一种聚醚醚酮棒材的制备方法技术

本发明专利技术属于塑料制品及其型材领域，具体涉及通过挤出成型方法制备一种聚醚醚酮树脂棒材的方法。其是将聚醚醚酮树脂放入挤出机喂料斗内，在挤出机料筒内于３６０～４００℃温度下熔融塑化，形成聚醚醚酮树脂熔体，经机头和棒材口模挤出，在具有恒定逆向压力的回压棒的作用下，进入并充满棒材口模，进而进入与口模连接的定径套内；在定径套内进行逐段梯次冷却定型，从而形成聚醚醚酮棒材；再于管式退火炉中进行梯次退火处理，最后得到尺寸稳定而不发生弯曲的结晶充分的聚醚醚酮棒材。本发明专利技术生产的聚醚醚酮棒材可用于航空航天、电子电气、汽车、化工及机械等领域，用于加工这些领域所需的各种部件及制品。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于塑料制品及其型材领域，具体涉及到通过挤出成型方法制备一种 聚醚醚酮树脂棒材的方法。
技术介绍
聚醚醚酮树脂具有耐热等级高、耐辐射、冲击强度高、耐磨性和耐疲劳性好、 阻燃、电性能优异等特点。自商品化以来，已经在航空航天、汽车、电子电气、 化工、机械和医疗等领域获得了较广泛的应用。应用于上述领域的聚醚醚酮制品 一般是通过注射成型的方法制造，但有些制品由于尺寸规格较多及形状各异，涉 及到模具多和生产成本高的问题，因此采用注射成型方法加工受到限制，许多用 户需要利用聚醚醚酮棒材、型材、板材和片材等半成品通过机械加工的方法来制 造所需的零部件及制品，本专利技术的目的就是为了满足不同用户的需要而采用挤出 成型方法制造聚醚醚酮棒材。与本专利技术相关的
技术介绍
是聚醚醚酮树脂的合成方法技术(中国专利"聚醚醚砜和聚醚醚酮三元共聚物的制备方法"，申请号200610016723.6，既可以制备聚醚醚砜又可以制备聚醚醚酮树脂以及它们的共聚物)。进一步，利用上述 专利合成的聚醚醚酮树脂通过挤出成型的方法制造聚醚醚酮棒材。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种聚醚醚酮棒材的成型方法，即利用聚醚醚酮树脂通 过熔融挤出成型的方法制造聚醚醚酮棒材，棒材的直径和长度尺寸可控，能够为 不同的用户提供圆形型材，以通过机械加工的方法生产所需的零部件及制品，满 足不同领域的使用要求。通过挤出成型的方法成型聚醚醚酮棒材在工艺上存在较多的问题，特别是成 型直径超过D-25mm以上的棒材，因为必须要通过冷却从所挤出的棒材中散出 大量热量，经过一段时间后才能达到足够结晶度从而达到形状稳定性，这样棒材 就可能会因自重出现弯曲的现象。本专利所述聚醚醚酮棒材的制造方法，包括如下步骤(1)首先将与所要挤出的PEEK棒材直径相同的高直线度的回压棒装入定 径套和牵引装置中，初始位置时回压棒的前端面与挤出机口模末端相 切，牵引装置通过回压棒对由口模挤出的聚醚醚酮熔体树脂施加恒定的逆向压力(压力一般为0.5~2.5kg/cm2),以保证熔体高密度地充满 口模；(2) 将聚醚醚酮树脂放入挤出机喂料斗内，在挤出机料筒内于360 40(TC 温度下熔融塑化，形成聚醚醚酮树脂熔体，经机头和棒材口模挤出， 在具有恒定逆向压力的回压棒的作用下，进入并充满棒材口模，进而 进入与口模连接的定径套内；(3) 定径套由2~4段组成，在26(TO10(TC的温度区间内，每段定径套的 温度梯次递减，聚醚醚酮树脂熔体在定径套内向前移动的同时进行梯 次冷却定型，从而形成聚醚醚酮棒材；(4) 牵引装置将聚醚醚酮棒材导入与定径套同轴的管式退火炉中进行梯次 退火处理，管式退火炉的前端温度为220~180°C、末端温度为 120~100°C,最后得到尺寸稳定而不发生弯曲的结晶充分的聚醚醚酮 棒材。牵引装置(试制型号No. P229yyy)的结构为上部有五组上下对应的压紧橡 胶轮，回压棒(聚醚醚酮棒材)压于其间，通过调整固定于上压紧轮上的丝杠对 回压棒或聚醚醚酮棒材施压；下部为安装有杠杆和砝码的传动装置，挤出机内聚 醚醚酮熔体树脂不断挤出而施加给回压棒或PEEK棒材轴向推力时，带动压紧 橡胶轮转动，进而带动下部传动装置动作，保持对由口模挤出的聚醚醚酮棒施加 恒定的压力，从而保证棒材的密度均匀。由于聚醚醚酮是半结晶性聚合物，棒材的结晶度对棒材的强度、尺寸精度及 变形性影响很大，因此采取逐段梯次冷却的方法对聚醚醚酮熔体树脂进行冷却定 径以提高棒材的结晶度和减少内应力。定径套可为多组， 一般情况下为2组，即可以同时进行两根聚醚醚酮棒材的 制备。每组定径套分成多段， 一般为2段，每一段定径套的长度为200~600mm， 定径套材质为耐磨、耐高温的钢管，根据制备聚醚醚酮棒材的需要，内径可为 51mm等大尺寸，内孔光洁度为厶7，并涂覆PTFE (聚四氟乙烯)，每一段定径 套的外部都分别焊接有与定径管钢管间隙为10~15mm的夹套层，夹套层通入导 热油以用于对每段定径套实现分别加热，每一段定径套分别通入温度梯次递减的 导热油，从而对聚醚醚酮熔体树脂进行逐段梯次冷却定型，多段定径套同轴固定 设置，以保证聚醚醚酮棒材不变形。每个夹套层的前端和后端各焊接一段直径为 10~15mm的钢管丝头，用于连接导热油的进油管和回油管。导热油主成分为耐高温的二卞基甲苯，导热油由模温循环机泵出经安装于其上的导热油进油管进入定径套的夹套层，对定径套加热，再经过夹套层的回油管 流回模温循环机，通过模温循环机不断地将恒定温度的高温导热油输送至定径套 的夹套层再返回模温循环机，从而实现对每段定径套的恒温控制。当已冷却定型的聚醚醚酮棒材通过定径套进入牵引装置后，回压棒慢慢地脱 离牵引装置，此时回压棒已不再起作用了，可以撤出。聚醚醚酮棒材由牵引装置 的压紧橡胶轮压紧，为继续由挤出机挤出的进入定径套的聚醚醚酮烙体树脂提供 与前面回压棒一样的逆向压力，从而继续保证聚醚醚酮棒材的形状和密度均匀。当应用两段定径套结构时，与棒材口模连接的第一段定径套的温度为180~220°C，第二段定径套的温度为100~135°C，不断由挤出机挤出的聚醚醚酮 熔体树脂在挤出机和回压棒的共同作用下，缓慢依次通过第一段定径套和第二段 定径套，在每段定径套内，在不同温度下进行分段冷却定型处理，从而得到聚醚 醚酮棒材。当定径套为2组时，管式退火炉也同为2组。管式退火炉采用内径与聚醚 醚酮棒材相近的不锈钢管材，不锈钢管材外面覆有多组彼此分立的电加热器，电 加热器一般是采用电热丝加热，采用云母片绝缘，外面以不锈钢薄板包覆。电加 热器外面包裹保温绝热套，保温绝热套外面再包有不锈钢外罩。多组彼此分立的电加热器的温度控制采用智能温控仪表单独控制，进而实现 退火炉由高温到低温的梯度控温退火；管式退火炉装置的长度视棒材的直径而 定，棒材直径与管式退火炉的关系大致为D50mm对应2m， D40mm对应1.8m， D30mm对应1.6mm， D20mm对应1.2m， D10mm对应0.8m，管式退火炉的 总长度一般为2~4m。两组管式退火炉的中心距离、每组管式退火炉不锈钢管与多段定径套、聚醚 醚酮棒材的同轴度均可以自如、精确调整，从而充分能够保证棒材的尺寸稳定性。采用本专利技术方法可以制备具有较大直径、表面光洁和横截面均匀的圆形聚醚 醚酮棒材，所制备的聚醚醚酮棒材具有较高的结晶度、耐热性、尺寸稳定性和强 度高的特点。本专利技术所使用的挤出机为单螺杆挤出机，用于提供聚醚醚酮熔体。 本专利技术可制备本色或着色的聚醚醚酮圆形棒材，可以制备不同直径的聚醚醚 酮棒材。本专利技术生产的聚醚醚酮棒材可用于航空航天、电子电气、汽车、化工及机械 等领域，用于加工这些领域所需的各种部件及制品。下文中所述的实施例用以更好地阐述本专利技术，但并非是将本专利技术限制于在此 所公开的特征。附图说明图1:聚醚醚酮棒材生产线示意图； 图2:管式退火炉结构示意图。如图1所示，各部件的名称为挤出机1、机头2、 口模3、定径套4、第 一段定径套5，第二段定径套6、牵引装置7、聚醚醚酮棒材8、管式退火炉9;如图2所示，各部件的名称为聚醚醚酮棒材8、管式退火炉9、管式退火 炉的电加热器10、加热套的智能控温装置11。具体实施方式实施例1:如图1所示的挤出生本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种聚醚醚酮棒材的制备方法，其步骤如下：（１）首先将与所要挤出的ＰＥＥＫ棒材直径相同的高直线度的回压棒装入定径套和牵引装置中，初始位置时回压棒的前端面与挤出机口模末端相切，牵引装置通过回压棒对由口模挤出的聚醚醚酮熔体树脂施加恒定的逆 向压力，以保证熔体高密度地充满口模；（２）将聚醚醚酮树脂放入挤出机喂料斗内，在挤出机料筒内于３６０～４００℃温度下熔融塑化，形成聚醚醚酮树脂熔体，经机头和棒材口模挤出，在具有恒定逆向压力的回压棒的作用下，进入并充满棒材口模，进而进入 与口模连接的定径套内；（３）定径套由２～４段组成，在２６０℃～１００℃的温度区间内，每段定径套的温度梯次递减，聚醚醚酮树脂熔体在定径套内向前移动的同时进行梯次冷却定型，从而形成聚醚醚酮棒材；（４）牵引装置将聚醚醚酮棒材导入与 定径套同轴的管式退火炉中进行梯次退火处理，管式退火炉的前端温度为２２０～１８０℃、末端温度为１２０～１００℃，最后得到尺寸稳定而不发生弯曲的结晶充分的聚醚醚酮棒材。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：姜振华，王贵宾，吴忠文，
申请(专利权)人：长春吉大特塑工程研究有限公司，
类型：发明
国别省市：82[中国|长春]