CN102977549A - 改性peek、制备方法及其在通讯领域连接器上的应用 - Google Patents

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杨文光
孙克原
靳予
陈卓
陈佩民
孟杨
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Abstract

本发明提供一种改性PEEK、制备方法及其在通讯领域连接器上的应用。改性PEEK，由玻璃纤维（CF）、纳米SiO2和PEEK三元混合构成。改性PEEK的制备方法，包括以下步骤：一次真空干燥；高速混合；挤出造粒；二次真空干燥和注塑成型。已及改性PEEK在通讯领域连接器上的应用。本发明在PEEK中加入纳米SiO2和GF，使PEEK的硬度和耐磨性能均得到提高，本发明的改性PEEK用在通讯领域是一种开拓性的发明，改性PEEK的介电性能与陶瓷材料相近，可以代替陶瓷材料制作通讯领域连接器，可直接注塑成型，大大缩短加工时间，提高效率，降低成本。而且改性PEEK有着比陶瓷材料更好的机械性能，质量更轻，可以应用在更复杂、更恶劣的环境中。

Description

改性PEEK、制备方法及其在通讯领域连接器上的应用
技术领域
本发明涉及一种复合材料、制备方法及其在连接器上应用，尤其涉及一种改性PEEK、制备方法及其在通讯领域连接器上的应用。
背景技术
聚醚醚酮(PEEK)是一种全芳香族半结晶性的热塑性工程塑料,由于大分子链上含有刚性的苯环、柔顺的醚键及提高分子间作用力的羰基,结构规整,因而具有高耐热性、高强度、高模量、高断裂韧性等优异的综合性能。另外,PEEK尺寸稳定性好,线胀系数较小;耐腐蚀性与镍钢相近,对通常的化学药品除个别浓酸外均表现出极好的耐腐蚀性;自身阻燃,在火焰下释放烟和有毒气体少;韧性好,对循环应力的优良耐疲劳性是塑料中最出众的;摩擦学性能突出,摩擦系数低,承载能力和耐磨性比聚四氟乙烯(PTFE)高,可以在无润滑、高温、潮湿、腐蚀等严酷环境下使用;加工性能优异,可以按照热塑性塑料的加工方法进行注射、挤出、模压、吹塑、熔融拉丝、流延、发泡、静电喷涂等加工;还具有绝缘、耐水解、抗辐射能力强等特点,在许多工程领域具有广泛的应用前景。
目前通讯领域的连接器一般是用陶瓷材料制成，而使用陶瓷材料制造连接器的程序复杂，成本较高，且陶瓷的质量重，.脆性大，耐冲击能力低、易碎； 后加工的能力低；产品不易回收利用。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供一种改性PEEK、制备方法及其在通讯领域连接器上的应用。
为实现上述技术目的，本发明采取的技术方案为：一种改性PEEK，由玻璃纤维（CF）、纳米SiO2和PEEK三元混合构成。
作为本发明优选的技术方案，GF、纳米SiO2和PEEK的质量百分比为25%:5%:70%。
作为本发明优选的技术方案，所述GF纤维长度为8~12μm，所述纳米SiO2粒径为20nm。
本发明还提供了上述改性PEEK的制备方法，包括以下步骤：
一次真空干燥：采用真空干燥箱对PEEK粉末进行真空干燥，时间为2小时；
高速混合：采用高速混合机将PEEK粉末与GF粉末和纳米SiO2粉末进行混料，以使PEEK、GF和SiO2均匀共混；
挤出造粒：使用双螺杆配混挤出机对混合后的物料进行挤出造粒，形成挤出配料，再将挤出配料放在常温水中冷却至常温，然后将冷却后的挤出配料切粒；
二次真空干燥：使用真空干燥箱对切出的颗粒物料进行真空干燥处理；
注塑成型：采用常规注塑方法，将经过二次真空干燥处理后的颗粒物料制成符合要求的形状。
作为本发明优选的技术方案，一次真空干燥步骤中真空干燥的温度为120℃，时间为2小时。
作为本发明优选的技术方案，高速混合步骤中混料时选择6级转速，即1450r/min，混到均匀即可；所述GF、SiO2和PEEK的质量百分比为25%：5%：70%。
作为本发明优选的技术方案，挤出造粒步骤中切出的颗粒形成3毫米长的圆柱形颗粒物料。
作为本发明优选的技术方案，二次真空干燥步骤中真空干燥时温度为100℃，时间为24个小时。
作为本发明优选的技术方案，注塑成型步骤中注塑成型的射胶压力为100kg，射胶速度为80cm3/s，射胶保压时间为4秒，储料压力为120kg，储料速度为65cm3/s，烘料温度为150-180℃，模温为125℃，射嘴温度为305℃；加热时一段温度为395℃，二段温度为390℃，三段温度为385℃，四段温度为345℃；保压压力为115kg；冷却时间为8秒。
本发明还提供了上述改性PEEK在通讯领域连接器上的应用。
本发明在PEEK中加入纳米SiO2和GF，使PEEK的硬度和耐磨性能均得到提高，本发明的改性PEEK用在通讯领域是一种开拓性的发明，改性PEEK的介电性能与陶瓷材料相近，可以代替陶瓷材料制作通讯领域连接器，可直接注塑成型，大大缩短加工时间，提高效率，降低成本。而且改性PEEK有着比陶瓷材料更好的机械性能，具有可回收性，冲击强度高，耐冲击，使用寿命更长，质量更轻，可以应用在更复杂、更恶劣的环境中。
附图说明
图1为改性PEEK制备方法的流程示意图。
下面结合附图对本发明的具体实施方式做进一步说明。
具体实施方式
实施例1
本改性PEEK，由玻璃纤维（CF）、纳米SiO2和PEEK三元混合构成，GF、纳米SiO2和PEEK的质量百分比为25%:5%:70%。本实施例的改性PEEK能够长期置于138Mpa及204℃的环境中。也可短期置于172Mpa和260℃的环境，其长期使用温度在-100℃~260℃。
其机械性能参数见表1。
表1、改性PEEK机械性能参数表
项目 单位 参数
密度 g/cm3 1.35
拉伸强度 Mpa 155
断裂生长率 % >30
硬度 邵氏D 90-120
压缩强度 Mpa 215(平行方向)149（垂直方向）
缺口冲击强度 J/m 96
其介电性能参数参见表2。
表2、改性PEEK介电性能参数表
介电性能 单位 参数
体积电阻 Ω*cm 4.87*1016
表面电阻 Ω ≥1015
介电常数 1 MHz (εr) 3.2
介电损耗因数 1 MHz (tanδ) 0.003
本实施例的改性PEEK其介电性能和陶瓷材料接近，其机械性能完全能满足通讯领域连接器的需要，且能一次注塑成型，是代替陶瓷材料制造通讯领域连接器的良好替代品。
实施例2
参见图1，本改性PEEK的制备方法，依次包括以下步骤：
一次真空干燥：采用真空干燥箱对PEEK粉末进行真空干燥，真空干燥的温度为120℃，时间为2小时；
高速混合：采用高速混合机将PEEK粉末与GF粉末和纳米SiO2粉末进行混料，以使PEEK、GF和SiO2均匀共混，高速混合步骤中混料时选择6级转速，即1450r/min，混到均匀即可；所述GF、SiO2和PEEK的质量百分比为25%：5%：70%；
挤出造粒：使用双螺杆配混挤出机对混合后的物料进行挤出造粒，形成挤出配料，再将挤出配料放在常温水中冷却至常温，然后将冷却后的挤出配料切粒，形成3毫米长左右的圆柱形颗粒物料。
二次真空干燥：使用真空干燥箱对切出的颗粒物料进行真空干燥处理，真空干燥时温度为100℃，时间为24个小时；
注塑成型：采用常规注塑方法，将经过二次真空干燥处理后的颗粒物料制成符合要求的形状，注塑成型的射胶压力为100kg，射胶速度为80cm3/s，射胶保压时间为4秒，储料压力为120kg，储料速度为65cm3/s，烘料温度为150-180℃，模温为125℃，射嘴温度为305℃；加热时一段温度为395℃，二段温度为390℃，三段温度为385℃，四段温度为345℃；保压压力为115kg；冷却时间为8秒。
上述过程中，真空干燥机采用南航沃环科技实业有限公司生产de 型号为DZF—60 90型的真空干燥机。 

Claims (10)

1.一种改性PEEK，其特征在于：由GF、纳米SiO2和PEEK三元混合构成。
2.根据权利要求1所述的改性PEEK，其特征在于：GF、纳米SiO2和PEEK的质量百分比为25%:5%:70%。
3.根据权利要求1或2所的改性PEEK，其特征在于：所述GF纤维长度为8~12μm，所述纳米SiO2粒径为20nm。
4.权利要求1或2或3所述的改性PEEK的制备方法，包括以下步骤：
一次真空干燥：采用真空干燥箱对PEEK粉末进行真空干燥；
高速混合：采用高速混合机将PEEK粉末与GF粉末和纳米SiO2粉末进行混料，以使PEEK、GF和SiO2均匀共混；
挤出造粒：使用双螺杆配混挤出机对混合后的物料进行挤出造粒，形成挤出配料，再将挤出配料放在常温水中冷却至常温，然后将冷却后的挤出配料切粒；
二次真空干燥：使用真空干燥箱对切出的颗粒物料进行真空干燥处理；
注塑成型：采用常规注塑方法，将经过二次真空干燥处理后的颗粒物料制成符合要求的形状。
5.根据权利要求4所述的改性PEEK的制备方法，其特征在于：一次真空干燥步骤中真空干燥的温度为120℃，时间为2小时。
6.根据权利要求5所述的改性PEEK的制备方法，其特征在于：高速混合步骤中混料时选择6级转速，即1450r/min，混到均匀即可；所述GF、SiO2和PEEK的质量百分比为25%：5%：70%。
7.根据权利要求6所述的改性PEEK的制备方法，其特征在于：挤出造粒步骤中切出的颗粒形成3毫米长左右的圆柱形颗粒物料。
8.根据权利要求7所述的改性PEEK的制备方法，其特征在于：二次真空干燥步骤中真空干燥时温度为100℃，时间为24个小时。
9.根据权利要求8所述的改性PEEK的制备方法，其特征在于：注塑成型步骤中注塑成型的射胶压力为100kg，射胶速度为80cm3/s，射胶保压时间为4秒，储料压力为120kg，储料速度为65cm3/s，烘料温度为150-180℃，模温为125℃，射嘴温度为305℃；加热时一段温度为395℃，二段温度为390℃，三段温度为385℃，四段温度为345℃；保压压力为115kg；冷却时间为8秒。
10.权利要求1至3中任一所述的改性PEEK在通讯领域连接器上的应用。
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