CN101648422A - 一种聚醚醚酮管材的制备方法 - Google Patents

一种聚醚醚酮管材的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种以聚醚醚酮管材的制备方法。该方法以聚醚醚酮(PEEK)或改性聚醚醚酮为主要原料，在模具中冷压处理，烧结，再进行一段时间的热压，脱模，最后将管材在烘箱中进行热处理。本发明提供制作方法简单，生产条件易控制，制作的产品结晶度高、尺寸稳定性好。本发明主要用于加工轴承、垫片、密封件、电镀环、活塞环、止逆环、支承环、泵体或阀门零部件。

Description

一种聚醚醚酮管材的制备方法
技术领域
本发明属于工程塑料管材及其制备领域，特别涉及一种以聚醚醚酮为主要原料管材的制备方法。
背景技术
聚醚醚酮(PEEK)是高效能聚合物，具备独特属性，成为今日与未来最苛求之应用的理想选择。作为金属、合成物、与其它聚合物之替代品，聚醚醚酮因其卓越属性组合而成为工程上之解决方案。聚醚醚酮具有多种优良特性如耐高温性、耐磨性、耐化学腐蚀性、耐水解性、绝缘性、绝佳的强度和韧性、稳定性、防火和无毒等性能。
PEEK由于其独特的性能，目前已经应用很多，但现在的应用绝大多数都是利用棒材或者板材加工成所需要的结构件，但浪费了大量的原料和加工费，尤其是用于密封方面的结构件，加工成一件制品，将浪费3倍以上的原料，而聚醚醚酮管材则避免原料的浪费。
目前，工业生产的聚醚醚酮管材壁厚较厚(30mm)、高度较高(大于70mm)，而且生产工艺一般采用模压成型，在生产过程中管材会产生气孔、气泡或者致密度不够，严重影响其品质，限定了其应用。
发明内容
本发明的目的针对国内现有聚醚醚酮管材工艺技术不足，提供一种聚醚醚酮管材的制备方法，该管材克服现有技术的缺点，提供一种大直径、高长度的厚壁管材，本发明工艺简单，生产成本低，产品结晶度高、尺寸稳定性好。
本发明的技术方案如下：
(1)聚醚醚酮(PEEK)或改性聚醚醚酮(PEEK)在使用前必须烘干，粉料在120℃-160℃下烘置2-4小时，粒料在150℃下烘置4-6小时；
所述的改性聚醚醚酮为聚醚醚酮通过添加聚醚砜(PPES)、聚砜(PSF)、聚四氟乙烯(PTFE)、微粉聚合物添加剂、石墨、二硫化钼、玻纤、碳纤、陶瓷粉等一种或其中任意几种的混合物。
(2)模具在使用前需要在120℃-160℃下预处理，选取好脱模剂包附或涂附；
脱模剂的选取：选用耐高温薄膜或铜皮、锡箔纸、聚四氟乙烯粉、石墨，如果留加工量过大，可选取普通的纸张来包袱芯子；最优选择为有机硅化合物和稀释剂石油醚。
(3)冷压：将预处理好的原料按照成品重量的102％-110％称取，放入模具后，放置到液压机上加压到700-1000Kg/cm2，保压1-3分钟；
(4)烧结：将装好料的模具放入已经升温到380-400℃的烤箱中，保温；
(5)热压：快速取出模具放置在压机上，冷却5-10分钟后，加压到400-600Kg/cm2，保压15-20分钟；
(6)脱模：在步骤5完成后，待温度降到180-200℃脱模；
(7)热处理：在步骤6完成后，将管材放置在200-260℃的烘箱中进行热处理，根据制品的厚度来定热处理时间，每10mm厚处理40-80分钟。
传统的模压工艺是在压机上直接加温加压，生产效率低、保温比较困难，而本生产工艺是压机只冷压，带模具在烧结炉中固化，然后热压定型，生产效率高，节省电能，最大的一个优势是，烧结后受热膨胀，内部有较多的气体产生，经过热压后，排出了内部气体，使产品不容易产生气孔，并且致密度较好。
本发明提供制作方法简单，无特殊的设备要求，生产条件易满足、易控制，制作的产品结晶度高、尺寸稳定性好、易加工。本发明主要用于加工轴承、垫片、密封件、电镀环、活塞环、止逆环、支承环、泵体或阀门零部件。
附图说明
图1产品制造模具(1导料筒  2内套  3上垫环  4产品  5外筒  6下垫环)
具体实施例
实施例1
首先取已经烘置4小时的PEEK粉料1.8Kg，置于模具中(见图1)，在350吨的压机上加压到15MPa，保压3分钟，然后取掉辅助加料部分，将模具置于380℃的烧结炉中加热8小时，取出模具在350吨的压机上加压到10MPa，冷却40分钟，待温度降到180℃脱模，将管材放置在200℃的烘箱中进行热处理，就得到￠260*210*80的产品，该产品可以用来加工轴承、垫片、密封件、电镀环、活塞环、止逆环、支承环、泵体或阀门零部件。用这样的产品主要生产电镀环，这种选择性电镀是一种高速、经济的电镀方式，适用于IC、二极管、三极管、连接器、LED等电子元器件的引线框架电镀。由于能做到对功能区有目的的选择性电镀，电镀面积小，能达到较高的速度(最高18米每分钟)及节约金、银等贵金属的效果。
实施例2
首先取已经烘置4小时的PEEK粉料1.2KG，置于模具中(见图1)，在500吨的压机上加压到20MPa，保压3分钟，然后取掉辅助加料部分，将模具置于390℃的烧结炉中加热8小时，取出模具在500吨的压机上加压到10MPa，冷却40分钟，待温度降到190℃脱模，将管材放置在240℃的烘箱中进行热处理，就得到￠200*175*80的产品，该产品可以用来加工轴承、垫片、密封件、电镀环、活塞环、止逆环、支承环、泵体或阀门零部件。用这种规格的毛坯可以生产￠198*178*10的支承环。
实施例3
首先取已经烘置4小时的PEEK改性粉料(PEEK+石墨+二硫化钼+玻纤+PTFE)2KG，置于模具中(见图1)，在500吨的压机上加压到18MPa，保压3分钟，然后取掉辅助加料部分，将模具置于390℃的烧结炉中加热10小时，取出模具在500吨的压机上加压到10MPa，冷却40分钟，待温度降到200℃脱模，将管材放置在260℃的烘箱中进行热处理，就得到￠260*210*85的产品，该产品可以用来加工轴承、垫片、密封件、活塞环、止逆环、支承环、泵体或阀门零部件。
实施例4
首先取已经烘置4小时的PEEK改性粉料(PEEK+石墨+二硫化钼+碳纤+PTFE)2KG，置于图1模具中，在500吨的压机上加压到20MPa，保压3分钟，然后取掉辅助加料部分，将模具置于390℃的烧结炉中加热10小时，取出模具在500吨的压机上加压到10MPa，冷却40分钟，脱模，就得到￠260*210*85的产品，该产品可以用来加工轴承、垫片、密封件、活塞环、止逆环、支承环、泵体或阀门零部件。
实施例5
首先取已经烘置4小时的PEEK改性粉料(PEEK+石墨+二硫化钼+碳化硅+PTFE)2KG，，置于图1模具中，在500吨的压机上加压到20MPa，保压3分钟，然后取掉辅助加料部分，将模具置于400℃的烧结炉中加热8小时，取出模具在500吨的压机上加压到10MPa，冷却40分钟，脱模，就得到￠260*210*83的产品，该产品可以用来加工轴承、垫片、密封件、活塞环、止逆环、支承环、泵体或阀门零部件。

Claims (4)

1、一种聚醚醚酮管材的制备方法，其特征在于：
(1)聚醚醚酮(PEEK)或改性聚醚醚酮在使用前必须烘干，粉料在120-160℃下烘置2-4小时，粒料在150℃下烘置4-6小时；
(2)模具在使用前需要在120-160℃下预处理，选取好脱模剂包附或涂附；
(3)冷压：将预处理好的原料按照成品重量的102-110％称取，放入模具后，放置到液压机上加压到700-1000Kg/cm2，保压1-3分钟；
(4)烧结：将装好料的模具放入已经升温到380-400℃的烤箱中，保温；
(5)热压：快速取出模具放置在压机上，冷却5-10分钟后，加压到400-600Kg/cm2，保压15-20分钟；
(6)脱模：在步骤5完成后，待温度降到180-200℃脱模；
(7)热处理：在步骤6完成后，将管材放置在200-260℃的烘箱中进行热处理，根据制品的厚度来定热处理时间，每10mm厚处理40-80分钟。
2、如权利要求1所述的一种聚醚醚酮管材的制备方法，其特征在于所述的改性聚醚醚酮为聚醚醚酮通过添加聚醚砜(PPES)、聚砜(PSF)、聚四氟乙烯(PTFE)、微粉聚合物添加剂、石墨、二硫化钼、玻纤、碳纤、陶瓷粉等一种或其中任意几种的混合物。
3、如权利要求1所述的一种聚醚醚酮管材的制备方法，其特征在于所述的脱模剂为选用耐高温薄膜或铜皮、锡箔纸、聚四氟乙烯粉、石墨，也可选取普通的纸张来包袱芯子，还可选择为有机硅化合物和稀释剂石油醚。
4、权利要求1至3中所述的一种聚醚醚酮管材在加工轴承、垫片、密封件、电镀环、活塞环、止逆环、支承环、泵体或阀门零部件中的应用。
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