CN110804275A - 一种聚醚醚酮橡胶特种骨架材料的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种聚醚醚酮橡胶特种骨架材料的制备方法，包括以下制备步骤：步骤一：制备改性聚醚醚酮；步骤二：制备半成品聚醚醚酮橡胶特种骨架材料；步骤三：喷砂；步骤四：清洗，首先利用丙酮溶液对半成品聚醚醚酮橡胶特种骨架材料进行清洗，再利用蒸馏水进行冲淋；步骤五：磺化处理，将半成品聚醚醚酮橡胶特种骨架材料浸入浓硫酸溶液中10～15s；步骤六：浸胶，将半成品聚醚醚酮橡胶特种骨架材料浸入浸胶液中2～3min；步骤七：高温烘燥，得到聚醚醚酮橡胶特种骨架材料。本发明针对现有技术中聚醚醚酮骨架材料与橡胶基体之间的粘结性能差的技术问题进行改进，本发明具有提高聚醚醚酮骨架材料与橡胶基体之间的粘结性能的优点。
Description
技术领域
本发明涉及橡胶复合材料技术领域，尤其涉及一种聚醚醚酮橡胶特种骨架材料的制备方法。
背景技术
橡胶复合材料大都是由骨架材料和弹性橡胶基体组成的，与热固性和热塑性聚合物复合材料相比，橡胶复合材料具有较大的变形范围、较高的承载能力和良好的的耐疲劳性能，在橡胶复合材料中，骨架材料的性能和使用寿命对整体的性能起着决定性的作用，聚醚醚酮橡胶复合材料是以聚醚醚酮作为骨架材料，与橡胶基体复合制成。聚醚醚酮(英文poly-ether-ether-ketone，简称PEEK)是在主链结构中含有一个酮键和两个醚键的重复单元所构成的高聚物，属特种高分子材料。具有耐高温、耐化学药品腐蚀等物理化学性能，是一类半结晶高分子材料，熔点334℃，软化点168℃，拉伸强度132～148MPa，可用作耐高温结构材料和电绝缘材料，可与玻璃纤维或碳纤维复合制备增强材料。一般采用与芳香族二元酚缩合而得的一类聚芳醚类高聚物。橡胶(Rubber)是指具有可逆形变的高弹性聚合物材料，在室温下富有弹性，在很小的外力作用下能产生较大形变，除去外力后能恢复原状。橡胶属于完全无定型聚合物，它的玻璃化转变温度(T g)低，分子量往往很大，大于几十万。
现有技术中，在聚醚醚酮骨架材料与橡胶进行复合时，首先对聚醚醚酮骨架材料依次进行脱脂、喷砂、涂胶、干燥处理，由于聚醚醚酮表面活性低，表面湿润性能差，耐化学药品性强，难以与热硫化胶黏剂进行化学反应，因此通过现有技术对聚醚醚酮骨架材料处理后，聚醚醚酮骨架材料与橡胶基体之间的粘结性能依然较差，在使用的过程中，聚醚醚酮骨架材料容易与橡胶基体脱离，而且现有技术中使用的聚醚醚酮骨架材料的拉伸强度低、耐磨性能差。
针对以上技术问题，本发明公开了一种聚醚醚酮橡胶特种骨架材料的制备方法，本发明具有提高聚醚醚酮骨架材料与橡胶之间的粘结性能，提高聚醚醚酮骨架材料的拉伸强度和耐磨性能等优点。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供了一种聚醚醚酮橡胶特种骨架材料的制备方法，以解决现有技术中聚醚醚酮骨架材料与橡胶之间的粘结性能较差，聚醚醚酮骨架材料的拉伸强度低、耐磨性能差等技术问题，本发明具有提高聚醚醚酮骨架材料与橡胶之间的粘结性能，提高聚醚醚酮骨架材料的拉伸强度和耐磨性能等优点。
本发明通过以下技术方案实现：本发明公开了一种聚醚醚酮橡胶特种骨架材料的制备方法，包括以下制备步骤：
步骤一：制备改性聚醚醚酮；
a：首先准备原料聚醚醚酮颗粒、玻璃纤维、耐高温润滑剂、耐磨剂和抗氧剂；
b：然后先将聚醚醚酮颗粒加入到高混机中高温熔化，再依次向高混机中加入玻璃纤维、耐高温润滑剂、耐磨剂和抗氧剂，并搅拌2～3h得到混合料；
c：通过双螺杆挤出机将混合料挤出得到改性聚醚醚酮；
步骤二：制备半成品聚醚醚酮橡胶特种骨架材料，将改性聚醚醚酮经注塑成型工艺制备得到半成品聚醚醚酮橡胶特种骨架材料；
步骤三：喷砂，对半成品聚醚醚酮橡胶特种骨架材料的表面进行喷砂处理10～15min；
步骤四：清洗，首先利用丙酮溶液对步骤三得到的半成品聚醚醚酮橡胶特种骨架材料进行清洗，再利用蒸馏水进行冲淋；
步骤五：磺化处理，将步骤四得到的半成品聚醚醚酮橡胶特种骨架材料浸入浓硫酸溶液中10～15s；
步骤六：浸胶，将步骤五得到的半成品聚醚醚酮橡胶特种骨架材料浸入浸胶液中2～3min，浸胶液的含固量为20～35％；
步骤七：高温烘燥，将步骤六得到的半成品聚醚醚酮橡胶特种骨架材料送入到烘箱内高温烘燥，得到聚醚醚酮橡胶特种骨架材料。
进一步的，为了提高聚醚醚酮改性的效果，提高改性聚醚醚酮的耐磨性能，步骤一中，原料聚醚醚酮颗粒、玻璃纤维、耐高温润滑剂、耐磨剂和抗氧剂的重量组分为：
耐高温润滑剂的添加提高聚醚醚酮与玻璃纤维的分散性，使玻璃纤维更好的增强聚醚醚酮的力学性能，耐磨剂的添加提高改性聚醚醚酮的耐磨性能，抗氧剂的添加为了防止在各原料反应的过程中出现氧化的现象。
进一步的，为了更好的提高聚醚醚酮橡胶特种骨架材料的耐磨性能，步骤一中，玻璃纤维为3～5mm长度的无碱玻璃纤维。无碱玻璃纤维的碱金属氧化物含量小于0.8％，是一种铝硼硅酸盐成分，它的化学稳定性、电绝缘性能、强度都很好。其中，如果玻璃纤维的长度太短，只能起到填充的作用，不能起到增强的作用，但是如果玻璃纤维的长度太长，虽然增强效果提升的比较显著，却影响了玻纤在树脂基体中的分散性、成型加工性能和使用性能，往往会导致玻纤外露的现象产生。
进一步的，为了提高聚醚醚酮改性的效果，步骤一中，耐高温润滑剂为氧化聚乙烯蜡、硬脂酸钙、硬脂酸中的一种或多种，耐磨剂为SI-50、二硫化钼两者中的一种或两种，抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂1024、抗氧剂1076中的一种或多种。
进一步的，为了提高半成品聚醚醚酮橡胶特种骨架材料的清洗效果，步骤四中，丙酮溶液的质量分数为40～50％，利用丙酮溶液清洗的时间为20～30min，利用蒸馏水冲淋的时间10～20min。半成品聚醚醚酮橡胶特种骨架材料的表面会粘附有短絮和灰尘等杂质，在经过喷砂处理后，半成品聚醚醚酮橡胶特种骨架材料的表面还会存留一些碎屑，这些碎屑的存在会影响后续浸胶的效果，从而影响聚醚醚酮橡胶特种骨架材料与橡胶基体的粘结性能。
进一步的，为了提高磺化处理的效果，步骤五中，浓硫酸溶液的浓度为90％～95％。
进一步的，为了提高浸胶液的使用效果，提高聚醚醚酮橡胶特种骨架材料与橡胶基体的粘结性能，步骤六中，浸胶液包括原料酚醛树脂、丁吡胶乳、异氰酸酯、氢氧化钠、硼酸锌和去离子水，酚醛树脂、丁吡胶乳、异氰酸酯、氢氧化钠、硼酸锌和去离子水的重量组分为
其中，硼酸锌是一种环保型的非卤素阻燃剂，具有无毒、低水溶性、高热稳定性、粒度小、比重小、分散性好等特点，能够提高聚醚醚酮橡胶特种骨架材料的阻燃性能。
进一步的，为了提高浸胶液的使用效果，酚醛树脂的含固量为5～7％，丁吡胶乳的含固量为40～45％，异氰酸酯的含固量为55～65％，氢氧化钠的浓度为80～90％。
进一步的，为了更好的制备浸胶液，浸胶液的制备步骤如下：
首先将酚醛树脂、异氰酸酯、氢氧化钠和245～255份的去离子水加入到反应容器内在20～30℃下放置3～5h：
然后向反应容器中加入丁吡胶乳、硼酸锌和剩下的55～65份去离子水混合搅拌均匀后静置7～9h，得到浸胶液。
本发明具有以下优点：本发明首先对聚醚醚酮进行改性，提高聚醚醚酮的拉伸强度和耐磨性能，从而提高聚醚醚酮橡胶特种骨架材料的拉伸强度和耐磨性能，然后通过注塑成型工艺将改性后的聚醚醚酮制成半成品聚醚醚酮橡胶特种骨架材料，再对半成品聚醚醚酮橡胶特种骨架材料的表面进行喷砂、清洗和磺化处理，提高半成品聚醚醚酮橡胶特种骨架材料表面的粗糙度，使浸胶液更好的与半成品聚醚醚酮橡胶特种骨架材料的表面粘附，从而提高聚醚醚酮橡胶特种骨架材料与橡胶基体之间的粘结性能。
具体实施方式
下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
实施例1
实施例1公开了一种聚醚醚酮橡胶特种骨架材料的制备方法，包括以下制备步骤：
步骤一：制备改性聚醚醚酮；
a：首先准备原料聚醚醚酮颗粒、玻璃纤维、耐高温润滑剂、耐磨剂和抗氧剂，原料聚醚醚酮颗粒、玻璃纤维、耐高温润滑剂、耐磨剂和抗氧剂的重量组分为：
玻璃纤维为3mm长度的无碱玻璃纤维，耐高温润滑剂为氧化聚乙烯蜡，耐磨剂为SI-50，抗氧剂为抗氧剂1010；
b：然后先将聚醚醚酮颗粒加入到高混机中高温熔化，再依次向高混机中加入玻璃纤维、耐高温润滑剂、耐磨剂和抗氧剂，并搅拌2～3h得到混合料；
c：通过双螺杆挤出机将混合料挤出得到改性聚醚醚酮；
步骤二：制备半成品聚醚醚酮橡胶特种骨架材料，将改性聚醚醚酮经注塑成型工艺制备得到半成品聚醚醚酮橡胶特种骨架材料；
步骤三：喷砂，对半成品聚醚醚酮橡胶特种骨架材料的表面进行喷砂处理10～15min；
步骤四：清洗，首先利用丙酮溶液对步骤三得到的半成品聚醚醚酮橡胶特种骨架材料进行清洗，再利用蒸馏水进行冲淋，丙酮溶液的质量分数为40％，利用丙酮溶液清洗的时间为20～30min，利用蒸馏水冲淋的时间10～20min；
步骤五：磺化处理，将步骤四得到的半成品聚醚醚酮橡胶特种骨架材料浸入浓硫酸溶液中10～15s，浓硫酸溶液的浓度为90％；
步骤六：浸胶，将步骤五得到的半成品聚醚醚酮橡胶特种骨架材料浸入浸胶液中2～3min，浸胶液的含固量为20％，浸胶液包括原料酚醛树脂、丁吡胶乳、异氰酸酯、氢氧化钠、硼酸锌和去离子水，酚醛树脂、丁吡胶乳、异氰酸酯、氢氧化钠、硼酸锌和去离子水的重量组分为
酚醛树脂的含固量为5％，丁吡胶乳的含固量为40％，异氰酸酯的含固量为55％，氢氧化钠的浓度为80％，浸胶液的制备步骤如下：
首先将酚醛树脂、异氰酸酯、氢氧化钠和245份的去离子水加入到反应容器内在20～30℃下放置3～5h：
然后向反应容器中加入丁吡胶乳、硼酸锌和剩下的55份去离子水混合搅拌均匀后静置7～9h，得到浸胶液；
步骤七：高温烘燥，将步骤六得到的半成品聚醚醚酮橡胶特种骨架材料送入到烘箱内高温烘燥，得到聚醚醚酮橡胶特种骨架材料。
本发明首先对聚醚醚酮进行改性，提高聚醚醚酮的拉伸强度和耐磨性能，从而提高聚醚醚酮橡胶特种骨架材料的拉伸强度和耐磨性能，然后通过注塑成型工艺将改性后的聚醚醚酮制成半成品聚醚醚酮橡胶特种骨架材料，再对半成品聚醚醚酮橡胶特种骨架材料的表面进行喷砂、清洗和磺化处理，提高半成品聚醚醚酮橡胶特种骨架材料表面的粗糙度，使浸胶液更好的与半成品聚醚醚酮橡胶特种骨架材料的表面粘附，从而提高聚醚醚酮橡胶特种骨架材料与橡胶基体之间的粘结性能。
实施例2
实施例2公开了公开了一种聚醚醚酮橡胶特种骨架材料的制备方法，包括以下制备步骤：
步骤一：制备改性聚醚醚酮；
a：首先准备原料聚醚醚酮颗粒、玻璃纤维、耐高温润滑剂、耐磨剂和抗氧剂，原料聚醚醚酮颗粒、玻璃纤维、耐高温润滑剂、耐磨剂和抗氧剂的重量组分为：
玻璃纤维为3mm长度的无碱玻璃纤维，耐高温润滑剂为硬脂酸钙，耐磨剂为SI-50，抗氧剂为抗氧剂1024；
b：然后先将聚醚醚酮颗粒加入到高混机中高温熔化，再依次向高混机中加入玻璃纤维、耐高温润滑剂、耐磨剂和抗氧剂，并搅拌2～3h得到混合料；
c：通过双螺杆挤出机将混合料挤出得到改性聚醚醚酮；
步骤二：制备半成品聚醚醚酮橡胶特种骨架材料，将改性聚醚醚酮经注塑成型工艺制备得到半成品聚醚醚酮橡胶特种骨架材料；
步骤三：喷砂，对半成品聚醚醚酮橡胶特种骨架材料的表面进行喷砂处理10～15min；
步骤四：清洗，首先利用丙酮溶液对步骤三得到的半成品聚醚醚酮橡胶特种骨架材料进行清洗，再利用蒸馏水进行冲淋，丙酮溶液的质量分数为43％，利用丙酮溶液清洗的时间为20～30min，利用蒸馏水冲淋的时间10～20min；
步骤五：磺化处理，将步骤四得到的半成品聚醚醚酮橡胶特种骨架材料浸入浓硫酸溶液中10～15s，浓硫酸溶液的浓度为91％；
步骤六：浸胶，将步骤五得到的半成品聚醚醚酮橡胶特种骨架材料浸入浸胶液中2～3min，浸胶液的含固量为25％，浸胶液包括原料酚醛树脂、丁吡胶乳、异氰酸酯、氢氧化钠、硼酸锌和去离子水，酚醛树脂、丁吡胶乳、异氰酸酯、氢氧化钠、硼酸锌和去离子水的重量组分为
酚醛树脂的含固量为5％，丁吡胶乳的含固量为41％，异氰酸酯的含固量为58％，氢氧化钠的浓度为83％，浸胶液的制备步骤如下：
首先将酚醛树脂、异氰酸酯、氢氧化钠和247份的去离子水加入到反应容器内在20～30℃下放置3～5h：
然后向反应容器中加入丁吡胶乳、硼酸锌和剩下的58份去离子水混合搅拌均匀后静置7～9h，得到浸胶液；
步骤七：高温烘燥，将步骤六得到的半成品聚醚醚酮橡胶特种骨架材料送入到烘箱内高温烘燥，得到聚醚醚酮橡胶特种骨架材料。
本发明首先对聚醚醚酮进行改性，提高聚醚醚酮的拉伸强度和耐磨性能，从而提高聚醚醚酮橡胶特种骨架材料的拉伸强度和耐磨性能，然后通过注塑成型工艺将改性后的聚醚醚酮制成半成品聚醚醚酮橡胶特种骨架材料，再对半成品聚醚醚酮橡胶特种骨架材料的表面进行喷砂、清洗和磺化处理，提高半成品聚醚醚酮橡胶特种骨架材料表面的粗糙度，使浸胶液更好的与半成品聚醚醚酮橡胶特种骨架材料的表面粘附，从而提高聚醚醚酮橡胶特种骨架材料与橡胶基体之间的粘结性能。
实施例3
实施例3公开了公开了一种聚醚醚酮橡胶特种骨架材料的制备方法，包括以下制备步骤：
步骤一：制备改性聚醚醚酮；
a：首先准备原料聚醚醚酮颗粒、玻璃纤维、耐高温润滑剂、耐磨剂和抗氧剂，原料聚醚醚酮颗粒、玻璃纤维、耐高温润滑剂、耐磨剂和抗氧剂的重量组分为：
玻璃纤维为4mm长度的无碱玻璃纤维，耐高温润滑剂为硬脂酸，耐磨剂为二硫化钼，抗氧剂为抗氧剂1076；
b：然后先将聚醚醚酮颗粒加入到高混机中高温熔化，再依次向高混机中加入玻璃纤维、耐高温润滑剂、耐磨剂和抗氧剂，并搅拌2～3h得到混合料；
c：通过双螺杆挤出机将混合料挤出得到改性聚醚醚酮；
步骤二：制备半成品聚醚醚酮橡胶特种骨架材料，将改性聚醚醚酮经注塑成型工艺制备得到半成品聚醚醚酮橡胶特种骨架材料；
步骤三：喷砂，对半成品聚醚醚酮橡胶特种骨架材料的表面进行喷砂处理10～15min；
步骤四：清洗，首先利用丙酮溶液对步骤三得到的半成品聚醚醚酮橡胶特种骨架材料进行清洗，再利用蒸馏水进行冲淋，丙酮溶液的质量分数为47％，利用丙酮溶液清洗的时间为20～30min，利用蒸馏水冲淋的时间10～20min；
步骤五：磺化处理，将步骤四得到的半成品聚醚醚酮橡胶特种骨架材料浸入浓硫酸溶液中10～15s，浓硫酸溶液的浓度为93％；
步骤六：浸胶，将步骤五得到的半成品聚醚醚酮橡胶特种骨架材料浸入浸胶液中2～3min，浸胶液的含固量为30％，浸胶液包括原料酚醛树脂、丁吡胶乳、异氰酸酯、氢氧化钠、硼酸锌和去离子水，酚醛树脂、丁吡胶乳、异氰酸酯、氢氧化钠、硼酸锌和去离子水的重量组分为
酚醛树脂的含固量为6％，丁吡胶乳的含固量为43％，异氰酸酯的含固量为61％，氢氧化钠的浓度为87％，浸胶液的制备步骤如下：
首先将酚醛树脂、异氰酸酯、氢氧化钠和250份的去离子水加入到反应容器内在20～30℃下放置3～5h：
然后向反应容器中加入丁吡胶乳、硼酸锌和剩下的60份去离子水混合搅拌均匀后静置7～9h，得到浸胶液；
步骤七：高温烘燥，将步骤六得到的半成品聚醚醚酮橡胶特种骨架材料送入到烘箱内高温烘燥，得到聚醚醚酮橡胶特种骨架材料。
本发明首先对聚醚醚酮进行改性，提高聚醚醚酮的拉伸强度和耐磨性能，从而提高聚醚醚酮橡胶特种骨架材料的拉伸强度和耐磨性能，然后通过注塑成型工艺将改性后的聚醚醚酮制成半成品聚醚醚酮橡胶特种骨架材料，再对半成品聚醚醚酮橡胶特种骨架材料的表面进行喷砂、清洗和磺化处理，提高半成品聚醚醚酮橡胶特种骨架材料表面的粗糙度，使浸胶液更好的与半成品聚醚醚酮橡胶特种骨架材料的表面粘附，从而提高聚醚醚酮橡胶特种骨架材料与橡胶基体之间的粘结性能。
实施例4
实施例4公开了公开了一种聚醚醚酮橡胶特种骨架材料的制备方法，包括以下制备步骤：
步骤一：制备改性聚醚醚酮；
a：首先准备原料聚醚醚酮颗粒、玻璃纤维、耐高温润滑剂、耐磨剂和抗氧剂，原料聚醚醚酮颗粒、玻璃纤维、耐高温润滑剂、耐磨剂和抗氧剂的重量组分为：
玻璃纤维为5mm长度的无碱玻璃纤维，耐高温润滑剂为氧化聚乙烯蜡、硬脂酸钙、硬脂酸三者的混合物，耐磨剂为SI-50、二硫化钼两者的混合物，抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂1024、抗氧剂1076三者的混合物；
b：然后先将聚醚醚酮颗粒加入到高混机中高温熔化，再依次向高混机中加入玻璃纤维、耐高温润滑剂、耐磨剂和抗氧剂，并搅拌2～3h得到混合料；
c：通过双螺杆挤出机将混合料挤出得到改性聚醚醚酮；
步骤二：制备半成品聚醚醚酮橡胶特种骨架材料，将改性聚醚醚酮经注塑成型工艺制备得到半成品聚醚醚酮橡胶特种骨架材料；
步骤三：喷砂，对半成品聚醚醚酮橡胶特种骨架材料的表面进行喷砂处理10～15min；
步骤四：清洗，首先利用丙酮溶液对步骤三得到的半成品聚醚醚酮橡胶特种骨架材料进行清洗，再利用蒸馏水进行冲淋，丙酮溶液的质量分数为50％，利用丙酮溶液清洗的时间为20～30min，利用蒸馏水冲淋的时间10～20min；
步骤五：磺化处理，将步骤四得到的半成品聚醚醚酮橡胶特种骨架材料浸入浓硫酸溶液中10～15s，浓硫酸溶液的浓度为95％；
步骤六：浸胶，将步骤五得到的半成品聚醚醚酮橡胶特种骨架材料浸入浸胶液中2～3min，浸胶液的含固量为35％，浸胶液包括原料酚醛树脂、丁吡胶乳、异氰酸酯、氢氧化钠、硼酸锌和去离子水，酚醛树脂、丁吡胶乳、异氰酸酯、氢氧化钠、硼酸锌和去离子水的重量组分为
酚醛树脂的含固量为7％，丁吡胶乳的含固量为45％，异氰酸酯的含固量为65％，氢氧化钠的浓度为90％，浸胶液的制备步骤如下：
首先将酚醛树脂、异氰酸酯、氢氧化钠和255份的去离子水加入到反应容器内在20～30℃下放置3～5h：
然后向反应容器中加入丁吡胶乳、硼酸锌和剩下的65份去离子水混合搅拌均匀后静置7～9h，得到浸胶液；
步骤七：高温烘燥，将步骤六得到的半成品聚醚醚酮橡胶特种骨架材料送入到烘箱内高温烘燥，得到聚醚醚酮橡胶特种骨架材料。
本发明首先对聚醚醚酮进行改性，提高聚醚醚酮的拉伸强度和耐磨性能，从而提高聚醚醚酮橡胶特种骨架材料的拉伸强度和耐磨性能，然后通过注塑成型工艺将改性后的聚醚醚酮制成半成品聚醚醚酮橡胶特种骨架材料，再对半成品聚醚醚酮橡胶特种骨架材料的表面进行喷砂、清洗和磺化处理，提高半成品聚醚醚酮橡胶特种骨架材料表面的粗糙度，使浸胶液更好的与半成品聚醚醚酮橡胶特种骨架材料的表面粘附，从而提高聚醚醚酮橡胶特种骨架材料与橡胶基体之间的粘结性能。
采用现有的聚醚醚酮骨架材料(即对聚醚醚酮材料进行脱脂、喷砂、涂胶、干燥处理得到的骨架材料)作为对比例，然后分别测试对比例和本发明实施例1-实施例4中的聚醚醚酮橡胶特种骨架材料的拉伸性能和耐磨性能以及分别测试对比例与发明实施例1-实施例4中的聚醚醚酮橡胶特种骨架材料与橡胶基体之间的粘结性能，测试结果如下表所示：
表1对比例与本发明实施例1-实施例4各性能测试实验数据表
其中，粘结性能的测试步骤如下所示：首先将对比例中的聚醚醚酮骨架材料分别与天然橡胶、丁苯橡胶硫化复合制成复合物A和复合物B，将本发明实施例1-4中的聚醚醚酮橡胶特种骨架材料分别与天然橡胶硫化复合制成复合物C、复合物D、复合物E和复合物F，将本发明实施例1-4中的聚醚醚酮橡胶特种骨架材料分别与丁苯橡胶硫化复合制成复合物H、复合物I、复合物J和复合物K，复合物A、复合物B、复合物C、复合物D、复合物E、复合物F、复合物H、复合物I、复合物J和复合物K均为长度为20cm、宽度为5cm、高度为8mm的长方体形状，其中，橡胶层的厚度为2mm，分别取10个复合物A、10个复合物B、10个复合物C、10个复合物D、10个复合物E、10个复合物F、10个复合物H、10个复合物I、10个复合物J和10个复合物K，再分别对上述的复合物分别进行剥离实验，即在聚醚醚酮骨架材料与橡胶材料的粘缝处向两侧分别牵引聚醚醚酮骨架材料与橡胶材料，分别记录聚醚醚酮骨架材料与橡胶材料分离时的力的大小，最后分别对10个复合物A、10个复合物B、10个复合物C、10个复合物D、10个复合物E、10个复合物F、10个复合物H、10个复合物I、10个复合物J和10个复合物K取平均值，结果记录于上表。
其中，对比例中的聚醚醚酮骨架材料和本发明实施例-4中的聚醚醚酮橡胶特种骨架材料的拉伸性能均根据标准ISO 527-1:2012中规定的方法进行测试，拉伸性能通过断裂伸长率和拉伸强度来体现，根据标准ISO 527-1:2012中规定的方法对断裂伸长率和拉伸强度进行测试，测试结果记录于上表。
其中，对比例中的聚醚醚酮骨架材料和本发明实施例-4中的聚醚醚酮橡胶特种骨架材料的耐磨性能测试步骤如下：将对比例中的聚醚醚酮骨架材料制成长度为20cm、宽度为20cm、高为5cm的长方体板块作为实验样品1，将分别本发明实施例-4中的聚醚醚酮橡胶特种骨架材料制成长度为20cm、宽度为20cm、高为5cm的长方体板块作为实验样品2，实验样品3、实验样品4和实验样品5，再分别取10个实验样品1、10个实验样品2、10个实验样品3、10个实验样品4和10个实验样品5，首先测量各个实验样品的初始质量m，再分别采用磨盘从实验样品的上侧对实验样品进行磨损实验，磨损实验的时间为1h，磨盘的直径为30cm，磨盘的转速为120r/min，磨盘的表面粗糙度Ra为0.4μm，磨盘采用钢材制成，硬度为58HRC，磨盘与实验样品之间的压力为10N，测量各个实验样品磨损实验后的质量n，然后根据公式W＝100％*(m-n)/m计算各个实验样品的质量损失率,w为质量损失率，最后分别对10个实验样品1、10个实验样品2、10个实验样品3、10个实验样品4和10个实验样品5的质量损失率取平均值，结果记录于上表。
根据实验数据可知，本发明实施例1-4制得的聚醚醚酮橡胶特种骨架材料与天然橡胶以及丁苯橡胶的复合物相比于对比例需要更大的力才能剥离开，从而本发明实施例1-4制得的聚醚醚酮橡胶特种骨架材料与天然橡胶或者丁苯橡胶之间的粘结性能相比于对比例中更加优异，本发明实施例1-4制得的聚醚醚酮橡胶特种骨架材料的断裂伸长率显著低于对比例，拉伸强度显著高于对比例，从而本发明实施例1-4制得的聚醚醚酮橡胶特种骨架材料的拉伸性能相比于对比例更加优异，本发明实施例1-4制得的聚醚醚酮橡胶特种骨架材料经过磨盘磨损实验后质量损失率显著低于对比例，从而本发明实施例1-4制得的聚醚醚酮橡胶特种骨架材料的耐磨性能相比于对比例更加优异。
通过上述实验数据和分析可知，本发明实施例1-4制得的聚醚醚酮橡胶特种骨架材料的拉伸性能和耐磨性能均得到了显著的提升，同时聚醚醚酮橡胶特种骨架材料与橡胶基体之间的粘结性能也得到了显著的提升。
Claims (9)
1.一种聚醚醚酮橡胶特种骨架材料的制备方法，其特征在于，包括以下制备步骤：
步骤一：制备改性聚醚醚酮；
a：首先准备原料聚醚醚酮颗粒、玻璃纤维、耐高温润滑剂、耐磨剂和抗氧剂；
b：然后先将所述聚醚醚酮颗粒加入到高混机中高温熔化，再依次向所述高混机中加入所述玻璃纤维、耐高温润滑剂、耐磨剂和所述抗氧剂，并搅拌2～3h得到混合料；
c：通过双螺杆挤出机将所述混合料挤出得到所述改性聚醚醚酮；
步骤二：制备半成品聚醚醚酮橡胶特种骨架材料，将所述改性聚醚醚酮经注塑成型工艺制备得到所述半成品聚醚醚酮橡胶特种骨架材料；
步骤三：喷砂，对所述半成品聚醚醚酮橡胶特种骨架材料的表面进行喷砂处理10～15min；
步骤四：清洗，首先利用丙酮溶液对步骤三得到的所述半成品聚醚醚酮橡胶特种骨架材料进行清洗，再利用蒸馏水进行冲淋；
步骤五：磺化处理，将步骤四得到的所述半成品聚醚醚酮橡胶特种骨架材料浸入浓硫酸溶液中10～15s；
步骤六：浸胶，将步骤五得到的所述半成品聚醚醚酮橡胶特种骨架材料浸入浸胶液中2～3min，所述浸胶液的含固量为20～35％；
步骤七：高温烘燥，将步骤六得到的所述半成品聚醚醚酮橡胶特种骨架材料送入到烘箱内高温烘燥，得到所述聚醚醚酮橡胶特种骨架材料。
2.如权利要求1所述的聚醚醚酮橡胶特种骨架材料的制备方法，其特征在于，步骤一中，所述原料聚醚醚酮颗粒、玻璃纤维、耐高温润滑剂、耐磨剂和所述抗氧剂的重量组分为：
3.如权利要求1所述的聚醚醚酮橡胶特种骨架材料的制备方法，其特征在于，步骤一中，所述玻璃纤维为3～5mm长度的无碱玻璃纤维。
4.如权利要求1所述的聚醚醚酮橡胶特种骨架材料的制备方法，其特征在于，步骤一中，所述耐高温润滑剂为氧化聚乙烯蜡、硬脂酸钙、硬脂酸中的一种或多种，所述耐磨剂为SI-50、二硫化钼两者中的一种或两种，所述抗氧剂为抗氧剂1010、抗氧剂1024、抗氧剂1076中的一种或多种。
5.如权利要求1所述的聚醚醚酮橡胶特种骨架材料的制备方法，其特征在于，步骤四中，所述丙酮溶液的质量分数为40～50％，利用丙酮溶液清洗的时间为20～30min，利用蒸馏水冲淋的时间10～20min。
6.如权利要求1所述的聚醚醚酮橡胶特种骨架材料的制备方法，其特征在于，步骤五中，所述浓硫酸溶液的浓度为90％～95％。
7.如权利要求1所述的聚醚醚酮橡胶特种骨架材料的制备方法，其特征在于，步骤六中，所述浸胶液包括原料酚醛树脂、丁吡胶乳、异氰酸酯、氢氧化钠、硼酸锌和去离子水，所述酚醛树脂、丁吡胶乳、异氰酸酯、氢氧化钠、硼酸锌和所述去离子水的重量组分为
8.如权利要求7所述的聚醚醚酮橡胶特种骨架材料的制备方法，其特征在于，所述酚醛树脂的含固量为5～7％，所述丁吡胶乳的含固量为40～45％，所述异氰酸酯的含固量为55～65％，所述氢氧化钠的浓度为80～90％。
9.如权利要求7所述的聚醚醚酮橡胶特种骨架材料的制备方法，其特征在于，所述浸胶液的制备步骤如下：
首先将所述酚醛树脂、异氰酸酯、氢氧化钠和245～255份的所述去离子水加入到反应容器内在20～30℃下放置3～5h：
然后向所述反应容器中加入所述丁吡胶乳、硼酸锌和剩下的55～65份所述去离子水混合搅拌均匀后静置7～9h，得到所述浸胶液。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112848337A (zh) * | 2020-12-24 | 2021-05-28 | 黑龙江省科学院石油化学研究院 | 一种可提高聚醚醚酮及其复合材料胶接性能的协同表面处理方法 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20140187677A1 (en) * | 2012-12-28 | 2014-07-03 | Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. | Surface modified silica by alkyl sulfonated tetrazole compound, preparing method thereof, and resin composition containing the same |
| GB201501072D0 (en) * | 2015-01-22 | 2015-03-11 | Hayward Tyler Group Ltd | Preparation of composite substrates |
| CN104788897A (zh) * | 2015-04-27 | 2015-07-22 | 苏州中亚芯能新材料科技有限公司 | 一种纳米改性聚醚醚酮材料及其制备方法 |
| CN105111545A (zh) * | 2015-10-12 | 2015-12-02 | 安徽工程大学 | 一种柔性工业帆布的浸胶液及其制备方法 |
| CN106633162A (zh) * | 2015-11-03 | 2017-05-10 | 株洲时代新材料科技股份有限公司 | 一种提高聚醚醚酮与橡胶粘接性能的表面方法 |
-
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Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20140187677A1 (en) * | 2012-12-28 | 2014-07-03 | Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. | Surface modified silica by alkyl sulfonated tetrazole compound, preparing method thereof, and resin composition containing the same |
| GB201501072D0 (en) * | 2015-01-22 | 2015-03-11 | Hayward Tyler Group Ltd | Preparation of composite substrates |
| CN104788897A (zh) * | 2015-04-27 | 2015-07-22 | 苏州中亚芯能新材料科技有限公司 | 一种纳米改性聚醚醚酮材料及其制备方法 |
| CN105111545A (zh) * | 2015-10-12 | 2015-12-02 | 安徽工程大学 | 一种柔性工业帆布的浸胶液及其制备方法 |
| CN106633162A (zh) * | 2015-11-03 | 2017-05-10 | 株洲时代新材料科技股份有限公司 | 一种提高聚醚醚酮与橡胶粘接性能的表面方法 |
Non-Patent Citations (4)
| Title |
|---|
| TAKESHI YABUTSUKA,等: "Effect of pores formation process and oxygen plasma treatment to hydroxyapatite formation on bioactive PEEK prepared by incorporation of precursor of apatite", 《MATERIALS SCIENCE AND ENGINEERING C》 * |
| 周莉: "不同表面处理方法对聚醚醚酮生物复合材料粘结强度的影响", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库医药卫生科技辑》 * |
| 宁洋，等: "PEEK高强耐磨复合材料的制备与性能", 《现代塑料加工应用》 * |
| 朱敏庄: "《橡胶工艺学》", 31 July 1993, 华南理工大学出版社 * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112848337A (zh) * | 2020-12-24 | 2021-05-28 | 黑龙江省科学院石油化学研究院 | 一种可提高聚醚醚酮及其复合材料胶接性能的协同表面处理方法 |
| CN112848337B (zh) * | 2020-12-24 | 2022-08-19 | 黑龙江省科学院石油化学研究院 | 一种可提高聚醚醚酮及其复合材料胶接性能的协同表面处理方法 |
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