【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及复合材料，尤其涉及一种基于喷涂工艺的高导热聚醚醚酮复合材料及其制备方法和应用。
技术介绍
1、聚醚醚酮作为特种工程材料，具有优异的加工性能、机械性能、耐腐蚀性能和热性能，其在军事国防、汽车和电子电气领域具有很大价值。但由于聚醚醚酮本身是热与电的不良导体，影响聚醚醚酮复合材料在散热和电磁屏蔽领域的应用。碳纤维、碳纳米管和石墨烯等碳系填料的导电和导热性能优异，因此利用碳系填料改性聚醚醚酮复合材料是提升其导热和电磁屏蔽性能的有效方法。
2、目前，中国专利cn109851776a公开了采用原位聚合的方法将碳纳米管填充到聚芳醚酮基体中，利用碳纳米管与聚合物分子链形成的π-π堆积作用有效分散填料，使复合材料具有较好的导热性能。中国专利cn110746740a公开了在活化碳纳米管表面化学镀镍，并利用螺杆挤出的方法将聚醚醚酮、聚醚酰亚胺与填料混合均匀，得到聚醚醚酮电磁屏蔽材料。上述方法制备的复合材料在导热性能或电磁屏蔽性能上均有一定提高，但仍无法满足当前对聚醚醚酮功能材料的需要，且无法充分发挥出填料的优异性能。因此，填料的分布和填料网络的结构设计是影响复合材料的导热和电磁屏蔽性能提升的关键因素。
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种基于喷涂工艺的高导热聚醚醚酮复合材料及其制备方法和应用。本专利技术提供的制备方法制得的聚醚醚酮复合材料具有优异的导热性能和电磁屏蔽性能。
2、为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：
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4、将聚合物和复合填料分散于有机溶剂中，得到喷涂料液；
5、通过静电喷涂，将所述喷涂料液喷涂至纯聚醚醚酮薄膜的两个表面后，将得到的夹层结构进行熔融热压，得到所述聚醚醚酮复合材料；
6、所述聚合物包括可溶性聚芳醚和/或可溶性聚芳醚酮类聚合物；
7、所述复合填料包括改性石墨烯和碳纳米管。
8、优选地，所述可溶性聚芳醚酮类聚合物包括聚醚酮亚胺、聚醚醚酮亚胺、联苯型聚醚醚酮亚胺和酚酞型聚醚酮中的一种或多种。
9、优选地，所述改性石墨烯和碳纳米管的质量比为(4：1)～(1：2)。
10、优选地，所述改性石墨烯包括氨基石墨烯、羟基石墨烯和羧基石墨烯中一种或多种。
11、优选地，所述喷涂料液中，聚合物的浓度为2～6mg/ml，复合填料的浓度为3～7mg/ml。
12、优选地，所述纯聚醚醚酮薄膜的厚度为0.02～0.04mm。
13、优选地，所述静电喷涂的参数包括：喷涂电压为40～70kv，喷口与纯聚醚醚酮薄膜之间的距离为10～30cm，时间为10～50min。
14、优选地，所述熔融热压包括依次进行预热和热压，所述预热的温度为350～390℃，时间为5～15min；所述热压的温度为350～390℃，压力为15～25mpa，保温保压时间为8～20min。
15、本专利技术还提供了上述技术方案所述的制备方法制得的聚醚醚酮复合材料，包括层叠设置的聚合物-复合填料层、聚醚醚酮层和聚合物-复合填料层。
16、本专利技术还提供了上述技术方案所述的聚醚醚酮复合材料在军事航空、电子信息和医疗器械中的应用。
17、本专利技术提供了一种聚醚醚酮复合材料的制备方法，包括以下步骤：将聚合物和复合填料分散于有机溶剂中，得到喷涂料液；通过静电喷涂，将所述喷涂料液喷涂至纯聚醚醚酮薄膜的两个表面后，将得到的夹层结构进行熔融热压，得到所述聚醚醚酮复合材料；所述聚合物包括可溶性聚芳醚和/或可溶性聚芳醚酮类聚合物；所述复合填料包括改性石墨烯和碳纳米管。
18、静电喷涂作用下，将喷涂料液双面喷涂在纯聚醚醚酮薄膜上，使得复合填料均匀负载于纯聚醚醚酮薄膜表面。与熔融共混法制备的填料随机分散的复合材料相比，静电喷涂法制备的聚醚醚酮复合材料形成了更密集的、具有取向的导热导电通路。同时，静电喷涂提升了改性石墨烯纳米片和碳纳米管的取向度，增加了填料间的物理接触面积，完善填料路径，并充分发挥高长径比的二维改性石墨烯纳米片和碳纳米管的性能优势，在较低的填充量下为声子提供了稳定的传输路径，减少声子的界面散射，提升声子的平均自由程。因此，本专利技术提供的聚醚醚酮复合材料具有出色的导热性能和电磁屏蔽性能。
19、进一步地，氨基石墨烯具有更加良好的界面相容性，可以降低复合材料的界面热阻，进一步提高复合材料的导热性能。
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1.一种聚醚醚酮复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述可溶性聚芳醚酮类聚合物包括聚醚酮亚胺、聚醚醚酮亚胺、联苯型聚醚醚酮亚胺和酚酞型聚醚酮中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述改性石墨烯和碳纳米管的质量比为(4：1)～(1：2)。
4.根据权利要求1或3所述的制备方法，其特征在于，所述改性石墨烯包括氨基石墨烯、羟基石墨烯和羧基石墨烯中一种或多种。
5.根据权利要求1或2或3所述的制备方法，其特征在于，所述喷涂料液中，聚合物的浓度为2～6mg/mL，复合填料的浓度为3～7mg/mL。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述纯聚醚醚酮薄膜的厚度为0.02～0.04mm。
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述静电喷涂的参数包括：喷涂电压为40～70kV，喷口与纯聚醚醚酮薄膜之间的距离为10～30cm，时间为10～50min。
8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述熔融热压包括依
9.权利要求1～8任一项所述的制备方法制得的聚醚醚酮复合材料，其特征在于，包括层叠设置的聚合物-复合填料层、聚醚醚酮层和聚合物-复合填料层。
10.权利要求9所述的聚醚醚酮复合材料在军事航空、电子信息和医疗器械中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种聚醚醚酮复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述可溶性聚芳醚酮类聚合物包括聚醚酮亚胺、聚醚醚酮亚胺、联苯型聚醚醚酮亚胺和酚酞型聚醚酮中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述改性石墨烯和碳纳米管的质量比为(4：1)～(1：2)。
4.根据权利要求1或3所述的制备方法，其特征在于，所述改性石墨烯包括氨基石墨烯、羟基石墨烯和羧基石墨烯中一种或多种。
5.根据权利要求1或2或3所述的制备方法，其特征在于，所述喷涂料液中，聚合物的浓度为2～6mg/ml，复合填料的浓度为3～7mg/ml。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述纯聚醚醚酮薄膜...
【专利技术属性】
技术研发人员：牟建新，谷禹宣，陈瑞，连鹏博，柏亚庚，贺雅姝，王祎璠，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：
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