CN107266856A - 一种耐热peek复合材料 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种耐热PEEK复合材料及制备方法，PEEK复合材料由碳纤维(CF)、聚醚醚酮（PEEK）、聚钛酸酯偶联剂和白油组成。PEEK复合材料的制备方法，包括以下步骤：一次干燥；碳纤预处理；高速混合；挤出造粒；二次干燥和注塑成型。本发明在PEEK中加入CF、聚钛酸酯偶联剂和白油，使PEEK的耐热性能显著提高，解决碳纤与PEEK树脂基体间界面结合力低的问题，同时降低了PEEK复合材料的成本。

Description

一种耐热PEEK复合材料
技术领域
本发明属于高分子材料技术领域，具体地说，涉及一种耐热PEEK复合材料及制备方法。
背景技术
PEEK 复合材料因其良好的综合性能，已经在航空航天、汽车制造、电子电气、医疗和食品加工等领域得到广泛应用。目前，为了进一步改善PEEK的耐热性能，通常对 PEEK 进行改性，改性的方式有纤维增强、无机矿物填充等进行改性，不但可降低材料的成本，而且可以扩大PEEK 的使用范围，使其更能适合在高温高压的环境中使用。
纤维改善PEEK材料耐热性能方面主要是短碳纤维增强 PEEK 复合材料，碳纤维改性PEEK复合材料具有热膨胀系数小，比热容高，能储存大量的热能，导热率低等特点，同时碳纤维也可以增强复合材料的抗热冲击和热摩擦等性能。
但是，纤维表面光滑、惰性与基体的粘合力差，因而单纯的纤维改善PEEK复合材料界面粘合强度低，当材料受外力作用时，纤维容易从基体中拔出，负荷不能有效的通过界面传递。严重影响了复合材料的综合性能，限制了材料的应用领域。
发明内容
（一）要解决的技术问题
针对以上技术问题，本发明的目的在于提供一种耐热PEEK复合材料及其制备方法，通过加入碳纤、聚钛酸酯偶联剂及白油对PEEK进行改性，改善其耐热性能，降低复合材料的成本，使复合材料能更广泛的应用到汽车、航空航天、加工制造等领域。
（二）技术方案
为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：一种耐热PEEK复合材料，由碳纤(CF)、聚醚醚酮（PEEK）、聚钛酸酯偶联剂和白油组成，其中各个组分的添加比例为：碳纤(CF)为10-40份、聚醚醚酮（PEEK）为60-90份、聚钛酸酯偶联剂为0.5-2份、白油为0.5-2份。
作为本发明优选的技术方案，所述CF的纤维长度为0.3~100 mm。
作为本发明优选的技术方案，所述的聚钛酸酯偶联剂为耐高温偶联剂。
作为本发明优选的技术方案，所述的耐热PEEK复合材料各个组成成分的最优配比为：碳纤为20份、PEEK为80份、聚钛酸酯偶联剂为1份、白油为1份。
本发明还提供了上述PEEK复合材料的制备方法，包括以下步骤：
一次干燥：采用干燥箱对PEEK粉末进行干燥；
碳纤预处理：将聚钛酸酯偶联剂用等体积的白油稀释后，与碳纤充分混合，使聚钛酸酯偶联剂均匀的分布在碳纤表面；
高速混合：高速混合：采用高速混合机将按配方量的处理后的碳纤和PEEK粉末进行混料，使其混合均匀；
挤出造粒：使用双螺杆配混挤出机对混合后的物料进行挤出造粒，挤出机的参数设置为一区温度为350~400℃，二区温度为350~400℃，三区温度为350~400℃，四区温度为350~400℃，五区温度为350~400℃，机头温度为350~400℃，主机转速为180~400转/min，喂料速度为1~40 kg/h；将挤出的料条风冷至常温后，进行切粒，切出的颗粒为1~10mm长的圆柱形颗粒物料；
二次干燥：将切出的颗粒物料进行干燥处理，温度设置为60~150℃，干燥时间为0.5~10h；
注塑成型：采用常规注塑方法，将二次干燥处理后的颗粒物料制成符合要求的形状，其中，注塑机的参数设置为注塑温度为350~400℃，注塑压力为30~120MPa，储料压力为30~120MPa，关模压力为20~60MPa，模具温度为100~200℃。
（三）有益效果
（1）本发明在PEEK复合材料中，加入了聚钛酸酯偶联剂，能使CF更好的分散在PEEK树脂中，解决碳纤与基体间界面结合力低的问题；
（2）本发明在PEEK中加入CF，使PEEK复合材料具有热膨胀系数小，比热容高，能储存大量的热能，导热率低等特点，增加了材料耐热性能，同时也提高了复合材料力学性能；
（3）本发明在PEEK树脂中加入的碳纤量为20%，降低了所制备PEEK复合材料的成本，一定程度上解决了PEEK产品成本高、价格昂贵的因素，使其能更广泛的应用到汽车、航空航天、加工制造等领域。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例 1
本发明的PEEK复合材料由由碳纤(CF)、聚醚醚酮（PEEK）、聚钛酸酯偶联剂和白油组成，其中各个组分的添加比例为：碳纤为20份、PEEK为80份、聚钛酸酯偶联剂为1份、白油为1份。
其机械性能及耐热性能参见表一
表一、PEEK复合材料机械性能及耐热性能表
本实施例的PEEK复合材料不但增强了PEEK原料的力学性能，同时，复合材料的热变形温度比原料提高了100℃，使其更能适合在高温高压的环境中使用。本实验纤维加入量20%，降低了所制备PEEK复合材料的成本，一定程度上解决了PEEK产品成本高、价格昂贵的因素，使其能更广泛的应用到汽车、航空航天、加工制造等领域。
本PEEK复合材料的制备方法，依次包括以下步骤：
（1）一次干燥：采用干燥箱对PEEK粉末进行干燥，温度设置为150℃，干燥时间为2h；
（2）碳纤预处理：将聚钛酸酯偶联剂用等体积的白油稀释后，与碳纤充分混合，使聚钛酸酯偶联剂均匀的分布在碳纤表面；
（3）高速混合：采用高速混合机将按配方量的处理后的碳纤和PEEK粉末进行混料，使其混合均匀；
（4）挤出造粒：使用双螺杆配混挤出机对混合后的物料进行挤出造粒，挤出机参数设置为一区温度为300℃，二区温度为355℃，三区温度为355℃，四区温度为355℃，五区温度为360℃，机头温度为360℃，主机转速为240转/min，喂料速度为10kg/h；切出的颗粒优选为3mm长的圆柱形颗粒物料；
（5）二次干燥：将切出的颗粒物料进行干燥处理，温度设置为150℃，干燥时间为2h；
（6）注塑成型：采用常规注塑方法，将二次干燥处理后的颗粒物料制成符合要求的形状，其中，注塑机参数设置为：注塑温度为380℃，注塑压力为90MPa，储料压力为110MPa，关模压力为33MPa，模具温度为180℃。

Claims (4)

1.一种耐热PEEK复合材料，其特征在于：由碳纤(CF)、聚醚醚酮（PEEK）、聚钛酸酯偶联剂和白油组成，其中各个组分添加的质量比例为：碳纤(CF)为10-40份、聚醚醚酮（PEEK）为60-90份、聚钛酸酯偶联剂为0.5-2份、白油为0.5-2份。
2.根据权利要求1所述的一种耐热PEEK复合材料，其特征在于：所述CF的纤维长度为0.3~100 mm。
3.根据权利要求1所述的一种耐热PEEK复合材料，其特征在于：所述的聚钛酸酯偶联剂为耐高温偶联剂。
4.根据权利要求1-4中任意一项所述的一种耐热PEEK复合材料的制备方法，其具体步骤为：
（1）一次干燥：采用干燥箱对PEEK粉末进行干燥，温度设置为60~150℃，干燥时间为0.5~10h；
（2）碳纤预处理：将聚钛酸酯偶联剂用等体积的白油稀释后，与碳纤充分混合，使聚钛酸酯偶联剂均匀的分布在碳纤表面；
（3）高速混合：采用高速混合机将按配方量的处理后的碳纤和PEEK粉末进行混料，使其混合均匀；
（4）挤出造粒：使用双螺杆配混挤出机对混合后的物料进行挤出造粒，挤出机的参数设置为一区温度为350~400℃，二区温度为350~400℃，三区温度为350~400℃，四区温度为350~400℃，五区温度为350~400℃，机头温度为350~400℃，主机转速为180~400转/min，喂料速度为1~40 kg/h；将挤出的料条风冷至常温后，进行切粒，切出的颗粒为1~10mm长的圆柱形颗粒物料；
（5）二次干燥：将切出的颗粒物料进行干燥处理，温度设置为60~150℃，干燥时间为0.5~10h；
（6）注塑成型：采用常规注塑方法，将二次干燥处理后的颗粒物料制成符合要求的形状，其中，注塑机的参数设置为注塑温度为350~400℃，注塑压力为30~120MPa，储料压力为30~120MPa，关模压力为20~60MPa，模具温度为100~200℃。
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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