CN108070205A - 一种peek/pes复合材料 - Google Patents

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赵岩磊
李健成
谢众
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L61/00—Compositions of condensation polymers of aldehydes or ketones; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L61/04—Condensation polymers of aldehydes or ketones with phenols only
    • C08L61/16—Condensation polymers of aldehydes or ketones with phenols only of ketones with phenols
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2201/00—Properties
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Abstract

本发明提供了一种PEEK/PES复合材料及制备方法，PEEK复合材料由聚醚砜（PES）、聚醚醚酮（PEEK）和抗氧剂组成。PEEK复合材料的制备方法，包括以下步骤：一次干燥；高速混合；挤出造粒；二次干燥和注塑成型。本发明在中粘度聚醚醚酮（PEEK）树脂中加入聚醚砜（PES）树脂，使复合材料的耐冲击性能显著提高，配方中加入抗氧剂防止PEEK在熔融态时发生自身分子链降解交联。本发明不但提高了聚醚醚酮的冲击性能，同时降低了PEEK复合材料的成本。

Description

一种PEEK/PES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PEEK/PES复合材料及制备方法。
背景技术
PEEK 具有优异的综合性能，所以其一经开发成功立即在许多工程领域显示出较大的应用潜力，但其价格昂贵，且玻璃化温度明显低于耐高温的无定形塑料，如聚醚酰亚胺(PEI)、聚醚砜(PES)，同时，由于新品种高性能聚合物开发越来越困难，使得对 PEEK 进行合金化改性，提高其性能，降低成本，成为研究的焦点之一。
PEEK/PES二元体系的合金化改性可以弥补或提升 PEEK 性能上的不足，提高PEEK的玻璃化温度和抗冲击性能，改善其加工性能，降低成本，提高腐蚀性能等，获得综合性能优于单一组分PEEK、PES材料。
同时，未添加任何抗氧剂的PEEK在熔融态时，会随着保温时间的延长而发生自身分子链的降解交联，使聚合物的粘度增大，部分性能降低，严重影响了PEEK的加工性能和产品稳定性能。因此，需在配方中加入耐高温抗氧剂来避免高温下分子链降解交联现象的发生。
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PEEK/PES复合材料及其制备方法，通过加入PES、抗氧剂对PEEK进行改性，改善其抗冲击性能，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：由聚醚砜（PES）、聚醚醚酮（PEEK）、和抗氧剂组成，其中各个组分添加的质量比例为：聚醚砜（PES）为10-60份、聚醚醚酮（PEEK）为40-90份、抗氧剂为0.03-0.3份。
作为本发明优选的技术方案，所述的PEEK原料为中粘度PEEK，牌号为550G；
作为本发明优选的技术方案，所述的抗氧剂为耐高温抗氧剂；
作为本发明优选的技术方案，所述的PES改性PEEK复合材料各个组成成分的最优配比为：PES为30份、PEEK为70份、抗氧剂为0.3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颗粒进行干燥，温度设置为60~180℃，干燥时间为0.5~10h；
高速混合：采用高速混合机将按配方量的耐高温抗氧剂、PES和PEEK颗粒进行混料，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3~20 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60~180℃，干燥时间为0.5~10h。
（三）有益效果
（1）本发明在PEEK复合材料中加入PES，与单一PEEK原料相比，提高合金材料的玻璃化转变温度，同时，有利于PEEK结晶度的提高，改善其高温刚性；
（2）本发明在PEEK中加入抗氧剂，使PEEK在熔融态时能长时间不发生自身分子链的降解交联，很好的改善了聚醚醚酮的熔融稳定性，保障了产品的加工特性和产品稳定性；
（3）本发明在PEEK中加入PES，不但降低了复合材料的成本，同时还增加了复合材料抗冲击性能。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复合材料由聚醚砜（PES）、聚醚醚酮（PEEK）、和抗氧剂组成，其中各个组分添加的质量比例为：聚醚砜（PES）为30份、聚醚醚酮（PEEK）为70份、抗氧剂为0.3份。
本PEEK复合材料的制备方法，依次包括以下步骤：
一次干燥：采用干燥箱对PEEK颗粒进行干燥，温度设置为150℃，干燥时间为2h；
高速混合：采用高速混合机将按配方量的耐高温抗氧剂、PES和PEEK颗粒进行混料，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250转/min，喂料速度为3.6kg/h；切出的颗粒优选为3mm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150℃，干燥时间为2h；
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160℃。
其机械性能参见表一
表一、PEEK复合材料机械性能表

Claims (4)

1.一种PEEK/PES复合材料，其特征在于：由聚醚砜（PES）、聚醚醚酮（PEEK）、和抗氧剂组成，其中各个组分添加的质量比例为：聚醚砜（PES）为10-60份、聚醚醚酮（PEEK）为40-90份、抗氧剂为0.03-0.3份。
2.根据权利要求1所述的一种PEEK/PES复合材料，其特征在于：所述的PEEK原料为中粘度PEEK，牌号为550G。
3.根据权利要求1所述的一种PEEK/PES复合材料，其特征在于：所述的抗氧剂为耐高温抗氧剂。
4.根据权利要求1-3中任意一项所述的一种PEEK/PES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颗粒进行干燥，温度设置为60~180℃，干燥时间为0.5~10h；
2）高速混合：采用高速混合机将按配方量的耐高温抗氧剂、PES和PEEK颗粒进行混料，使其混合均匀；
3）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3~20 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；
4）二次干燥：将切出的颗粒物料进行干燥处理，温度设置为60~180℃，干燥时间为0.5~10h。
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