抗靜電peek樹(shù)脂材料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及抗靜電PEEK樹(shù)脂材料及其制備方法，屬于樹(shù)脂材料領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 聚醚醚酮（PEEK)是分子主鏈中含有鏈節(jié)的線性芳香族高分子化合物，是一種耐 高溫、高性能的熱塑性特種工程塑料。PEEK有著良好的機(jī)械性能和耐化學(xué)品、耐磨損、耐水 解等性能；比重輕，自潤(rùn)滑性能好，具有非常好的加工性能，可以應(yīng)用到航空、機(jī)械、電子、化 工、汽車等高科技工業(yè)領(lǐng)域，尤其可制造使用在速度高達(dá)350KM/h的高速鐵路列車上的高 要求的機(jī)械零部件，如齒輪、軸承、活塞環(huán)、支撐環(huán)、密封環(huán)（函）、閥片、耐磨圈等，有代替?zhèn)?統(tǒng)金屬材料的趨勢(shì)。PEEK材料具有極好的絕緣性，其表面電阻率很高，達(dá)到10 14-1016 Ω ·cm， 因此人們研制出了抗靜電PEEK材料，采用碳纖維或炭黑等導(dǎo)電材料共混得到成品。但由于 碳纖維的團(tuán)聚作用，加入PEEK中會(huì)導(dǎo)致整體材料韌性變差，而且碳纖維在PEEK基質(zhì)中分布 不均勻，影響到材料表面電阻。僅加入炭黑類的材料對(duì)PEEK樹(shù)脂的力學(xué)性能改善作用極其 有限。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的是提供一種抗靜電PEEK樹(shù)脂材料，具有優(yōu)秀的力學(xué)性能和較低的 表面電阻。
[0004] 為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：一種抗靜電PEEK樹(shù)脂材料，由68-84 份PEEK，15-30份短切碳纖維，1-2份碳納米管制成，其中所述碳納米管經(jīng)過(guò)磺化PEEK表面 處理，磺化PEEK的磺化度為70-80,短切碳纖維經(jīng)表面氧化處理。
[0005] 優(yōu)選的，所述短切碳纖維的短切長(zhǎng)度為2-5mm，直徑7um。
[0006] 優(yōu)選的，所述碳納米管為多壁碳納米管，管徑8-15nm，長(zhǎng)度50um，堆積密度0. 27g/ cm3〇
[0007] 本發(fā)明還提供了上述的抗靜電PEEK樹(shù)脂材料的制備方法，其步驟包括：
[0008] A、將合適重量的磺化PEEK溶于水中，加入碳納米管，攪拌后抽濾，干燥、粉碎，其 中磺化PEEK與碳納米管的質(zhì)量比為1:50 ;
[0009] B、將短切碳纖維置于500°C環(huán)境中處理6-8小時(shí)；
[0010] C、步驟A制得的碳納米管粉末、步驟B制得短切碳纖維和PEEK粉末加入分散劑 中，充分?jǐn)嚢枰允顾胁牧暇鶆蚬不欤?br>[0011] D、抽濾，將混合后的材料放入395-400°C的熱壓模具模腔中，待熔融后，在lOMpa 壓力下成型，冷卻脫模；
[0012] E、脫模后的材料在250°C保溫60min，整個(gè)保溫過(guò)程壓力為4Mpa，得到成品。優(yōu)選 的，所述分散劑為乙醇。
[0013] 本發(fā)明在PEEK中添加短切碳纖維和碳納米管，可以有效提高PEEK材料的耐磨性、 拉伸強(qiáng)度和模量等性能，降低表面電阻。碳納米管和短切碳纖維采用不同方法進(jìn)行表面改 性，其在PEEK基質(zhì)中的分散相對(duì)同一方法進(jìn)行表面改性處理的更為均勻，減少團(tuán)聚，樹(shù)脂 材料中碳纖維、碳納米管與PEEK結(jié)合更緊密，對(duì)提高材料力學(xué)性能、降低表面電阻有幫助。
【具體實(shí)施方式】
[0014] 實(shí)施例1
[0015] 本抗靜電PEEK樹(shù)脂材料的制備方法，其步驟包括：
[0016] A、將磺化PEEK溶于水中，加入碳納米管，攪拌后抽濾，干燥、粉碎，其中磺化PEEK 與碳納米管的質(zhì)量比為1:50 ;
[0017] B、將短切碳纖維置于500°C環(huán)境中處理6小時(shí)；
[0018] C、68份PEEK粉末與步驟A制得的碳納米管粉末2份、步驟B制得的短切碳纖維 30份加入乙醇中，充分?jǐn)嚢枰允顾胁牧暇鶆蚬不欤?br>[0019] D、抽濾，乙醇回收，將混合后的材料放入395-400°C的熱壓模具模腔中，待熔融后， 在lOMpa壓力下成型，冷卻脫模；
[0020] E、脫模后的材料在250°C保溫60min，整個(gè)保溫過(guò)程壓力為4Mpa，得到成品。
[0021] 對(duì)制得的抗靜電PEEK樹(shù)脂材料進(jìn)行性能測(cè)試，測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表1。
[0022] 實(shí)施例2
[0023] 本抗靜電PEEK樹(shù)脂材料的制備方法，其步驟與實(shí)施例基本一致，區(qū)別在于： PEEK84份，碳納米管1份，短切碳纖維15份，短切碳纖維處理時(shí)間為8小時(shí)。
[0024] 對(duì)制得的抗靜電PEEK樹(shù)脂材料進(jìn)行性能測(cè)試，測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表1。
[0025] 實(shí)施例3
[0026] 本抗靜電PEEK樹(shù)脂材料的制備方法，其步驟與實(shí)施例基本一致，區(qū)別在于： PEEK73. 5份，碳納米管1. 5份，短切碳纖維25份，短切碳纖維處理時(shí)間為7小時(shí)。
[0027] 對(duì)制得的抗靜電PEEK樹(shù)脂材料進(jìn)行性能測(cè)試，測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表1。
[0028] 對(duì)比例1
[0029] 本抗靜電PEEK樹(shù)脂材料的制備方法為
[0030] A、將25份短切碳纖維、1. 5份碳納米管和73. 5份PEEK粉末加入乙醇中，充分?jǐn)嚢?以使所有材料均勻共混；
[0031] C、抽濾，將混合后的材料放入395-400°C的熱壓模具模腔中，待熔融后，在lOMpa 壓力下成型，冷卻脫模；
[0032] D、脫模后的材料在250°C保溫60min，整個(gè)保溫過(guò)程壓力為4Mpa，得到成品。
[0033] 對(duì)制得的抗靜電PEEK樹(shù)脂材料進(jìn)行性能測(cè)試，測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表1。
[0034]
[0035] 備注：摩擦磨損試驗(yàn)條件：初始負(fù)荷196N，轉(zhuǎn)速200r/min,干摩擦2h。對(duì)磨輪：45 鋼，42-45HRC。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種抗靜電PEEK樹(shù)脂材料，其特征在于：由68-84份PEEK，15-30份短切碳纖維，1-2 份碳納米管制成，其中所述碳納米管經(jīng)過(guò)磺化PEEK表面處理，磺化PEEK的磺化度為70-80， 短切碳纖維經(jīng)表面氧化處理。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的抗靜電PEEK樹(shù)脂材料，其特征在于：所述短切碳纖維的短切 長(zhǎng)度為2_5mm，直徑7um〇3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的抗靜電PEEK樹(shù)脂材料，其特征在于：所述碳納米管為多壁碳 納米管，管徑8-15nm，長(zhǎng)度50um，堆積密度0· 27g/cm3。4. 一個(gè)權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的抗靜電PEEK樹(shù)脂材料的制備方法，其步驟包括： A、 將合適重量的磺化PEEK溶于水中，加入碳納米管，攪拌后抽濾，干燥、粉碎，其中磺 化PEEK與碳納米管的質(zhì)量比為1:50 ; B、 將短切碳纖維置于500°C環(huán)境中處理6-8小時(shí)； C、 步驟A制得的碳納米管粉末、步驟B制得短切碳纖維和PEEK粉末加入分散劑中，充 分?jǐn)嚢枰允顾胁牧暇鶆蚬不欤? D、 抽濾，將混合后的材料放入395-400°C的熱壓模具模腔中，待熔融后，在lOMpa壓力 下成型，冷卻脫模； E、 脫模后的材料在250°C保溫60min，整個(gè)保溫過(guò)程壓力為4Mpa，得到成品。5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的抗靜電PEEK樹(shù)脂材料的制備方法，其特征在于：所述分散劑 為乙醇。
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種抗靜電PEEK樹(shù)脂材料，由68-84份PEEK，15-30份短切碳纖維，1-2份碳納米管制成，其中所述碳納米管經(jīng)過(guò)磺化PEEK表面處理，磺化PEEK的磺化度為70-80，短切碳纖維經(jīng)表面氧化處理。本發(fā)明在PEEK中添加短切碳纖維和碳納米管，可以有效提高PEEK材料的耐磨性、拉伸強(qiáng)度和模量等性能，降低表面電阻。碳納米管和短切碳纖維采用不同方法進(jìn)行表面改性，其在PEEK基質(zhì)中的分散相對(duì)同一方法進(jìn)行表面改性處理的更為均勻，減少團(tuán)聚，樹(shù)脂材料中碳纖維、碳納米管與PEEK結(jié)合更緊密，對(duì)提高材料力學(xué)性能、降低表面電阻有幫助。
【IPC分類】C08L61/16, C08K9/00, C08K7/06, C08K7/24
【公開(kāi)號(hào)】CN105524412
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510738521
【發(fā)明人】楊文光, 陳佩民, 靳予, 孫克原, 楊勇
【申請(qǐng)人】南京肯特復(fù)合材料有限公司, 南京肯特新材料有限公司, 南京加閥機(jī)械有限公司, 南京潤(rùn)特新材料有限公司
【公開(kāi)日】2016年4月27日
【申請(qǐng)日】2015年11月3日