CN105647109A - 一种聚醚醚酮/硫酸钡复合材料及其制备方法 - Google Patents

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穆兴文
宋阳
马俊杰
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Abstract

本发明涉及一种聚醚醚酮/硫酸钡复合材料及其制备方法。按质量计，该复合材料包括聚醚醚酮100份，硫酸钡5～30份，光亮分散剂0.1～1份，抗氧剂0.3～1份。聚醚醚酮的熔融指数为10～150g/10min，硫酸钡粒径为1.3～45μm，光亮分散剂为高分子量聚硅氧烷、硅酮母粒和芥酸酰胺的一种或其组合。其制备方法如下：将聚醚醚酮、光亮分散剂、抗氧剂干燥后按配比加入高速混合机中混合均匀，混合后的物料加入双螺杆挤出机中进行熔融挤出。硫酸钡按配方比例通过侧喂料加入。经风冷、造粒、包装后得到聚醚醚酮/硫酸钡复合材料。

Description

一种聚醚醚酮/硫酸钡复合材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及高分子材料领域，具体涉及一种聚醚醚酮/硫酸钡复合材料及其制备方法。
背景技术
聚醚醚酮（PEEK）是聚芳醚酮的一种，它是一种结晶性、不透明、浅茶灰色的芳香族系超耐热热塑性树脂。PEEK耐高温热性能十分突出，可在250℃下长期使用，瞬间使用温度可达300℃；树脂具有较高的玻璃化转变温度（143℃）和熔点（334℃）。其负载热变型温度高达316℃，连续使用温度为260℃。PEEK刚性大，尺寸稳定性，线胀系数较小，接近于金属铝材料；PEEK化学稳定性好，对酸、碱及几乎所有的有机溶剂都有很强的抗腐蚀能力，同时具有阻燃、抗辐射等性能；PEEK耐滑动磨损和微动磨损的性能优异，尤其是能在250℃下保持高耐磨性和低摩擦因数；此外，PEEK易于挤出和注射成型。凭借这些优异的综合性能，PEEK在航空航天、机械、石油、化工、核电、轨道交通等领域有广泛的应用。
现有的聚醚醚酮改性技术主要以玻璃纤维和碳纤维增强为主，但这种改性手段在提高力学性能的同时，材料的表面光泽性能和生物相容性也受到了不同程度的影响。聚醚醚酮/硫酸钡复合材料在提高聚醚醚酮力学性能的同时，改善了材料的光泽和生物相容性，为材料在医学领域的应用奠定了基础。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供了一种聚醚醚酮/硫酸钡复合材料及其制备方法。
本发明的技术方案由以下步骤组成：
按质量记，称取以下各组分：包括聚醚醚酮100份，硫酸钡5～30份，光亮分散剂0.1～1份，抗氧剂0.3～1份。将聚醚醚酮、光亮分散剂、抗氧剂干燥后按以上配比加入高速混合机中混合均匀，混合后的物料加入双螺杆挤出机中进行熔融挤出。硫酸钡按配方比例通过侧喂料加入。挤出工艺为一区260～270℃、二区330～370℃、三区330～370℃、四区350～390℃、五区350～390℃、六区330～370℃、七区350～390℃、八区350～390℃、九区330～370℃、十区330～370℃；主机转速为400～600rpm；侧喂料转数为5～10rpm；主喂料喂料转数为20～30rpm。经风冷、造粒、包装后得到聚醚醚酮/硫酸钡复合材料。
本发明的有益效果是：与现有的改性技术相比，本发明制备的聚醚醚酮/硫酸钡复合材料具有良好的尺寸稳定性、高耐热性、高流动性、良好的生物相容性和高表面光泽度，且成本较低；从而大大拓宽了聚醚醚酮的应用领域。
具体实施例：
实施例一
按质量记，称取以下各组分：包括聚醚醚酮100份，硫酸钡5份，光亮分散剂0.1份，抗氧剂0.3份。将聚醚醚酮、光亮分散剂、抗氧剂干燥后按以上配比加入高速混合机中混合均匀，混合后的物料加入双螺杆挤出机中进行熔融挤出。硫酸钡按配方比例通过侧喂料加入。挤出工艺为一区260℃、二区330℃、三区330℃、四区350℃、五区350℃、六区330℃、七区350℃、八区350℃、九区330℃、十区330℃；主机转速为400rpm；侧喂料转数为5rpm；主喂料喂料转数为20rpm。经风冷、造粒、包装后得到聚醚醚酮/硫酸钡复合材料。
实施例二
按质量记，称取以下各组分：包括聚醚醚酮100份，硫酸钡10份，光亮分散剂0.5份，抗氧剂0.6份。将聚醚醚酮、光亮分散剂、抗氧剂干燥后按以上配比加入高速混合机中混合均匀，混合后的物料加入双螺杆挤出机中进行熔融挤出。硫酸钡按配方比例通过侧喂料加入。挤出工艺为一区265℃、二区360℃、三区360℃、四区370℃、五区370℃、六区350℃、七区370℃、八区370℃、九区350℃、十区350℃；主机转速为500rpm；侧喂料转数为8rpm；主喂料喂料转数为25rpm。经风冷、造粒、包装后得到聚醚醚酮/硫酸钡复合材料。
实施例三
按质量记，称取以下各组分：包括聚醚醚酮100份，硫酸钡20份，光亮分散剂0.8份，抗氧剂0.9份。将聚醚醚酮、光亮分散剂、抗氧剂干燥后按以上配比加入高速混合机中混合均匀，混合后的物料加入双螺杆挤出机中进行熔融挤出。硫酸钡按配方比例通过侧喂料加入。挤出工艺为一区265℃、二区360℃、三区360℃、四区370℃、五区370℃、六区350℃、七区370℃、八区370℃、九区350℃、十区350℃；主机转速为500rpm；侧喂料转数为8rpm；主喂料喂料转数为25rpm。经风冷、造粒、包装后得到聚醚醚酮/硫酸钡复合材料。
实施例四
按质量记，称取以下各组分：包括聚醚醚酮100份，硫酸钡30份，光亮分散剂1份，抗氧剂1份。将聚醚醚酮、光亮分散剂、抗氧剂干燥后按以上配比加入高速混合机中混合均匀，混合后的物料加入双螺杆挤出机中进行熔融挤出。硫酸钡按配方比例通过侧喂料加入。挤出工艺为一区270℃、二区370℃、三区370℃、四区390℃、五区390℃、六区370℃、七区390℃、八区390℃、九区370℃、十区370℃；主机转速为600rpm；侧喂料转数为10rpm；主喂料喂料转数为30rpm。经风冷、造粒、包装后得到聚醚醚酮/硫酸钡复合材料。
实施例一至实施例四检测结果列于表1：
表1
检测项目 单位 检测标准 实施例一 实施例二 实施例三 实施例四
简支梁无缺口冲击强度 KJ/m2 ISO 179 25.5 11.7 12.2 14.3
拉伸强度 MPa ISO 527 110.6 131.2 150.9 173.4
断裂伸长率 % ISO 527 6.7 4.5 4.2 4.1
弯曲强度 MPa ISO 178 165.0 177.3 184.8 210.3
弯曲模量 MPa ISO 178 4560 6100 8230 9150
热变形温度 ℃ ISO 170 200 250 270

Claims (5)

1.一种聚醚醚酮/硫酸钡复合材料及其制备方法，其特征在于：按质量计，包括聚醚醚酮100份，硫酸钡5～30份，光亮分散剂0.1～1份，抗氧剂0.3～1份。
2.根据权利要求1所述聚醚醚酮/硫酸钡复合材料，其特征在于：聚醚醚酮的熔融指数为10～150g/10min。
3.根据权利要求1所述聚醚醚酮/硫酸钡复合材料，其特征在于：硫酸钡粒径为1.3～45μm。
4.根据权利要求1所述聚醚醚酮/硫酸钡复合材料，其特征在于：光亮分散剂为高分子量聚硅氧烷、硅酮母粒和芥酸酰胺的一种或其组合。
5.根据权利要求1所述聚醚醚酮/硫酸钡复合材料的制备方法，其步骤如下：将聚醚醚酮、光亮分散剂、抗氧剂干燥后按配比加入高速混合机中混合均匀，混合后的物料加入双螺杆挤出机中进行熔融挤出，硫酸钡按配方比例通过侧喂料加入，挤出工艺为一区260～270℃、二区330～370℃、三区330～370℃、四区350～390℃、五区350～390℃、六区330～370℃、七区350～390℃、八区350～390℃、九区330～370℃、十区330～370℃；主机转速为400～600rpm；侧喂料转数为5～10rpm；主喂料喂料转数为20～30rpm，经风冷、造粒、包装后得到聚醚醚酮/硫酸钡复合材料。
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