料的制备方法，采用如下的技术方案：一种PEEK复合材料的制备方法，包括以下步骤：本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种PEEK复合材料，其特征在于，由包含以下重量份的原料制成：PEEK 40
‑
60份聚四氟乙烯10
‑
15份改性二碳化三钛15
‑
20份耐紫外粉末0.01
‑
1份抗氧剂0.01
‑
0.5份相容剂1
‑
2份助剂1
‑
2份。2.根据权利要求1所述的PEEK复合材料，其特征在于，所述改性二碳化三钛的制备步骤如下:S1：将碳化硅加入到溶剂中，然后再加入硅烷偶联剂，氮气条件下，进行升温搅拌一段时间，然后过滤干燥得到改性碳化硅；S2：再把二碳化三钛粉末和改性碳化硅粉末混合均匀，然后再缓慢滴加无水乙醇，在室温下经超声震荡，然后静置，得到改性二碳化三钛。3.根据权利要求2所述的PEEK复合材料，其特征在于，步骤S2中，还添加有纳米Al2O3粉末，且所述二碳化三钛粉末、纳米Al2O3粉末和改性碳化硅粉末的质量之比为1：1：（0.2
‑
0.25）。4.根据权利要求2所述的PEEK复合材料，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴兆启，王冲，
申请(专利权)人：深圳力越新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：