CN102558760B

CN102558760B - 聚醚醚酮树脂改性材料及其制作方法和用途

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Publication number: CN102558760B
Application number: CN201210001061.0A
Authority: CN
Inventors: 宋广山; 宋渊
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2012-01-05
Filing date: 2012-01-05
Publication date: 2014-10-01
Anticipated expiration: 2032-01-05
Also published as: CN102558760A

Abstract

本发明提供了一种聚醚醚酮树脂改性材料及其制作方法和用途。该材料的组分是聚醚醚酮、聚四氟、聚醚砜、聚苯硫、二氧化钛、碳纤维和玻璃纤维按一定重量配比。制作方法包括：1）称量；2）混合；3）将混和的粉料在研磨系统中磨成微米级或纳米级；4）将磨好的粉料、碳纤维、二氧化钛和玻璃纤维一起在300℃～360℃的温度进行二次交联造粒。该材料用于取代各种高分子工程材料及有色金属材料，它具有高分子材料的抗腐蚀性、高绝缘性能、低密度性和易加工性能，又具有有色金属的综合机械性能、抗冲击性能、耐高温性能（270℃）和尺寸稳定性能，还具有无机材料的阻燃性能和抗老化性能。

Description

聚醚醚酮树脂改性材料及其制作方法和用途

技术领域

本发明涉及一种基础材料，尤其是一种聚醚醚酮（PEK）树脂改性高分子合金材料（ST-C）及其制作方法和用途。该ST-C材料可以用于取代各种高分子工程材料及有色金属材料。

背景技术

为改善高分子材料的性能，拓展应用市场对高分子材料进行改性，从而提高材料的综合机械性能，挖掘材料潜在的各种功能是人类材料工业最流行的方法，在许多领域广泛应用，例如：普碳钢渗入各种金属元素而成为合金钢，彻底改变了普碳钢自身的各种性能，玻璃是单纯的硅制品，经改性后变成从防弹玻璃到柔性玻璃等各种性能玻璃。

聚苯硫醚（PEK）是单一的抗蚀性能极强的树脂，经改性后，不仅保留了其本身的特性，其综合机械性能、粘接性能，相容性能都得到了大幅度的提高，同时大幅度地提高了性价比。

但是，如何对聚苯硫醚（PEK）进行改性，改性后要不仅保留其本身的特性，同时使其综合机械性能、粘接性能和相容性能都能得到大幅度的提高，另外还能大幅度地提高性价比，这是人们一直研究的重要课题。

发明内容

本发明提供了一种特殊的材料及其合成技术，具体是聚醚醚酮树脂改性材料及其制作方法和用途。该技术是对对聚醚醚酮（PEK）进行改性，使聚醚醚酮（PEK）改性后的合金材料（ST-C）具有高绝缘、高强度、耐冲击、高抗蚀、耐高温、能阻燃，尺寸稳定、相容性能好、抗老化性能更优异。

本发明的技术方案如下：

一种聚醚醚酮（PEK）树脂改性材料（ST-C），由下列组分组成（按重量百分比计）：

聚醚醚酮（PEK）10—30%，聚四氟（FTFE）10—15%，聚醚砜（PES）4—14%，聚苯硫醚（PPS）8—30%，二氧化钛（TiO₂）5—14%，碳纤维5—30%，玻璃纤维15—30%。

较好的，由下列组分组成（按重量百分比计）：

聚醚醚酮20—28%、聚四氟8—10%、聚醚砜10—14%，聚苯硫醚10—25%，二氧化钛5—10%，碳纤维5—10%、玻璃纤维15—18%。

更好的，由下列组分组成（按重量百分比计）：

聚醚醚酮22—28%、聚四氟5—10%、聚醚砜6—8%、聚苯硫醚10—28%，二氧化钛5—10%，碳纤维5—10%、玻璃纤维15—24%。

优选的，由下列组分组成（按重量百分比计）：

聚醚醚酮20—30%、聚四氟5—8%、聚醚砜5—8%、聚苯硫醚10—26%，二氧化钛5—10%，碳纤维5—10%、玻璃纤维10—26%。

上述聚苯硫醚树脂改性材料（ST-C）的制作方法，包括如下步聚：

（1）将各种组分进行检测、称量、置于各种容器中；

（2）将聚醚醚酮、聚四氟、聚醚砜、聚苯硫醚和二氧化钛置混合罐中搅拌均匀；

（3）将混合均匀的物料置于研磨系统，研磨成微米或纳米级；

（4）将研磨好的微粉和碳纤维、玻璃纤维一起在300℃～360℃的温度进行二次交联造粒。

上述聚醚醚酮树脂改性材料（ST-C）的用途，包括：

1).取代各种有色金属；

2).取代各种特种工程塑料；

3).用于高腐蚀领域的石油、天然气和化工系统；

4).用于食品、医药和供水行业；

5).用于电子、电器行业；

6).用于宇航工业、船舶工业和军事工业。

上述聚醚醚酮树脂改性材料（ST-C），还可以用于制造高强度和高防腐的ST-C专用产品，即ST-C石油、天然气套管；ST-C石油、天然气、火电厂专用脱硫管；ST-C抽油、抽气复合管； ST-C阀门、ST-C泵；ST-C军用防弹衣、防弹帽；ST-C军用盾牌；ST-C免维护消防栓；所述ST-C专用产品即聚醚醚酮树脂改性材料专用产品。

上述聚醚醚酮树脂改材料专用产品（ST-C专用产品）的制造都包括如下步骤：

①.将聚醚醚酮树脂改材料（ST-C）在120℃～150℃的温度下，进行风干2～4小时，挤塑机调整在280～330℃预热；

②.将产品模具安装到位，清理完原注塑机内异物；

③.在280～330℃的工作条件下进行注射成形。

本发明的有益效果：

本发明是将聚醚醚酮（PEK）经改性的高分子合金复合材料，亦称ST-C材料，本发明材料（ST-C）与聚醚醚酮（PEK）的性能对比如下表一所示。用本发明制作的复合材料（ST-C）具有耐腐蚀、耐高温、高绝缘、高强度、耐冲击性能等多种优异特性，用于取代现有的工程塑料、有色金属，具有特殊意义。

表一 ST-C材料与PEK性能对比

经实验表明，采有本发明的技术方案生产的聚醚醚酮树脂改性材料（ST-C）具有如下综合性能：

1.高绝缘：本材料（ST-C）制作的产品可广泛应用于电子、电器行业。

2.耐高温：用于取代各种特种工程塑料，提高应用的适应性、拓展应用领域。

3.耐腐蚀：可以将产品进入各种高腐蚀领域，尤其是石油、天然气、化工系统。

4.无毒、无害、无污染：本复合产品可以广泛应用于食品、医药、供水行业的产品制作。

5.高强度：可以用于取代各种有色金属，可以大幅度降低生产成本。

6.比重小：本材料用于宇航工业、船舶工业、军事等工业可大幅度降低产品重量（铜的五分之一重），提高设备的操控性，也有利于武器的轻量化。

本发明材料（ST-C）的性能如下表二。

表二 ST-C材料检测数据一览表

本聚醚醚酮树脂改性材料（ST-C），既具有高分子材料的抗腐蚀性、高绝缘性、低密度性和易加工性，又具有有色金属的综合机械性能、抗冲击性能、耐高温性能（270℃）和尺寸稳定性能，还具有无机材料的阻燃性和抗老化性。同时，还具有现有的工程塑料、有色金属材料无法具备的相容性和高粘结性，且无毒、无害、无污染、比重轻。

具体实施方式

实施例1～10

以下表三中是本发明聚醚醚酮树脂改性材料（ST-C）材料的10组配方（组分含量为重量百分比）

表三

实施例11

一种聚醚醚酮（PEK）树脂改性材料（ST-C）的制备方法，包括如下步聚：

(1）选择上述实施例1～10的配方，将各种料进行检测、称量，置于各自容器中, 分别研磨至微米级；

(2）将PEK、FTFE、PPS、PES 和TiO₂按所述顺序一边混合、一边倒入混合罐中；

(3）将混均匀的粉料置于研磨系统，研磨成纳米级；

(4）将研磨好的粉料和已称量的碳纤维、玻璃纤维一起在335℃～350℃的温度进行二次交联造粒，制得本发明ST-C材料。

实施例12

用本聚醚醚酮树脂改性材料（ST-C）制作产品的方法，按以下步聚进行：

①.将ST-C材料进行风干（130℃）3小时，挤塑机调整在320℃预热；

②.将产品模具安装到位，清理完原注塑机内异物；

③.在320℃的工作条件下进行注射成形。

现以本发明聚醚醚酮树脂改性材料（ST-C）制作的专用产品为例，说明技术、经济效果。

1、用本发明技术方案生产的ST-C石油、天然气套管是中国复管线史上一重大的革命性的突破，与现用合金钢管相比，提高了产品使用寿命10倍以上，综合成本降低了100%-300%以上。

2、用本发明技术方案生产的ST-C复合管是中国复管线史上一重大突破，保证了管线不污染介质而介质又无法腐蚀管线。完全解决了我国各类介质（除含氧强酸外）输送管线存在的向题，使我国用量最大的供水、供气、供石油、以及高腐蚀管线的各种要求都得到了满足，与普通钢管相比，提高了产品使用寿命10倍以上，和现用的防腐管线相比，综合成本降低了50%-100%以上。

3、用ST-C材料制作的ST-C空调纳子比原来的铜纳子提高使用寿命10倍以上，成本降低40%以上。

4、用ST-C材料制作的阀门专用ST-C滑板、ST-C滑芯比原用聚四氟滑板滑芯提高使用寿命10倍以上，成本降低40%以上。

5、用ST-C材料制作的汽车专用ST-C雨刮器齿轮在不增加成本的条件下比原有的工程塑料齿轮提高使用寿命5倍以上。

6、用ST-C材料制作ST-C管用嵌件，比原来的铜嵌件提高使用寿命10以上，成本下降50%以上。

Claims

1. 一种聚醚醚酮树脂改性材料，其特征在于所述材料的各组份重量百分比为：

聚醚醚酮20—30%、聚四氟5—8%、聚醚砜5—8%、聚苯硫醚10—26%，二氧化钛5—10%，碳纤维5—10%、玻璃纤维10—26%；

该聚醚醚酮树脂改性材料采用以下步骤制得：

（1）将各种组分进行检测、称量、置于各种容器中；

（4）将研磨好的微粉和碳纤维、玻璃纤维一起在335℃～350℃的温度进行二次交联造粒。

2.按权利要求1所述的聚醚醚酮树脂改性材料的用途：

1).取代各种有色金属；

2).取代各种特种工程塑料；

3).用于高腐蚀领域的石油、天然气和化工系统；

4).用于食品、医药和供水行业；

5).用于电子、电器行业；

6).用于宇航工业、船舶工业和军事工业。

3.按权利要求1所述的聚醚醚酮树脂改性材料，其特征在于：用于制造高强度和高防腐的聚醚醚酮树脂改性材料专用产品，该聚醚醚酮树脂改性材料专用产品的制造都包括如下步骤：

①.将聚醚醚酮树脂改性材料在120℃～150℃的温度下，进行风干2～4小时，注塑机调整在280～330℃预热；

②.将产品模具安装到位，清理完原注塑机内异物；

③.在280～330℃的工作条件下进行注射成形。