一種聚醚醚酮復(fù)合材料的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明屬于纖維復(fù)合材料技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種聚醚醚酮復(fù)合材料。
【背景技術(shù)】
[0002]聚醚醚酮，poIy (ether-ether-ketone)，簡稱PEEK，是在主鏈結(jié)構(gòu)中含有一個(gè)酮鍵和兩個(gè)醚鍵的重復(fù)單元所構(gòu)成的高聚物，屬特種高分子材料。具有耐高溫、耐化學(xué)藥品腐蝕等物理化學(xué)性能，是一類半結(jié)晶高分子材料，熔點(diǎn)334°C，軟化點(diǎn)168°C，拉伸強(qiáng)度132?148MPa，可用作耐高溫結(jié)構(gòu)材料和電絕緣材料，可與玻璃纖維或碳纖維復(fù)合制備增強(qiáng)材料，一般采用與芳香族二元酚縮合而得的一類聚芳醚類高聚物。
[0003]聚醚醚酮具有諸多優(yōu)點(diǎn)，耐高溫性，其具有較高的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg=143°C)和熔點(diǎn)(Tm=334°C)，負(fù)載熱變形溫度高達(dá)316°C，瞬時(shí)使用溫度可達(dá)300°C ；機(jī)械特性，其同時(shí)具有剛性和柔性，特別是對交變應(yīng)力下的抗疲勞性非常突出，可與合金材料相媲美；自潤滑性，其具有優(yōu)良的滑動特性，適合于嚴(yán)格要求低摩擦系數(shù)和耐磨耗用途的場合，特別是用碳纖維、石墨、PTFE改性的滑動牌號的PEEK耐磨性非常優(yōu)越;耐腐蝕性，除濃硫酸外PEEK不溶于任何溶劑和強(qiáng)酸、強(qiáng)堿，而且耐水解，具有很高的化學(xué)穩(wěn)定性;阻燃性，具有自熄性，即使不加任何阻燃劑，可達(dá)到UL標(biāo)準(zhǔn)的94V-0級；易加工性，具有高溫流動性好，而熱分解溫度又很高的特點(diǎn)，可采用多種加工方式:注射成型、擠出成型、模壓成型及熔融紡絲等。
[0004]正是由于聚醚醚酮具有耐高溫、耐腐蝕、抗疲勞、力學(xué)性能優(yōu)異等諸多特征，各種混合型纖維增強(qiáng)聚醚醚酮材料也一直是領(lǐng)域內(nèi)研究人員著力研究的課題之一，主要的增強(qiáng)材料多采用碳纖維或者玻璃纖維來增強(qiáng)PEEK，而這種復(fù)合材料更是廣泛應(yīng)用于航空、航天、汽車、船舶和高精度儀器等多個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域。
[0005]但是由于PEEK具有很高的熔融溫度，該復(fù)合材料熔體流動性較差，加工難度較高，所采用的碳纖維在高溫造粒階段容易被氧氣氛圍所氧化，導(dǎo)致纖維強(qiáng)度急劇降低，從而失去增強(qiáng)意義;玻璃纖維絲的拉伸強(qiáng)度不夠理想，同時(shí)密度較大，不利于降低材料整體密度；同時(shí)該材料的生產(chǎn)成本長期居高不下，在推廣應(yīng)用過程中受到一定的限制。
[0006]因而，如何找到一種聚醚醚酮復(fù)合材料，能夠降低加工難度、節(jié)約生產(chǎn)成本以及易于推廣，已成為領(lǐng)域內(nèi)前沿學(xué)者廣泛關(guān)注的焦點(diǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]有鑒于此，本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于提供一種聚醚醚酮復(fù)合材料，本發(fā)明提供的聚醚醚酮復(fù)合材料，在保持原有性能的同時(shí)，還能夠降低加工難度、節(jié)約生產(chǎn)成本以及易于推廣。
[0008]本發(fā)明公開了一種聚醚醚酮復(fù)合材料，包括，
[0009]聚醚醚酮樹脂60?90重量份；
[0010]聚酰亞胺纖維5?20重量份；
[0011]增塑劑5?20重量份。
[0012]優(yōu)選的，所述聚酰亞胺纖維為聚酰亞胺纖維短絲。
[0013]優(yōu)選的，所述聚酰亞胺纖維短絲的長度為40?70mm。
[0014]優(yōu)選的，還包括色母。
[0015]優(yōu)選的，所述增塑劑為硅氧烷類樹脂改性劑;所述增塑劑的使用溫度280?380°C。
[0016]優(yōu)選的，所述增塑劑為道康寧樹脂改性劑4-7051和/或道康寧樹脂改性劑4-7081。
[0017]一種聚醚醚酮復(fù)合材料的制備方法，包括以下步驟，
[0018]將聚醚醚酮樹脂、聚酰亞胺纖維和增塑劑混合后，再經(jīng)擠塑后得到聚醚醚酮復(fù)合材料。
[0019]優(yōu)選的，所述擠塑的溫度為350?380°C。
[0020]優(yōu)選的，所述擠塑的時(shí)間為5?15分鐘。
[0021 ] 優(yōu)選的，所述擠塑的壓力為0.3?2.25MPa。
[0022]本發(fā)明公開了一種聚醚醚酮復(fù)合材料，包括60?90重量份的聚醚醚酮樹脂、5?20重量份的聚酰亞胺纖維和5?20重量份的增塑劑。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明將一定比例的聚酰亞胺纖維作為增強(qiáng)材料，配合一定量的增塑劑，通過特定的組分搭配，使得本發(fā)明所制備的纖維增強(qiáng)聚醚醚酮復(fù)合材料具有較高力學(xué)性能，性能穩(wěn)定，外觀均一性較好;同時(shí)本發(fā)明提供的聚醚醚酮復(fù)合材料有效的降低了復(fù)合材料的表觀粘度，降低了加工溫度，從而降低了生產(chǎn)成本，進(jìn)而減少設(shè)備損耗。此外，由于還具有較低的材料密度，更有利于復(fù)合材料的市場應(yīng)用。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，本發(fā)明制備的聚酰亞胺纖維絲增強(qiáng)的PEEK復(fù)合材料，拉伸強(qiáng)度能達(dá)到183MPa，彎曲強(qiáng)度能達(dá)到208MPa，密度最低為2.0g/cm3，380°C熔體稠度為1090Pa.s。
【具體實(shí)施方式】
[0023]為了進(jìn)一步了解本發(fā)明，下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案進(jìn)行描述，但是應(yīng)當(dāng)理解，這些描述只是為進(jìn)一步說明本發(fā)明的特征和優(yōu)點(diǎn)而不是對本發(fā)明專利要求的限制。
[0024]本發(fā)明所有原料，對其來源沒有特別限制，在市場上購買的或按照本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的常規(guī)方法制備的即可。
[0025]本發(fā)明所有原料，對其純度沒有特別限制，本發(fā)明優(yōu)選采用分析純。
[0026]本發(fā)明公開了一種聚醚醚酮復(fù)合材料，包括，
[0027]聚醚醚酮樹脂60?90重量份；
[0028]聚酰亞胺纖維5?20重量份；
[0029]增塑劑5?20重量份。
[0030]本發(fā)明對所述聚醚醚酮樹脂沒有特別限制，以本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的用于制備聚醚醚酮復(fù)合材料的聚醚醚酮樹脂即可，本發(fā)明優(yōu)選為PEEK母料。本發(fā)明所述聚醚醚酮復(fù)合材料中，所述聚醚醚酮樹脂的含量優(yōu)選為60?90重量份，更優(yōu)選為65?85重量份，更優(yōu)選為70?80重量份，最優(yōu)選為72?78重量份。本發(fā)明對所述聚醚醚酮樹脂的結(jié)構(gòu)和特性沒有特別限制，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)產(chǎn)品要求、性能要求或是實(shí)際情況進(jìn)行優(yōu)選。
[0031 ]本發(fā)明對所述聚酰亞胺纖維沒有特別限制，以本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的聚酰亞胺纖維即可，本發(fā)明優(yōu)選為聚酰亞胺纖維短絲。本發(fā)明對所述聚酰亞胺纖維短絲的長度和直徑?jīng)]有特別限制，以本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的常用的聚酰亞胺纖維短絲的長度和直徑即可，本發(fā)明所述聚酰亞胺纖維短絲優(yōu)選為40?70mm，更優(yōu)選為45?65mm，更優(yōu)選為50?60mm，最優(yōu)選為53?57mm。本發(fā)明所述聚醚醚酮復(fù)合材料中，所述聚酰亞胺纖維的含量優(yōu)選為5?20重量份，更優(yōu)選為8?18重量份，更優(yōu)選為1?15重量份，最優(yōu)選為11?14重量份。本發(fā)明對所述聚酰亞胺纖維的結(jié)構(gòu)和特性沒有特別限制，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)產(chǎn)品要求、性能要求或是實(shí)際情況進(jìn)行優(yōu)選。
[0032]本發(fā)明對所述增塑劑沒有特別限制，以本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的用于制備樹脂復(fù)合材料的增塑劑即可，本發(fā)明優(yōu)選為硅氧烷類樹脂改性劑，更優(yōu)選為正常使用溫度在280?380°C之間的增塑劑，最優(yōu)選為道康寧樹脂改性劑4-7051和/或道康寧樹脂改性劑4-7081。本發(fā)明所述增塑劑為道康寧樹脂改性劑4-7051 (道康寧RM4-7051)和道康寧樹脂改性劑4-7081 (道康寧RM4-7081)的混合物時(shí)，本發(fā)明對混合物中兩者的質(zhì)量比沒有特別限制，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以產(chǎn)品要求、性能要求或是實(shí)際情況進(jìn)行優(yōu)選，本發(fā)明為進(jìn)一步提高PEEk復(fù)合材料的性能，所述道康寧樹脂改性劑4-7051和道康寧樹脂改性劑4-7081的質(zhì)量比優(yōu)選為10: (0.01?3)，更優(yōu)選為10: (0.1?2.5)，更優(yōu)選為10: (0.5?2)，最優(yōu)選為10: (I?2)。本發(fā)明所述聚醚醚酮復(fù)合材料中，所述增塑劑的含量優(yōu)選為5?20重量份，更優(yōu)選為8?18重量份，更優(yōu)選為1?15重量份，最優(yōu)選為11?14重量份。本發(fā)明對所述增塑劑的其他特性沒有特別限制，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)產(chǎn)品要求、性能要求或是實(shí)際情況進(jìn)行優(yōu)選。
[0033]本發(fā)明所述復(fù)合材料優(yōu)選還包括色母，本發(fā)明對所述色母的種類和加入量沒有特別限制，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)產(chǎn)品要求、性能要求或是實(shí)際情況進(jìn)行優(yōu)選。
[0034]本發(fā)明還提供了一種聚醚醚酮復(fù)合材料的制備方法，包括以下步驟，
[0035]將聚醚醚酮樹脂、聚酰亞胺纖維和增塑劑混合后，再經(jīng)擠塑后得到聚醚醚酮復(fù)合材料。
[0036]本發(fā)明所述擠塑是指擠出成型，本發(fā)明對所述擠塑的具體工藝參數(shù)沒有特別限制，以本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的復(fù)合材料擠出工藝即可，本發(fā)明所述擠塑的溫度優(yōu)選為350?380°C，更優(yōu)選為355?375°C，更優(yōu)選為360?370°C，最優(yōu)選為362?368°C ；所述