CN104788897A - 一种纳米改性聚醚醚酮材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于高分子材料领域，公开了一种纳米改性聚醚醚酮材料及其制备方法，所述的材料包括纳米氮化硅粉末4-9份、纳米三氧化二铝粉末2-7份、纳米氮化钛粉末5-8份、纳米硼化锆粉末4-7份、玻璃纤维5-15份、聚醚醚酮35-50份、钛酸四丁酯2-4份、邻苯二甲酸二环己酯0.1-0.5份。制备方法包括以下步骤：（1）分别将上述的各成分均投入至高速混合机中，混合均匀后备用；（2）将步骤（1）混合均匀后的混合材料用双螺杆挤出机挤出。本发明的技术方案有效提高了聚醚醚酮材料的机械性能如拉伸强度、弯曲强度，另外还有效的提高了聚醚醚酮材料的耐磨性能。
Description
技术领域
本发明属于高分子材料领域，涉及一种聚醚醚酮材料及其制备方法，特别涉及一种纳米改性聚醚醚酮材料及其制备方法。
背景技术
聚醚醚酮(PEEK)树脂是一种性能优异的特种工程塑料，与其他特种工程塑料相比具有 更多显著优势，耐正高温260度、机械性能优异、自润滑性好、耐化学品腐蚀、阻燃、耐剥离性、耐磨等。可用于高端的机械和航空等科技。 PEEK树脂是理想的电绝缘体，在高温、高压和高湿度等恶劣的工作条件下，仍能保 持良好的电绝缘性能，因此电子信息领域逐渐成为PEEK树脂第二大应用领域，制造输送 超纯水的管道、阀门和泵，在半导体工业中，常用来制造晶圆承载器、电子绝缘膜片以及各种连接器件。
聚醚醚酮材料的纳米改性方法较多，采用的方法和成分也不尽相同，本发明的目的是提高聚醚醚酮材料的机械性能和耐磨强度。
发明内容
要解决的技术问题：本发明的目的是提供一种纳米改性聚醚醚酮材料及其制备方法，提高制备得到的聚醚醚酮材料的拉伸强度、弯曲强度和耐磨性能。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种纳米改性聚醚醚酮材料，所述的材料由以下成分按重量份组成：
纳米氮化硅粉末 4-9份、
纳米三氧化二铝粉末 2-7份、
纳米氮化钛粉末 5-8份、
纳米硼化锆粉末 4-7份、
玻璃纤维 5-15份、
聚醚醚酮 35-50份、
钛酸四丁酯 2-4份、
邻苯二甲酸二环己酯 0.1-0.5份。
进一步的，所述的一种纳米改性聚醚醚酮材料，由以下成分按重量份组成：
纳米氮化硅粉末 5-7份、
纳米三氧化二铝粉末 3-6份、
纳米氮化钛粉末 6-7份、
纳米硼化锆粉末 5-6份、
玻璃纤维 8-12份、
聚醚醚酮 40-48份、
钛酸四丁酯 3-4份、
邻苯二甲酸二环己酯 0.2-0.4份。
更进一步的，所述的一种纳米改性聚醚醚酮材料，所述的材料由以下成分按重量份组成：
纳米氮化硅粉末 6份、
纳米三氧化二铝粉末 4份、
纳米氮化钛粉末 7份、
纳米硼化锆粉末 6份、
玻璃纤维 10份、
聚醚醚酮 44份、
钛酸四丁酯 4份、
邻苯二甲酸二环己酯 0.3份。
所述的一种纳米改性聚醚醚酮材料的制备方法，所述的制备方法包括以下步骤：
（1）分别按重量取纳米氮化硅粉末4-9份、纳米三氧化二铝粉末2-7份、纳米氮化钛粉末5-8份、纳米硼化锆粉末4-7份、玻璃纤维5-15份、聚醚醚酮35-50份、钛酸四丁酯2-4份、邻苯二甲酸二环己酯0.1-0.5份，将上述的各成分均投入至高速混合机中，混合均匀后备用；
（2）将步骤（1）混合均匀后的混合材料用双螺杆挤出机挤出，双螺杆挤压时各区温度为：
第一区温度160-175℃，第二区温度180-190℃，第三区温度190-205℃，第四区温度210-220℃；机头温度为240-250℃；双螺杆挤出机长径比为20:1-30:1。
进一步的，所述的一种纳米改性聚醚醚酮材料的制备方法，步骤（2）中双螺杆挤出机长径比为25:1。
进一步的，所述的一种纳米改性聚醚醚酮材料的制备方法，步骤（2）中机头温度为245℃。
有益效果：本发明的纳米改性聚醚醚酮材料区别于常规的聚醚醚酮改性方法，在聚醚醚酮材料的基础上，加入了纳米粉末，有效提高了聚醚醚酮材料的机械性能如拉伸强度、弯曲强度，另外还有效的提高了聚醚醚酮材料的耐磨性能。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步的说明。
实施例1
（1）分别按重量取纳米氮化硅粉末9份、纳米三氧化二铝粉末7份、纳米氮化钛粉末5份、纳米硼化锆粉末7份、玻璃纤维15份、聚醚醚酮35份、钛酸四丁酯2份、邻苯二甲酸二环己酯0.1份，将上述的各成分均投入至高速混合机中，混合均匀后备用；
（2）将步骤（1）混合均匀后的混合材料用双螺杆挤出机挤出，双螺杆挤压时各区温度为：
第一区温度175℃，第二区温度190℃，第三区温度205℃，第四区温度210℃；机头温度为250℃；双螺杆挤出机长径比为30:1。
实施例2
（1）分别按重量取纳米氮化硅粉末4份、纳米三氧化二铝粉末2份、纳米氮化钛粉末8份、纳米硼化锆粉末4份、玻璃纤维5份、聚醚醚酮50份、钛酸四丁酯4份、邻苯二甲酸二环己酯0.5份，将上述的各成分均投入至高速混合机中，混合均匀后备用；
（2）将步骤（1）混合均匀后的混合材料用双螺杆挤出机挤出，双螺杆挤压时各区温度为：
第一区温度160℃，第二区温度180℃，第三区温度190℃，第四区温度220℃；机头温度为240℃；双螺杆挤出机长径比为20:1。
实施例3
（1）分别按重量取纳米氮化硅粉末5份、纳米三氧化二铝粉末6份、纳米氮化钛粉末6份、纳米硼化锆粉末5份、玻璃纤维12份、聚醚醚酮40份、钛酸四丁酯3份、邻苯二甲酸二环己酯0.2份，将上述的各成分均投入至高速混合机中，混合均匀后备用；
（2）将步骤（1）混合均匀后的混合材料用双螺杆挤出机挤出，双螺杆挤压时各区温度为：
第一区温度175℃，第二区温度190℃，第三区温度205℃，第四区温度210℃；机头温度为250℃；双螺杆挤出机长径比为30:1。
实施例4
（1）分别按重量取纳米氮化硅粉末7份、纳米三氧化二铝粉末3份、纳米氮化钛粉末7份、纳米硼化锆粉末6份、玻璃纤维8份、聚醚醚酮48份、钛酸四丁酯4份、邻苯二甲酸二环己酯0.4份，将上述的各成分均投入至高速混合机中，混合均匀后备用；
（2）将步骤（1）混合均匀后的混合材料用双螺杆挤出机挤出，双螺杆挤压时各区温度为：
第一区温度160℃，第二区温度180℃，第三区温度190℃，第四区温度220℃；机头温度为240℃；双螺杆挤出机长径比为20:1。
实施例5
（1）分别按重量取纳米氮化硅粉末6份、纳米三氧化二铝粉末4份、纳米氮化钛粉末7份、纳米硼化锆粉末6份、玻璃纤维10份、聚醚醚酮44份、钛酸四丁酯4份、邻苯二甲酸二环己酯0.3份，将上述的各成分均投入至高速混合机中，混合均匀后备用；
（2）将步骤（1）混合均匀后的混合材料用双螺杆挤出机挤出，双螺杆挤压时各区温度为：
第一区温度170℃，第二区温度185℃，第三区温度195℃，第四区温度215℃；机头温度为245℃；双螺杆挤出机长径比为25:1。
对比例1
（1）分别按重量取纳米氮化硅粉末4份、纳米三氧化二铝粉末2份、玻璃纤维5份、聚醚醚酮50份、钛酸四丁酯4份、邻苯二甲酸二环己酯0.5份，将上述的各成分均投入至高速混合机中，混合均匀后备用；
（2）将步骤（1）混合均匀后的混合材料用双螺杆挤出机挤出，双螺杆挤压时各区温度为：
第一区温度160℃，第二区温度180℃，第三区温度190℃，第四区温度220℃；机头温度为240℃；双螺杆挤出机长径比为20:1。
上述的实施例和对比例的纳米改性聚醚醚酮材料的拉伸强度和弯曲强度如下：
| 拉伸强度（MPa） | 弯曲强度（MPa） | |
| 实施例1 | 236 | 301 |
| 实施例2 | 231 | 291 |
| 实施例3 | 255 | 329 |
| 实施例4 | 263 | 336 |
| 实施例5 | 297 | 384 |
| 对比例1 | 184 | 250 |
本发明的纳米改性聚醚醚酮材料在加入了纳米氮化钛粉末和纳米硼化锆粉末后，有效的提高了聚醚醚酮材料的拉伸强度、弯曲强度和耐磨性。
Claims (6)
1.一种纳米改性聚醚醚酮材料，其特征在于，所述的材料由以下成分按重量份组成：
纳米氮化硅粉末 4-9份、
纳米三氧化二铝粉末 2-7份、
纳米氮化钛粉末 5-8份、
纳米硼化锆粉末 4-7份、
玻璃纤维 5-15份、
聚醚醚酮 35-50份、
钛酸四丁酯 2-4份、
邻苯二甲酸二环己酯 0.1-0.5份。
2.根据权利要求1所述的一种纳米改性聚醚醚酮材料，其特征在于，所述的材料由以下成分按重量份组成：
纳米氮化硅粉末 5-7份、
纳米三氧化二铝粉末 3-6份、
纳米氮化钛粉末 6-7份、
纳米硼化锆粉末 5-6份、
玻璃纤维 8-12份、
聚醚醚酮 40-48份、
钛酸四丁酯 3-4份、
邻苯二甲酸二环己酯 0.2-0.4份。
3.根据权利要求1所述的一种纳米改性聚醚醚酮材料，其特征在于，所述的材料由以下成分按重量份组成：
纳米氮化硅粉末 6份、
纳米三氧化二铝粉末 4份、
纳米氮化钛粉末 7份、
纳米硼化锆粉末 6份、
玻璃纤维 10份、
聚醚醚酮 44份、
钛酸四丁酯 4份、
邻苯二甲酸二环己酯 0.3份。
4.根据权利要求1所述的一种纳米改性聚醚醚酮材料的制备方法，其特征在于，所述的制备方法包括以下步骤：
（1）分别按重量取纳米氮化硅粉末4-9份、纳米三氧化二铝粉末2-7份、纳米氮化钛粉末5-8份、纳米硼化锆粉末4-7份、玻璃纤维5-15份、聚醚醚酮35-50份、钛酸四丁酯2-4份、邻苯二甲酸二环己酯0.1-0.5份，将上述的各成分均投入至高速混合机中，混合均匀后备用；
（2）将步骤（1）混合均匀后的混合材料用双螺杆挤出机挤出，双螺杆挤压时各区温度为：
第一区温度160-175℃，第二区温度180-190℃，第三区温度190-205℃，第四区温度210-220℃；机头温度为240-250℃；双螺杆挤出机长径比为20:1-30:1。
5.根据权利要求4所述的一种纳米改性聚醚醚酮材料的制备方法，其特征在于，步骤（2）中双螺杆挤出机长径比为25:1。
6.根据权利要求4所述的一种纳米改性聚醚醚酮材料的制备方法，其特征在于，步骤（2）中机头温度为245℃。
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