CN105713343A - 高流动性tlcp/pes/peek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

本发明涉及一种高流动性TLCP/PES/PEEK复合材料及其制备方法。该复合材料按质量份数由以下成分组成：PEEK 100份、PES 10～60份、TLCP 5～10份、润滑剂 0.5～1份、抗氧剂0.1～0.5份。TLCP/PES/PEEK复合材料制备方法如下：将TLCP、PES、PEEK、润滑剂和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。经风冷、造粒、包装后得到TLCP/PES/PEEK复合材料。添加PES和TLCP提高了PEEK的流动性、玻璃化转变温度和耐磨性，拓宽了PEEK材料的应用领域。

Description

高流动性TLCP/PES/PEEK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，具体涉及一种高流动性TLCP/PES/PEEK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。
PEEK同样存在一些缺点，这些缺点限制了其广泛应用。如PEEK熔体粘度较大，熔体流动性差；PEEK玻璃化转变温度较低，且随着环境温度的升高，模量逐渐降低。液晶聚合物（TLCP）具有良好的流动性和优异的耐磨性，TLCP/PEEK合金可以提高PEEK的流动性和耐磨性。聚醚砜（PES）玻璃化转变温度高（Tg225℃），并且随着温度的升高模量不发生变化。PSE的加入使TLCP/PES/PEEK复合材料具有了更高的玻璃化转变温度，使材料可以适应更高温度的应用要求。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供了一种高流动性TLCP/PES/PEEK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：
将TLCP、PES、PEEK、润滑剂和抗氧剂干燥后按如下配比加入高速混合机中混合均匀：PEEK100份、PES10～60份、TLCP5～10份、润滑剂0.5～1份、抗氧剂0.1～0.5份。混合后的物料加入双螺杆挤出机中进行熔融挤出。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；主喂料喂料转数为20～30rpm。经风冷、造粒、包装后得到TLCP/PES/PEEK复合材料。
本发明的有益效果是：与现有的改性技术相比，本发明提供的一种提高PEEK/PPS复合材料相容性的方法。TLCP具有良好的流动性和优异的耐磨性，TLCP/PEEK合金可以提高PEEK的流动性和耐磨性。PES玻璃化转变温度高（Tg225℃），并且随着温度的升高模量不发生变化。PSE的加入使TLCP/PES/PEEK复合材料具有了更高的玻璃化转变温度，使材料可以适应更高温度的应用要求。
具体实施例：
实施例一
将TLCP、PES、PEEK、润滑剂和抗氧剂干燥后按如下配比加入高速混合机中混合均匀：PEEK100份、PES10份、TLCP5份、润滑剂0.5份、抗氧剂0.1份。混合后的物料加入双螺杆挤出机中进行熔融挤出。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；主喂料喂料转数为20rpm。经风冷、造粒、包装后得到TLCP/PES/PEEK复合材料。
实施例二
将TLCP、PES、PEEK、润滑剂和抗氧剂干燥后按如下配比加入高速混合机中混合均匀：PEEK100份、PES30份、TLCP7份、润滑剂0.7份、抗氧剂0.3份。混合后的物料加入双螺杆挤出机中进行熔融挤出。挤出工艺为一区265℃、二区350℃、三区350℃、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；主喂料喂料转数为25rpm。经风冷、造粒、包装后得到TLCP/PES/PEEK复合材料。
实施例三
将TLCP、PES、PEEK、润滑剂和抗氧剂干燥后按如下配比加入高速混合机中混合均匀：PEEK100份、PES50份、TLCP9份、润滑剂0.9份、抗氧剂0.4份。混合后的物料加入双螺杆挤出机中进行熔融挤出。挤出工艺为一区265℃、二区350℃、三区350℃、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；主喂料喂料转数为25rpm。经风冷、造粒、包装后得到TLCP/PES/PEEK复合材料。
实施例四
将TLCP、PES、PEEK、润滑剂和抗氧剂干燥后按如下配比加入高速混合机中混合均匀：PEEK100份、PES60份、TLCP10份、润滑剂1份、抗氧剂0.5份。混合后的物料加入双螺杆挤出机中进行熔融挤出。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；主喂料喂料转数为30rpm。经风冷、造粒、包装后得到TLCP/PES/PEEK复合材料。
实施例一至实施例四检测结果列于表1（参比例为纯PEEK材料性能）：
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 参比例
简支梁无缺口冲击强度 KJ/m2 ISO 179/1U 不断裂 不断裂 不断裂 不断裂 不断裂
简支梁缺口冲击强度 KJ/m2 ISO 179/1eA 4.1 4.2 4.3 4.5 4.0
拉伸强度 MPa ISO 527 105 110 121 125 100
断裂伸长率 % ISO 527 12 12 13 14 15
弯曲强度 MPa ISO 178 171 175 180 185 165
弯曲模量 MPa ISO 178 4500 4860 5030 5200 4100
Tg ℃ ISO 3146 155 162 176 185 143
热变形温度 ℃ ISO 75A-f 166 175 187 194 156
熔体粘度 Pa·S ISO 11443 300 260 212 120 350

Claims (3)

1.一种高流动性TLCP/PES/PEEK复合材料及其制备方法，其特征在于：按质量百分百分含量由以下组分组成：PEEK100份、PES10～60份、TLCP5～10份、润滑剂0.5～1份、抗氧剂0.1～0.5份。
2.根据权利要求1所述一种TLCP/PES/PEEK复合材料及其制备方法，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TLCP/PES/PEEK复合材料的制备方法，其步骤如下：将TLCP、PES、PEEK、润滑剂和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，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；主喂料喂料转数为20～30rpm；经风冷、造粒、包装后得到TLCP/PES/PEEK复合材料。
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