CN108047641A - 经过耐热改善的聚醚醚酮材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于复合材料技术领域，具体涉及一种经过耐热改善的聚醚醚酮材料及其制备方法。该经过耐热改善的聚醚醚酮材料包括以下重量百分含量的各个组分：聚醚醚酮75～85％、聚酰胺酰亚胺16～24％、液体反应型相容剂0.5～1％、液体胶化稳定剂0.5～1％、聚四氟乙烯0.1～0.2％。其制备方法包括以下步骤：1)将原料均匀混合，干燥，得到待成型材料；2)将步骤1)得到的待成型材料造粒，得到经过耐热改善的聚醚醚酮材料。本发明通过高聚物共混聚酰胺酰亚胺(PAI)，提高聚醚醚酮基体玻璃化转变温度(Tg)达到240℃，完全可以保证聚醚醚酮制成品在200℃高温下承载使用，其机械性能、刚性及尺寸稳定性无明显变化，聚醚醚酮耐热性能得到质的提高。

Description

经过耐热改善的聚醚醚酮材料及其制备方法
技术领域
本发明属于复合材料技术领域，具体涉及一种经过耐热改善的聚醚醚酮材料及其制备方法。
背景技术
聚醚醚酮(PEEK)树脂是一种性能优异的特种工程塑料，与其他特种工程塑料相比具有更多显著优势，耐高温260度、机械性能优异、自润滑性好、耐化学品腐蚀、阻燃、耐剥离性、耐磨性、不耐强硝酸、浓硫酸、抗辐射、超强的机械性能可用于高端的机械、核工程和航空等高科技领域。虽然聚醚醚酮因为独特的高机械性能、耐高温性以及卓越的耐化学腐蚀性，使它成为受欢迎的高级工程塑料材料。但是，目前聚醚醚酮这种材料玻璃化转变温度(Tg)较低(约150℃)，导致聚醚醚酮制成品在温度高于玻璃化转变温度(Tg)150℃时承载情况下使用，所有PEEK级别产品的刚度显著下降、机械性能迅速下降、膨胀率增加，极大限制PEEK材料的在诸多领域应用和推。聚醚醚酮制成品在高温(Tg以上)下不能承载受力主要原因：聚醚醚酮是半结晶型结构，玻璃化转变温度(Tg)较低。
发明内容
为解决现有技术的不足，本发明通过高聚物共混配方提高聚醚醚酮基体玻璃化转变温度(Tg)达到240℃，完全可以保证聚醚醚酮制成品在200℃高温下承载使用，其机械性能、刚性及尺寸稳定性无明显变化，聚醚醚酮耐热性能得到质的提高。
本发明所提供的技术方案如下：
一种经过耐热改善的聚醚醚酮材料，包括以下重量百分含量的各个组分：聚醚醚酮75～85％、聚酰胺酰亚胺16～24％、液体反应型相容剂0.5～1％、液体胶化稳定剂0.5～1％、聚四氟乙烯0.1～0.2％。
在上述技术方案中，一方面，通过高聚物共混聚酰胺酰亚胺(PAI)，提高聚醚醚酮基体玻璃化转变温度(Tg)达到240℃，完全可以保证聚醚醚酮制成品在200℃高温下承载使用，其机械性能、刚性及尺寸稳定性无明显变化，聚醚醚酮耐热性能得到质的提高。另一方面，考虑到聚酰胺酰亚胺在250℃以上会发生硫化固化反应，在240℃稳定，从而可以通过该方法提供聚醚醚酮玻璃化转变温度(Tg)，并确保耐热性能得到提高。
具体的，聚醚醚酮的粒径小于200目。
具体的，聚酰胺酰亚胺的粒径小于200目。
具体的，聚四氟乙烯的粒径小于500目。
本发明还提供了一种经过耐热改善的聚醚醚酮材料的制备方法，包括以下步骤：
1)将原料均匀混合，干燥，得到待成型材料；
2)将步骤1)得到的待成型材料造粒，得到经过耐热改善的聚醚醚酮材料；
其中，所述原料包括以下重量百分含量的各个组分：聚醚醚酮75～85％、聚酰胺酰亚胺16～24％、液体反应型相容剂0.5～1％、液体胶化稳定剂0.5～1％、聚四氟乙烯0.1～0.2％。
在上述技术方案中，一方面，通过高聚物共混聚酰胺酰亚胺(PAI)，提高聚醚醚酮基体玻璃化转变温度(Tg)达到240℃，完全可以保证聚醚醚酮制成品在200℃高温下承载使用，其机械性能、刚性及尺寸稳定性无明显变化，聚醚醚酮耐热性能得到质的提高。另一方面，考虑到聚酰胺酰亚胺在250℃以上会发生硫化固化反应，在240℃稳定，从而可以通过该方法提供聚醚醚酮玻璃化转变温度(Tg)，并确保耐热性能得到提高。
具体的，聚醚醚酮的粒径小于200目。
具体的，聚酰胺酰亚胺的粒径小于200目。
具体的，聚四氟乙烯的粒径小于500目。
在上述技术方案中，液体反应型相容剂可以提高聚醚醚酮与聚酰胺酰亚胺的结合；液体胶化稳定剂可以稳定聚醚醚酮与聚酰胺酰亚胺；聚四氟乙烯可以对成型设备进行保护。
具体的，步骤1)中，干燥温度为170～190℃，干燥时间7～9小时
总体上，本发明通过高聚物共混聚酰胺酰亚胺(PAI)，提高聚醚醚酮基体玻璃化转变温度(Tg)达到240℃，完全可以保证聚醚醚酮制成品在200℃高温下承载使用，其机械性能、刚性及尺寸稳定性无明显变化，聚醚醚酮耐热性能得到质的提高。
具体实施方式
以下对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
实施例1
1)将原料均匀混合，干燥，干燥温度为190℃，干燥时间7小时，得到待成型材料，原料包括以下重量百分含量的各个组分：聚醚醚酮82.3％、聚酰胺酰亚胺16％、液体反应型相容剂1％、液体胶化稳定剂0.5％、聚四氟乙烯0.2％，聚醚醚酮的粒径小于200目，聚酰胺酰亚胺的粒径小于200目，聚四氟乙烯的粒径小于500目。
2)将步骤1)得到的待成型材料造粒，得到经过耐热改善的聚醚醚酮材料1。
实施例2
1)将原料均匀混合，干燥，干燥温度为170℃，干燥时间9小时，得到待成型材料，原料包括以下重量百分含量的各个组分：聚醚醚酮75％、聚酰胺酰亚胺23.4％、液体反应型相容剂0.5％、液体胶化稳定剂1％、聚四氟乙烯0.1％，聚醚醚酮的粒径小于200目，聚酰胺酰亚胺的粒径小于200目，聚四氟乙烯的粒径小于500目。
2)将步骤1)得到的待成型材料造粒，得到经过耐热改善的聚醚醚酮材料2。
实施例3
1)将原料均匀混合，干燥，干燥温度为180℃，干燥时间8小时，得到待成型材料，原料包括以下重量百分含量的各个组分：聚醚醚酮80％、聚酰胺酰亚胺18.5％、液体反应型相容剂0.75％、液体胶化稳定剂0.60％、聚四氟乙烯0.15％，聚醚醚酮的粒径小于200目，聚酰胺酰亚胺的粒径小于200目，聚四氟乙烯的粒径小于500目。
2)将步骤1)得到的待成型材料造粒，得到经过耐热改善的聚醚醚酮材料3。
对本发明所提供的经过耐热改善的聚醚醚酮材料在不同温度/1.2MPa承载受力条件测试PEEK塑料制成品无变形、软化，机械性能和尺寸完全可以达到使用要求，具体如下表所示：
从以上各实施例可以看出，对本发明所提供的经过耐热改善的聚醚醚酮材料在不同温度/1.2MPa承载受力条件测试PEEK塑料制成品无变形、软化，机械性能和尺寸完全可以达到使用要求。
对比例1
1)将原料均匀混合，干燥，干燥温度为190℃，干燥时间7小时，得到待成型材料，原料包括以下重量百分含量的各个组分：聚醚醚酮70％、聚酰胺酰亚胺28.3％、液体反应型相容剂1％、液体胶化稳定剂0.5％、聚四氟乙烯0.2％，聚醚醚酮的粒径小于200目，聚酰胺酰亚胺的粒径小于200目，聚四氟乙烯的粒径小于500目。
2)将步骤1)得到的待成型材料造粒，得到经过耐热改善的聚醚醚酮材料4。
经过耐热改善的聚醚醚酮材料4在不同温度/1.2MPa承载受力条件测试PEEK塑料制成品无变形、软化，机械性能和尺寸完全可以达到使用要求，具体如下表所示：
对比例2
1)将原料均匀混合，干燥，干燥温度为190℃，干燥时间7小时，得到待成型材料，原料包括以下重量百分含量的各个组分：聚醚醚酮90％、聚酰胺酰亚胺8.3％、液体反应型相容剂1％、液体胶化稳定剂0.5％、聚四氟乙烯0.2％，聚醚醚酮的粒径小于200目，聚酰胺酰亚胺的粒径小于200目，聚四氟乙烯的粒径小于500目。
2)将步骤1)得到的待成型材料造粒，得到经过耐热改善的聚醚醚酮材料5。
经过耐热改善的聚醚醚酮材料5在不同温度/1.2MPa承载受力条件测试PEEK塑料制成品无变形、软化，机械性能和尺寸完全可以达到使用要求，具体如下表所示：
从以上各实施例可以看出，经过耐热改善的聚醚醚酮材料中聚醚醚酮与聚酰胺酰亚胺比例过高或过低，在240℃的温度/1.2MPa承载受力条件测试PEEK塑料制成品时开始软化，机械性能和尺寸无法达到使用要求。
以上所述仅为本发明的较佳实施方式，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种经过耐热改善的聚醚醚酮材料，其特征在于，包括以下重量百分含量的各个组分：聚醚醚酮75～85％、聚酰胺酰亚胺16～24％、液体反应型相容剂0.5～1％、液体胶化稳定剂0.5～1％、聚四氟乙烯0.1～0.2％。
2.根据权利要求1所述的经过耐热改善的聚醚醚酮材料，其特征在于：聚醚醚酮的粒径小于200目。
3.根据权利要求1所述的经过耐热改善的聚醚醚酮材料，其特征在于：聚酰胺酰亚胺的粒径小于200目。
4.根据权利要求1至3任一所述的经过耐热改善的聚醚醚酮材料，其特征在于：聚四氟乙烯的粒径小于500目。
5.一种经过耐热改善的聚醚醚酮材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)将原料均匀混合，干燥，得到待成型材料；
2)将步骤1)得到的待成型材料造粒，得到经过耐热改善的聚醚醚酮材料；
其中，所述原料包括以下重量百分含量的各个组分：聚醚醚酮75～85％、聚酰胺酰亚胺16～24％、液体反应型相容剂0.5～1％、液体胶化稳定剂0.5～1％、聚四氟乙烯0.1～0.2％。
6.根据权利要求5所述的经过耐热改善的聚醚醚酮材料的制备方法，其特征在于：聚醚醚酮的粒径小于200目。
7.根据权利要求5所述的经过耐热改善的聚醚醚酮材料的制备方法，其特征在于：聚酰胺酰亚胺的粒径小于200目。
8.根据权利要求5所述的经过耐热改善的聚醚醚酮材料的制备方法，其特征在于：聚四氟乙烯的粒径小于500目。
9.根据权利要求5至8任一所述的经过耐热改善的聚醚醚酮材料的制备方法，其特征在于：步骤1)中，干燥温度为170～190℃，干燥时间7～9小时。
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