一种PEEK抗静电材料及其制备方法技术

本发明专利技术涉及材料技术领域，具体涉及一种PEEK抗静电材料及其制备方法。所述PEEK抗静电材料，由以下重量份原料组成：50

【技术实现步骤摘要】
一种PEEK抗静电材料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及材料
，具体涉及一种PEEK抗静电材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]聚醚醚酮(PEEK)是一种高性能工程塑料，具有优异的机械性能、化学稳定性和高温性能。然而，由于其导电性较强，PEEK材料容易积累静电，这可能会导致电磁干扰、火灾等安全问题，特别是在高温高压等特殊环境下使用时更加明显。因此，开发抗静电PEEK材料具有重要的实际意义。
[0003]通常材料的表面电阻率低于10
10
Ω可以达到抗静电效果，所以为了降低材料的表面电阻率，通常需要在材料合成过程中添加抗静电剂以达到抗静电效果。迄今为止，多种添加剂已被研究用于降低聚氨酯材料的表面电阻率，如炭黑、碳纳米管、表面活性剂、本征导电聚合物等。
[0004]中国专利技术专利(申请号：202110987959.9)公开了一种抗静电耐磨聚醚醚酮复合材料及其制备方法。以热塑性聚醚醚酮为基体、膨胀石墨和导电炭黑为导电填料、短切玻璃纤维为增强材料经过熔融共混挤出得到，按照质量百分比含量计由55％
‑
92％的聚醚醚酮树脂、1％
‑
15％的膨胀石墨、1％
‑
10％的导电炭黑、0.1％
‑
30％的玻璃纤维和0.1％
‑
2％的加工助剂组成，尽管该专利技术解决了抗静电的问题，但是该专利技术中的电阻率在106‑
108Ω，电阻率依然很高，抗静电效果还有待提高，此外，该专利技术中的机械性能也不佳。因此，本专利技术在该专利技术专利的基础上进一步优化PEEK的抗静电性能和机械性能，以扩宽抗静电材料的应用范围。

技术实现思路

[0005]针对上述现有技术中存在的不足，本专利技术提供了一种PEEK抗静电材料及其制备方法。
[0006]为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：
[0007]一种PEEK抗静电材料，由以下原料组成：聚醚醚酮树脂、玻璃纤维、加工助剂、抗静电剂。
[0008]优选的，所述PEEK抗静电材料，由以下重量份原料组成：50
‑
80重量份聚醚醚酮树脂、10
‑
20重量份玻璃纤维、8
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14重量份加工助剂、8
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14重量份抗静电剂。
[0009]所述加工助剂包括偶联剂、相容剂和润滑剂。
[0010]所述偶联剂为硅烷偶联剂、铝酸酯偶联剂、钛酸酯偶联剂中的任一种。
[0011]所述润滑剂为乙撑双硬脂酰胺、硬脂酸锌、脂肪酸酰胺、聚硅氧烷、不饱和脂肪酸中的任一种。
[0012]所述相容剂为聚丙烯接枝马来酸酐、三元乙丙橡接枝马来酸酐、苯乙烯
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丁二烯
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苯乙烯共聚物接枝马来酸酐、苯乙烯
‑
乙烯
‑
丁二烯
‑
苯乙烯共聚物接枝马来酸酐中的任一种。
[0013]碳纳米管具有一些常规填料达不到的性质，比如说拉伸强度和模量都很高，碳纳米管的长纤维结构更易在基体树脂中搭建导电网络，而且层问结构也可以运输电荷、是良好的导电、导热材料的增强剂，导电性能非常优越。将碳纳米管加入到PEEK抗静电材料中能够有效提高材料的抗静电效果和机械性能。但是碳纳米管在研究中也发现了一些问题，因为碳纳米管自身的大的表面能和大的比表面积使其团聚现象非常严重，直接加入到PEEK抗静电基体材料中将严重影响基体材料的抗静电和机械性能的效果，所以解决碳纳米管的团聚问题非常有必要。
[0014]碳纳米管与有机化合物的界面相容性好，因此是聚合物基复合体系良好的增强相。碳纳米管作为填充相的聚合物基复合材料，这些复合材料具有稳定的电导率，同时由于填充相大的长径比而降低了材料的渗流阈值，在抗静电、电磁屏蔽领域具有广阔的应用潜力。
[0015]所述抗静电剂为功能化碳纳米管或功能化碳纳米管复合物。
[0016]所述抗静电剂为功能化碳纳米管，所述功能化碳纳米管的制备方法，由以下步骤组成：将1
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3重量份聚乙烯醇、1
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4重量份氯化铜溶于100
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200重量份0.5
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2mol/L盐酸中，在50
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70℃下搅拌得到聚乙烯醇溶液；加入2
‑
6重量份有机单体和0.1
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0.3重量份偶氮二异丁腈，在60
‑
70℃、500
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700rpm下搅拌18
‑
30h，离心，洗涤，干燥，得到聚乙烯醇接枝聚合物；将2
‑
5重量份聚乙烯醇接枝聚合物与50
‑
80重量份水混合，加入4
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8重量份羧基化碳纳米管，在超声功率300
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500W、超声频率50
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70kHz下分散1
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3h，得到功能化碳纳米管。
[0017]本专利技术先通过与PEEK相容性极好的聚醚芳酮与碳纳米管接枝，用于解决碳纳米管在PEEK中分散性能不佳、易团聚的问题，用于提高PEEK抗静电材料的抗静电性能。但是专利技术人在实验过程中发现尽管通过醚芳酮与碳纳米管接枝接枝能够解决碳纳米管的团聚的问题，但是导电性却下降了，为了进一步弥补导电性问题，本专利技术将在抗静电剂中引入导电性能好、与基体材料相容性好的聚合物材料，这样不仅弥补了碳纳米管导电性能降低的问题，同时还提高了碳纳米管在PEEK抗静电材料中的分散性问题，二者协同增效，共同提高了PEEK抗静电材料的抗静电性能，同时提高了机械性能。
[0018]具体的反应机理：S1、以聚醚芳酮和N
‑
(氯乙酰氧基)琥珀酰亚胺为主要原料，以偶氮二异丁腈作为引发剂，N,N
‑
二甲基乙酰胺作为溶剂，二者通过取代反应将溴原子取代聚醚芳酮中的甲基中的氢原子；再与叠氮化钠反应取代反应，将叠氮基取代溴原子，得到叠氮化聚醚芳酮；S2、以聚乙烯醇为主要原料，以苯胺或者吡咯为单体，氯化铜为掺杂原子，在引发剂偶氮二异丁腈的作用下，发生聚合反应，得到聚乙烯醇接枝聚合物，再与羧基化碳纳米管通过超声得到接枝的聚合物
‑
碳纳米管复合材料；S3、以叠氮化聚醚芳酮和聚合物
‑
碳纳米管复合材料作为复合材料，叠氮化聚醚芳酮可以通过取代接枝到碳纳米管表面，同时聚合物
‑
碳纳米管中的羧基能够与叠氮化聚醚芳酮中的羟基进行聚合，不仅提高了叠氮化聚醚芳酮和聚合物
‑
碳纳米管复合材料之间的接枝效率，提高结合性能，本专利技术制备得到抗静电剂具有良好抗静电作用，同时能够很好的分散在PEEK抗静电材料中，提高材料的抗静电效果，同时提高材料的力学性能。
[0019]优选的，所述抗静电剂为功能化碳纳米管复合物，所述功能化碳纳米管复合物的制备方法，由以下步骤组成：
[0020]S1、在氮气环境下，将3
‑
7重量份聚醚芳酮本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种PEEK抗静电材料，其特征在于，由以下原料组成：聚醚醚酮树脂、玻璃纤维、加工助剂、抗静电剂，所述抗静电剂为功能化碳纳米管或功能化碳纳米管复合物。2.如权利要求1所述的PEEK抗静电材料，其特征在于，所述加工助剂包括偶联剂、相容剂和润滑剂。3.如权利要求1所述的PEEK抗静电材料，其特征在于，所述功能化碳纳米管的制备方法，由以下步骤组成：将聚乙烯醇溶于盐酸中搅拌得到聚乙烯醇溶液；加入有机单体和偶氮二异丁腈加热搅拌，得到聚乙烯醇接枝聚合物；将聚乙烯醇接枝聚合物与水混合，加入羧基化碳纳米管超声分散，得到功能化碳纳米管。4.如权利要求1所述的PEEK抗静电材料，其特征在于，所述功能化碳纳米管复合物的制备方法，由以下步骤组成：S1、在氮气环境下，将聚醚醚酮树脂、N
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(氯乙酰氧基)琥珀酰亚胺、偶氮二异丁腈和N,N
‑
二甲基乙酰胺混合反应，得到氯代聚醚醚酮；再加入叠氮化钠和N,N
‑
二甲基乙酰胺反应，得到功能化碳纳米管；S2、将聚乙烯醇溶于盐酸中搅拌得到聚乙烯醇溶液；加入有机单体和偶氮二异丁腈加热搅拌，得到聚乙烯醇接枝聚合物；将聚乙烯醇接枝聚合物与水混合，加入羧基化碳纳米管超声分散，得到聚合物
‑
碳纳米管复合材料...

【专利技术属性】
技术研发人员：程勇，程志成，
申请(专利权)人：深圳市金志成塑胶科技有限公司，
类型：发明
国别省市：