CN105524415B - 电磁屏蔽peek/ptfe复合材料及其制备方法 - Google Patents

电磁屏蔽peek/ptfe复合材料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种电磁屏蔽PEEK/PTFE复合材料，由42‑64份PEEK，15‑25份PTFE，8‑12份铜粉，5‑8份纳米三氧化二钆、5‑8份纳米氧化锌、3‑5份低磺化PEEK制成，其中所述铜粉、纳米氧化钆、纳米氧化锌均经过高磺化PEEK表面处理，高磺化PEEK的磺化度为70‑80，低磺化PEEK的磺化度为40‑50。还公开了其制备方法。本发明在PEEK/PTFE体系中添加纳米三氧化二钆、纳米氧化锌、铜粉，可以有效提高PEEK材料的电磁防护性能，且提高其耐磨性，可在需要电磁屏蔽的场合使用。无机材料先用高磺化的PEEK进行处理，可以改善其表面活性，有助于其在PEEK基质中的分散，减少团聚，在复合体系中加入低磺化的PEEK有助于体系中无机物与热塑性树脂材料更紧密结合，阻止摩擦过程中无机材料的脱离。

Description

电磁屏蔽PEEK/PTFE复合材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及电磁屏蔽PEEK/PTFE复合材料及其制备方法，属于复合材料领域。
背景技术
聚醚醚酮(PEEK)是分子主链中含有链节的线性芳香族高分子化合物，是一种耐高温、高性能的热塑性特种工程塑料。PEEK有着良好的机械性能和耐化学品、耐磨损、耐水解等性能；比重轻，自润滑性能好，具有非常好的加工性能，可以应用到航空、机械、电子、化工、汽车等高科技工业领域，尤其可制造使用在速度高达350KM/h的高速铁路列车上的高要求的机械零部件，如齿轮、轴承、活塞环、支撑环、密封环(函)、阀片、耐磨圈等，有代替传统金属材料的趋势。PEEK材料是电绝缘体，电磁波可以畅通无阻的通过PEEK材料，因此PEEK材料在电气设备中使用时，需要对其改性，以使其具有良好的电磁屏蔽防护效果。
发明内容
本发明的目的是提供一种电磁屏蔽PEEK/PTFE复合材料，具有优秀的力学性能和较高的电磁屏蔽效果。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案为：一种电磁屏蔽PEEK/PTFE复合材料，由42-64份PEEK，15-25份PTFE，8-12份铜粉，5-8份纳米三氧化二钆、5-8份纳米氧化锌、3-5份低磺化PEEK制成，其中所述铜粉、纳米氧化钆、纳米氧化锌均经过高磺化PEEK表面处理，高磺化PEEK的磺化度为70-80，低磺化PEEK的磺化度为40-50。
优选的，所述纳米三氧化二钆粒径为100nm。
优选的，所述纳米氧化锌粒径为50nm。
优选的，所述铜粉粒径为0.1-10um。
本发明还提供了上述的电磁屏蔽PEEK/PTFE复合材料的制备方法，其步骤包括：
A、纳米三氧化二钆、纳米氧化锌、铜粉分别进行干燥，将合适重量的磺化PEEK溶于水中，加入纳米三氧化二钆、纳米氧化锌、铜粉，超声搅拌后加热进行反应，反应温度为80℃，反应时间12h，然后50℃静置36h，然后抽滤，干燥、粉碎，其中磺化PEEK与纳米三氧化二钆+纳米氧化锌+铜粉的质量比为1:50；
B、PEEK、PTFE、低磺化PEEK与步骤A制得的粉末加入高速混合机中，充分搅拌以使所有材料混合均匀；
C、将混合后的材料放入395-400℃的热压模具模腔中，待熔融后，在20Mpa压力下成型，冷却脱模；
D、脱模后的材料在250℃保温60min，整个保温过程压力为4Mpa，得到成品。
本发明在PEEK/PTFE体系中添加纳米三氧化二钆、纳米氧化锌、铜粉，可以有效提高PEEK材料的电磁防护性能，且提高其耐磨性，可在需要电磁屏蔽的场合使用。纳米三氧化二钆与纳米氧化锌和铜粉具有协同效应，且制得的材料还具有射线屏蔽作用。纳米三氧化二钆、纳米氧化锌、铜粉先用高磺化的PEEK进行处理，可以改善其表面活性，有助于其在PEEK基质中的分散，减少团聚，在复合体系中加入低磺化的PEEK有助于体系中无机物与热塑性树脂材料更紧密结合，阻止摩擦过程中无机材料的脱离，对提高材料耐磨性和强度有帮助。
具体实施方式
实施例1
本电磁屏蔽PEEK/PTFE复合材料的制备方法，其步骤包括：
A、纳米三氧化二钆、纳米氧化锌、铜粉分别进行干燥，将合适重量的磺化PEEK溶于水中，加入5份纳米三氧化二钆、5份纳米氧化锌、8份铜粉，超声搅拌后加热进行反应，反应温度为80℃，反应时间12h，然后50℃静置36h，然后抽滤，干燥、粉碎，其中磺化PEEK与纳米三氧化二钆+纳米氧化锌+铜粉的质量比为1:50；
B、64份PEEK、15份PTFE、3份低磺化PEEK与步骤A制得的粉末加入高速混合机中，充分搅拌以使所有材料混合均匀；
C、将混合后的材料放入395-400℃的热压模具模腔中，待熔融后，在20Mpa压力下成型，冷却脱模；
D、脱模后的材料在250℃保温60min，整个保温过程压力为4Mpa，得到成品。
对制得的电磁屏蔽PEEK/PTFE复合材料进行性能测试，测试结果见表1。
实施例2
本电磁屏蔽PEEK/PTFE复合材料的制备方法，其步骤包括：
A、纳米三氧化二钆、纳米氧化锌、铜粉分别进行干燥，将合适重量的磺化PEEK溶于水中，加入8份纳米三氧化二钆、8份纳米氧化锌、12份铜粉，超声搅拌后加热进行反应，反应温度为80℃，反应时间12h，然后50℃静置36h，然后抽滤，干燥、粉碎，其中磺化PEEK与纳米三氧化二钆+纳米氧化锌+铜粉的质量比为1:50；
B、42份PEEK、25份PTFE、5份低磺化PEEK与步骤A制得的粉末加入高速混合机中，充分搅拌以使所有材料混合均匀；
C、将混合后的材料放入395-400℃的热压模具模腔中，待熔融后，在20Mpa压力下成型，冷却脱模；
D、脱模后的材料在250℃保温60min，整个保温过程压力为4Mpa，得到成品。
对制得的电磁屏蔽PEEK/PTFE复合材料进行性能测试，测试结果见表1。
实施例3
本电磁屏蔽PEEK/PTFE复合材料的制备方法，其步骤包括：
A、纳米三氧化二钆、纳米氧化锌、铜粉分别进行干燥，将合适重量的磺化PEEK溶于水中，加入7份纳米三氧化二钆、7份纳米氧化锌、10份铜粉，超声搅拌后加热进行反应，反应温度为80℃，反应时间12h，然后50℃静置36h，然后抽滤，干燥、粉碎，其中磺化PEEK与纳米三氧化二钆+纳米氧化锌+铜粉的质量比为1:50；
B、52份PEEK、20份PTFE、4份低磺化PEEK与步骤A制得的粉末加入高速混合机中，充分搅拌以使所有材料混合均匀；
C、将混合后的材料放入395-400℃的热压模具模腔中，待熔融后，在20Mpa压力下成型，冷却脱模；
D、脱模后的材料在250℃保温60min，整个保温过程压力为4Mpa，得到成品。
对制得的电磁屏蔽PEEK/PTFE复合材料进行性能测试，测试结果见表1。
备注：摩擦磨损试验条件：初始负荷196N，转速200r/min,干摩擦2h。对磨轮：45钢，42-45HRC。

Claims (5)

1.一种电磁屏蔽PEEK/PTFE复合材料，其特征在于：由42-64份PEEK，15-25份PTFE，8-12份铜粉，5-8份纳米三氧化二钆、5-8份纳米氧化锌、3-5份低磺化PEEK制成，其中所述铜粉、纳米氧化钆、纳米氧化锌均经过高磺化PEEK表面处理，高磺化PEEK的磺化度为70-80，低磺化PEEK的磺化度为40-50。
2.根据权利要求1所述的电磁屏蔽PEEK/PTFE复合材料，其特征在于：所述纳米三氧化二钆粒径为100nm。
3.根据权利要求2所述的电磁屏蔽PEEK/PTFE复合材料，其特征在于：所述纳米氧化锌粒径为50nm。
4.根据权利要求3所述的电磁屏蔽PEEK/PTFE复合材料，其特征在于：所述铜粉粒径为0.1-10um。
5.权利要求1-4中任一项所述的电磁屏蔽PEEK/PTFE复合材料的制备方法，其步骤包括：
A、纳米三氧化二钆、纳米氧化锌、铜粉分别进行干燥，将合适重量的磺化PEEK溶于水中，加入纳米三氧化二钆、纳米氧化锌、铜粉，超声搅拌后加热进行反应，反应温度为80℃，反应时间12h，然后50℃静置36h，然后抽滤，干燥、粉碎，其中磺化PEEK与纳米三氧化二钆+纳米氧化锌+铜粉的质量比为1:50；
B、PEEK、PTFE、低磺化PEEK与步骤A制得的粉末加入高速混合机中，充分搅拌以使所有材料混合均匀；
C、将混合后的材料放入395-400℃的热压模具模腔中，待熔融后，在20MPa压力下成型，冷却脱模；
D、脱模后的材料在250℃保温60min，整个保温过程压力为4MPa，得到成品。
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