CN105542210B - 双层peek树脂复合模块及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种双层PEEK树脂复合模块，包括内芯层以及喷涂在内芯层表面的外涂层，所述内芯层为长玻纤增强的PEEK树脂，所述外涂层为PEEK/PTFE树脂。还公开了其制备方法。本发明在长玻纤增强PEEK树脂模块表面先用浓硫酸进行粗糙处理，然后用乙醇吹洗干净后，喷涂一薄层PEEK/PTFE树脂作为外涂层，制得的模块具有优异的机械性能，而且表面的玻纤断裂头被PEEK/PTFE树脂所包裹，表面摩擦系数低，不会划伤与模块接触的材料表面。粗糙处理过的表面使喷涂的外涂层与内芯层结合的更紧密，长期使用后外涂层与内芯层之间不易剥离。
Description
技术领域
本发明涉及双层PEEK树脂复合模块及其制备方法，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。用玻璃纤维(GF)增强PEEK制备的高性能复合材料,特别是用长玻纤增强PEEK制造的高性能绝缘注塑件,具有更高的热变形温度和更小的收缩率,同时抗冲击性能和抗压缩性能也更优良。良好的力学强度使其在某些零部件足以替代金属使用，因此，在航空航天、高铁、汽车等高科技领域中具有重要的应用前景。
在速度高达350KM/h的高速铁路列车领域，长玻纤增强PEEK树脂由于其优异的机械性能，可以用来制作滑块，可以承受多次的高速往返运动而不产生形变，不开裂。但是，长玻纤增强PEEK树脂存在于表面的玻纤断裂头会划伤与滑块接触的金属，造成金属表面光滑度下降，影响滑动效率。
发明内容
本发明的目的是提供一种双层PEEK树脂复合模块，具有良好的机械性能，并且表面光滑，不易划伤与之接触的其他物品表面。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案为：一种双层PEEK树脂复合模块，包括内芯层以及喷涂在内芯层表面的外涂层，所述内芯层为长玻纤增强的PEEK树脂，所述外涂层为PEEK/PTFE树脂。
优选的，所述内芯层中长玻璃纤维含量为20-30％，PEEK含量为70-80％。
优选的，所述外涂层中含有75-82％的PEEK，15-20％的PTFE和3-5％的纳米Si3N4。
本发明还公开了上述的双层PEEK树脂复合模块的制备方法，其步骤包括：
A、对所有原料进行干燥处理；
B、双螺杆挤出法制备长玻纤增强PEEK树脂颗粒；
C、将制得的长玻纤增强PEEK树脂颗粒模压制成大小形状合适的模块内芯层；
D、用高压喷雾装置喷涂浓硫酸溶液在模块表面，控制喷雾液滴和喷雾量大小，使模块形成粗糙表面；
E、用高压喷雾装置喷涂乙醇溶液在模块表面，对模块表面进行吹洗；
F、将PEEK，PTFE和纳米Si3N4粉末混合均匀后，在400-430℃下熔融，熔融体通过 高压喷雾装置喷涂到模块表面，形成外涂层，控制外涂层的厚度在200um-400um之间，250℃保温1-2h，制得成品。
本发明在长玻纤增强PEEK树脂模块表面先用浓硫酸进行粗糙处理，然后用乙醇吹洗干净后，喷涂一薄层PEEK/PTFE树脂作为外涂层，制得的模块具有优异的机械性能，而且表面的玻纤断裂头被PEEK/PTFE树脂所包裹，表面摩擦系数低，不会划伤与模块接触的材料表面。粗糙处理过的表面使喷涂的外涂层与内芯层结合的更紧密，长期使用后外涂层与内芯层之间不易剥离。外涂层采用添加了纳米Si3N4的PEEK/PTFE树脂，摩擦系数低，其稳定摩擦系数在1.8-2.0之间，而且添加的纳米Si3N4的在摩擦过程中可以发生摩擦化学反应，新的化合物的生成可增加转移膜与对摩擦面的结合强度，使得长玻纤增强PEEK树脂模块具有更强的耐磨性能。
具体实施方式
实施例1
本双层PEEK树脂复合模块的制备方法，其步骤包括：
A、对所有原料进行干燥处理；
B、双螺杆挤出法制备长玻纤增强PEEK树脂颗粒，其中长玻璃纤维含量为30％，PEEK含量为70％；
C、将制得的长玻纤增强PEEK树脂颗粒模压制成大小形状合适的模块内芯层；
D、用高压喷雾装置喷涂浓硫酸溶液在模块表面，喷雾压力为300mmAq，控制喷雾液滴和喷雾量大小，使模块形成粗糙表面；
E、用高压喷雾装置喷涂乙醇溶液在模块表面，对模块表面进行吹洗；
F、将75％的PEEK，20％的PTFE和5％的纳米Si3N4粉末混合均匀后，在430℃下熔融，熔融体通过高压喷雾装置喷涂到模块表面，形成外涂层，控制外涂层的厚度在200um左右，250℃保温1-2h，制得成品。
对制得的双层PEEK树脂复合模块进行性能测试，测试结果见表1。
实施例2
本双层PEEK树脂复合模块的制备方法与实施例1一致，内芯层中各组分配比为：PEEK 80％、长玻璃纤维20％；外涂层中各组分配比为：PEEK 82％，PTFE 15％、纳米Si3N43％。对制得的双层PEEK树脂复合模块进行性能测试，测试结果见表1。
实施例3
本双层PEEK树脂复合模块的制备方法与实施例1一致，内芯层中各组分配比为：PEEK 75％、长玻璃纤维25％；外涂层中各组分配比为：PEEK 78％，PTFE 18％、纳米Si3N44％。对制得的双层PEEK树脂复合模块进行性能测试，测试结果见表1。
以上本发明中提到的百分比均为质量百分比。
表1双层PEEK树脂复合模块性能测试结果
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 (4)
1.一种双层PEEK树脂复合模块，其特征在于：包括内芯层以及喷涂在内芯层表面的外涂层，所述内芯层为长玻纤增强的PEEK树脂，所述外涂层为PEEK/PTFE树脂。
2.根据权利要求1所述的双层PEEK树脂复合模块，其特征在于：所述内芯层中长玻璃纤维含量为20-30%，PEEK含量为70-80%。
3.根据权利要求1所述的双层PEEK树脂复合模块，其特征在于：所述外涂层中含有75-82%的PEEK，15-20%的PTFE和3-5%的纳米Si3N4。
4.权利要求1-3中任一项所述的双层PEEK树脂复合模块的制备方法，其步骤包括：
A、对所有原料进行干燥处理；
B、双螺杆挤出法制备长玻纤增强PEEK树脂颗粒；
C、将制得的长玻纤增强PEEK树脂颗粒模压制成大小形状合适的模块内芯层；
D、用高压喷雾装置喷涂浓硫酸溶液在模块表面，控制喷雾液滴和喷雾量大小，使模块形成粗糙表面；
E、用高压喷雾装置喷涂乙醇溶液在模块表面，对模块表面进行吹洗；
F、将PEEK，PTFE和纳米Si3N4粉末混合均匀后，在400-430℃下熔融，熔融体通过高压喷雾装置喷涂到模块表面，形成外涂层，控制外涂层的厚度在200μm-400μm之间，250℃保温1-2h，制得成品。
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