【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于抗静电材料制备，具体涉及耐热耐腐蚀强韧聚醚醚酮基抗静电复合材料及其制备方法。
技术介绍
1、随着信息化和轻量化的发展，一方面电子集成化速度迅速提高，大规模集成电路被广泛应用，从而使元器件尺寸变小、承受静电放电能力下降；另一方面低密度高绝缘的高分子材料被普遍采用，导致产生静电机会大增。如何实现苛刻服役环境下的静电消除，对解决轨道交通、汽车等领域中因静电放电而引发的电子设备故障、自燃自爆事故尤为重要。以先进飞行器中管路构件为例，其又被称为“血管类”零件和生命控制线，是起到流体传输等重要作用的关键轻量化构件，可以满足飞行器燃油、液压、环控等系统的各种需求，但是管路构件在飞行器服役过程中往往长期处于高温、油气侵蚀、振动、静电累积等苛刻环境中，其性能的优劣将直接到影响飞行器的安全和适航性能。因此迫切需要一种能够抵抗极端环境的材料，所以目前科研工作者一直致力于研发耐热、耐腐蚀、强韧抗静电复合材料，进而满足苛刻服役环境需求。
2、现有文献报道采用硅烷偶联剂分别改性石墨烯和碳纳米管解决填料分散和界面问题，但硅烷偶联剂在高温下易分解，且耐化学腐蚀性差。西班牙a.m.díez-pascual团队(carbon 2010,48,3500)将聚醚砜加入到peek/cnts体系中提高复合材料的导电性，但在极性强的溶剂中会导致聚醚砜发生缺陷，进而影响复合材料的力学性能。
3、目前抗静电复合材料应用范围广泛，通常选用聚乙烯、聚碳酸酯、聚苯乙烯等作为抗静电材料的聚合物基体，但上述几种材料的力学性能、耐腐蚀性或耐高温性无法满
技术实现思路
1、为解决上述技术问题，本专利技术提供了耐热耐腐蚀强韧聚醚醚酮基抗静电复合材料，它的制备方法包括如下步骤：
2、(1)将4,4'-二氟二苯甲酮、三氯化铝和溶剂在室温下混合，再加入苯胺和三乙胺搅拌5～10h后，与氢氧化钠溶液混合，再经过滤、重结晶、烘干后获得1,1-双(4-氟苯基)-n-苯基甲亚胺，所述的溶剂为三氯甲烷，n,n-二甲基甲酰胺，n-甲基吡咯烷酮中的一种，氢氧化钠和三氯化铝的摩尔比为1～1.5：1，其中氢氧化钠溶液浓度为4～6mol/l，4,4'-二氟二苯甲酮、三氯化铝、苯胺和三乙胺的摩尔比为1:1.5～2:1.5～2:5～6，所述的4,4'-二氟二苯甲酮、三氯化铝在溶剂中的固含量是20～40％；1,1-双(4-氟苯基)-n-苯基甲亚胺合成路线如下：
3、
4、(2)将步骤(1)获得的1,1-双(4-氟苯基)-n-苯基甲亚胺、对苯二酚和无水碳酸钾加入溶剂混合，在氮气或惰性气体保护下，在130～200℃下反应6～15h，再经清洗、烘干粉碎后获得可溶性结晶型聚醚醚酮前驱体，所述的1,1-双(4-氟苯基)-n-苯基甲亚胺、对苯二酚和无水碳酸钾的摩尔比为1～1.1:1:1.2～1.5，所述的1,1-双(4-氟苯基)-n-苯基甲亚胺、对苯二酚和无水碳酸钾在溶剂中的固体含量为17-30％，所述溶剂为环丁砜、二苯砜、n-甲基吡咯烷酮中的一种，所述的可溶性结晶型聚醚醚酮前驱体的合成路线如下所示：
5、
6、(3)将填料和溶剂按照质量比1:50～150的比例混合后进行超声搅拌分散均匀，再将步骤(2)获得的可溶性结晶型聚醚醚酮前驱体与填料按照质量比1:50～120进行混合，再超声搅拌3～7h后，加入甲烷磺酸在110～130℃加热5～8h，再经洗涤、干燥后获得结晶型聚醚醚酮改性材料(peek@mwcnt)，所述的填料为碳纳米管、富勒烯、mxene、炭黑、石墨烯、片层石墨、碳纤维等中的一种或任意组合，所述的溶剂为n,n-二甲基乙酰胺(dmac)、n,n-二甲基甲酰胺(dmf)或n-甲基吡咯烷酮(nmp)中的一种，所用甲烷磺酸的浓度为50～98％；
7、(4)按照质量比0.2％～20％:1将步骤(3)获得的结晶型聚醚醚酮改性材料与结晶型聚醚醚酮粉料经真空干燥后，在25000～30000r/min转速下高速搅拌预混5～10min，再在350～380℃下经高速挤出处理后获得耐热耐腐蚀强韧聚醚醚酮基抗静电复合材料，所述的高速挤出处理为：转速70～80r/min，所述的结晶型聚醚醚酮粉料的熔融指数(mfi)为10～140g/10min；所述的耐热耐腐蚀强韧聚醚醚酮基抗静电复合材料体积电阻率在103～108ω·cm之间，电导率在10-8～10-3s/cm，拉伸强度在111～150mpa，断裂伸长率在94～120％，5％热失重温度在550～620℃，能够同时满足抗静电并具有较高的强度和韧性、以及较好的耐热和耐腐蚀性。
8、进一步地，所述的耐热耐腐蚀强韧聚醚醚酮基抗静电复合材料体积电阻率在2.3*105～6.29*107ω·cm之间，电导率在1.59*10-8～4.35*10-6s/cm，拉伸强度在118～130mpa，断裂伸长率在105～110％，5％热失重温度在560～600℃。
9、与现有技术相比，本专利技术通过调整原料的种类、配比、反应条件以及工艺参数的协同调控使得抗静电复合材料具有如下优势：能够避免因填料结构和尺寸的变化，降低填料的电性能，填料通过π-π键等作用与改性后的结晶型聚醚醚酮具有较好的相互作用，此外，本专利技术有效解决填料自身聚集问题，另一方面解决填料与基体树脂界面相容问题，进而实现填料在基体树脂中的均匀分散，通过搭建三维导电网络，有效解决因提高材料抗静电的情况下，材料强度和韧性下降、高温下易分解、易化学腐蚀等问题。获得的耐热耐腐蚀强韧聚醚醚酮基抗静电复合材料体积电阻率在103～108ω·cm之间，电导率在10-8～10-3s/cm，拉伸强度在111～150mpa，断裂伸长率在94～120％，5％热失重温度在550～620℃，能够同时满足抗静电并具有较高的强度和韧性、以及较好的耐热和耐腐蚀性。
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1.耐热耐腐蚀强韧聚醚醚酮基抗静电复合材料，它的制备方法包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的耐热耐腐蚀强韧聚醚醚酮基抗静电复合材料，其特征在于，所述的耐热耐腐蚀强韧聚醚醚酮基抗静电复合材料体积电阻率在2.3*105～6.29*107Ω·cm之间，电导率在1.59*10-8～4.35*10-6S/cm，拉伸强度在118～130MPa，断裂伸长率在105～110％，5％热失重温度在560～600℃。
【技术特征摘要】
1.耐热耐腐蚀强韧聚醚醚酮基抗静电复合材料，它的制备方法包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的耐热耐腐蚀强韧聚醚醚酮基抗静电复合材料，其特征在于，所述的耐热耐腐蚀强韧聚醚醚酮基抗静电复合材料体积...
【专利技术属性】
技术研发人员：张淑玲，白宇，王贵宾，梁留博，梅笑寒，矫健鹏，郭淳琪，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：
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