CN113978059A - 一种改性peek基自润滑三层复合材料及其成型方法 - Google Patents

一种改性peek基自润滑三层复合材料及其成型方法 Download PDF

Info

Publication number
CN113978059A
CN113978059A CN202111335207.0A CN202111335207A CN113978059A CN 113978059 A CN113978059 A CN 113978059A CN 202111335207 A CN202111335207 A CN 202111335207A CN 113978059 A CN113978059 A CN 113978059A
Authority
CN
China
Prior art keywords
peek
lubricating
based self
powder
rolling
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202111335207.0A
Other languages
English (en)
Inventor
郑合静
丁晓龙
杨兆方
章然
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hefei Bolin Advanced Materials Co ltd
Original Assignee
Hefei Bolin Advanced Materials Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hefei Bolin Advanced Materials Co ltd filed Critical Hefei Bolin Advanced Materials Co ltd
Priority to CN202111335207.0A priority Critical patent/CN113978059A/zh
Publication of CN113978059A publication Critical patent/CN113978059A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B15/00—Layered products comprising a layer of metal
    • B32B15/04—Layered products comprising a layer of metal comprising metal as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material
    • B32B15/08—Layered products comprising a layer of metal comprising metal as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material of synthetic resin
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B27/00—Layered products comprising a layer of synthetic resin
    • B32B27/18—Layered products comprising a layer of synthetic resin characterised by the use of special additives
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B27/00—Layered products comprising a layer of synthetic resin
    • B32B27/28—Layered products comprising a layer of synthetic resin comprising synthetic resins not wholly covered by any one of the sub-groups B32B27/30 - B32B27/42
    • B32B27/285—Layered products comprising a layer of synthetic resin comprising synthetic resins not wholly covered by any one of the sub-groups B32B27/30 - B32B27/42 comprising polyethers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B3/00—Layered products comprising a layer with external or internal discontinuities or unevennesses, or a layer of non-planar form; Layered products having particular features of form
    • B32B3/02—Layered products comprising a layer with external or internal discontinuities or unevennesses, or a layer of non-planar form; Layered products having particular features of form characterised by features of form at particular places, e.g. in edge regions
    • B32B3/08—Layered products comprising a layer with external or internal discontinuities or unevennesses, or a layer of non-planar form; Layered products having particular features of form characterised by features of form at particular places, e.g. in edge regions characterised by added members at particular parts
    • B32B3/085—Layered products comprising a layer with external or internal discontinuities or unevennesses, or a layer of non-planar form; Layered products having particular features of form characterised by features of form at particular places, e.g. in edge regions characterised by added members at particular parts spaced apart pieces on the surface of a layer
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B37/00—Methods or apparatus for laminating, e.g. by curing or by ultrasonic bonding
    • B32B37/06—Methods or apparatus for laminating, e.g. by curing or by ultrasonic bonding characterised by the heating method
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B37/00—Methods or apparatus for laminating, e.g. by curing or by ultrasonic bonding
    • B32B37/10—Methods or apparatus for laminating, e.g. by curing or by ultrasonic bonding characterised by the pressing technique, e.g. using action of vacuum or fluid pressure
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B38/00—Ancillary operations in connection with laminating processes
    • B32B38/16—Drying; Softening; Cleaning
    • B32B38/164—Drying
    • 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
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/30—Sulfur-, selenium- or tellurium-containing compounds
    • C08K2003/3009—Sulfides

Abstract

本发明公开了一种改性PEEK基自润滑三层复合材料及其成型方法，包括以下步骤：(1)制备基板：制备双金属球粉板；(2)制备泥料：a.配料：量取原料PEEK树脂、添加剂、塑性泥料成型剂；b.混粉：PEEK树脂和粉体添加剂混合为粉体混合物；c.混料：塑性泥料成型剂、粉体混合物及液体添加剂混合并进行搅拌制成均匀混合物；d.破乳：混合物中加入酒精破乳得可塑性泥料；(3)成型：将泥料铺轧在双金属球粉板上，经烘干、中轧、塑化、热轧为三层复合板材。本申请工序简单，其利用聚四氟乙烯乳液中聚四氟乙烯的舒展网络结构，使PEEK树脂和添加剂与其混合破乳后形成可塑性强的泥料，该泥料加工性能好易通过轧制方式嵌合到铜粉板上，与铜粉层形成极强的结合。

Description

一种改性PEEK基自润滑三层复合材料及其成型方法
技术领域
本发明涉及自润滑材料技术领域，尤其涉及一种改性PEEK基自润滑三层复合材料及其成型方法。
背景技术
聚醚醚酮(PEEK)是一种耐高温、耐酸碱、高强度的特种工程塑料，常用在电子、医疗、汽车、机械制造等领域。当用作齿轮、轴承等机械装备领域时，其摩擦系数较大、抗磨能力较差、摩擦热不易散发的缺点限制了其应用。为保证PEEK在长期的应用中能稳定发挥性能，常在PEEK中掺杂一些如聚四氟乙烯(PTFE)、石墨、二硫化钼(MoS2)这样的自润滑添加剂，也会添加二氧化钛、二氧化硅、铜粉等刚性无机粒子，这类添加剂的引入使得PEEK的摩擦系数和磨损量得到了一定的降低。
目前，耐高温自润滑轴承及制作方法(CN200610047340.5)、一种三层复合自润滑材料及其连续生产工艺(CN201911012265.2)和PEEK覆膜高性能滑动轴承的生产工艺(CN200910153447.1)均采用挤出方式制作PEEK三层复合自润滑板材，但加入了PTFE、石墨、MoS2等的PEEK改性材料熔体粘度大，使得材料挤出困难，熔体加工性能不好。另外，将挤出的改性PEEK涂敷在多孔铜粉复合板上时，前后两次存在时间差，从而产生先后二次的温度差，PEEK因受工艺温度变化，存在PEEK界面熔融不充分、相互间结合力差的问题，造成轴承材料的密度、机械强度、承载能力、PV值、疲劳强度以及尺寸精度等都会带来不一致性，使得整体性能下降。而且制备改性PEEK过程中，为使原料混合均匀，还需对混合物进行多次造粒处理，需要的设备多、工序复杂。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种加工性能好、与铜粉层的结合能力好且工序简单的改性PEEK基自润滑三层复合材料及成型方法。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种改性PEEK基自润滑三层复合材料及其成型方法，包括以下步骤：
(1)制备基板：在金属基板上烧结球状多孔铜粉层，制备得到双金属球粉板；
(2)制备可塑性泥料：
a.配料：量取PEEK树脂、添加剂、塑性泥料成型剂作为原料备用；
b.混粉：将上述PEEK树脂和粉体添加剂混合并进行搅拌，使其成为混合均匀的粉体混合物；
c.混料：将上述塑性泥料成型剂、粉体混合物及液体添加剂混合并进行搅拌，使其成为均匀的混合物；
d.破乳：继续搅拌上述混合物，同时加入酒精破乳，制备形成可塑性泥料；
(3)铺轧成型：将上述可塑性泥料铺轧在双金属球粉板上形成改性PEEK基自润滑层，对铺轧得到的板材烘干后再中轧一次，然后在惰性气体保护中进行塑化，最后热轧为三层复合板材。
本发明在制作PEEK三层复合自润滑板材时，将PEEK树脂和添加剂充分混合，并均匀地分散在塑性泥料成型剂中形成混合物，然后用酒精破乳即可形成泥料，这些泥料的可塑性强，很容易通过轧制方式复合到铜粉板上，再经过烘干、中轧、塑化和热轧工序，即可制备出改性PEEK基自润滑三层复合材料；此种方法的工序简单，其将原材料混合成可塑性泥料后直接复合在铜粉板上，克服了因挤出、复合两个工序的时间差带来温度差，导致PEEK材料与铜粉复合板结合力差的问题；且PEEK基自润滑层以泥料的状态嵌入铜粉层的球状多孔内，进一步增强了PEEK基自润滑层与铜粉复合板的结合力，有效地提高了改性PEEK基自润滑三层复合材料的一致性，有利于提高其整体性能。
进一步方案，步骤(2)a中的塑性泥料成型剂为聚四氟乙烯乳液。
本发明为聚四氟乙烯乳液作为塑性泥料成型剂，其以水为介质、在水中进行聚合，此种情况下形成的聚四氟乙烯是一种舒展的网络结构，加入的PEEK等物质可均匀分散在这些网络结构中，经酒精破乳后形成可塑性很强的泥料。
进一步方案，步骤(2)a中的添加剂包括润滑剂和增强剂。优选的，所述润滑剂为石墨、二硫化钼中的至少一种；所述增强剂为PPTA、PPS、PAI、PI、层状磷酸锆、氮化硼中的至少一种。
PEEK自身摩擦因数较高，本发明加入润滑剂有利于降低PEEK的摩擦因数提高改性PEEK基自润滑层的润滑性；增强剂提高了改性PEEK基自润滑层的耐磨性能。
进一步方案，所述PEEK树脂的粒径为200～500目。
本发明中PEEK树脂的粒径太小容易团聚分散不均匀，另外粒径太小相同体积的材料制成的泥料可塑性差；粒径太大则会破坏网络结构的形成，不宜制成可塑性强的泥料。
进一步方案，所述步骤(2)b中粉体混合物的搅拌次数为3～5次，搅拌速度为200～400r/min，每次搅拌时间为5～10秒。
进一步方案，所述骤(2)c的搅拌速度为60～200r/min，搅拌时间为3～10分钟。
进一步方案，所述骤(3)中的铺轧的厚度为0.03～0.5mm，中轧的轧制尺寸为0.02～0.03mm，热轧的轧制尺寸至少为0.01mm。
进一步方案，所述骤(3)中的烘干温度为160～180℃，烘干时间为20～40分钟；所述惰性气体为纯度在99.9％以上的氮气，塑化温度为380～400℃，塑化时间为20～40分钟。
本发明的另一个目的是提供一种通过成型方法制得的改性PEEK基自润滑三层复合材料，包括依次设置的金属基板、球状多孔铜粉层以及改性PEEK基自润滑层。
进一步方案，所述改性PEEK基自润滑层中各组分的体积比为PEEK树脂70％～90％、添加剂2％～10％、聚四氟乙烯8％～20％。
本发明中聚四氟乙烯的体积比为8％-20％，若占比太小制泥时使用的聚四氟乙烯乳液太少，形成的泥料可塑性差，铺轧时不易形成完整的自润滑层；若占比太大则会大大降低PEEK的强度，使用价值降低。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
(1)本发明中的聚四氟乙烯乳液以水为介质、在水中进行聚合，聚四氟乙烯是以舒展的网络结构状态存在，加入的PEEK树脂和添加剂可均匀分散在这些网络结构中，经加酒精破乳后可形成可塑性很强的泥料，这些泥料很容易通过轧制方式嵌入铜粉层的空隙内并复合到铜粉板上，使PEEK基自润滑层与铜粉复合板的结合力强。
(2)本发明PEEK基自润滑层与铜粉板复合后，经过烘干、中轧、塑化和热轧后即可制备出改性PEEK基自润滑三层复合材料；而挤出方式制备材料需要较长时间的混粉及干燥、球粉板需要保持一定的温度、需要多次造粒及多次热轧和精轧，由此来看本方法与挤出方式相比工序更为简单。
(3)本发明克服了因挤出、复合两次时间差带来温度差导致PEEK材料与铜粉复合板结合力差的问题，制得的可塑性泥料加工性能好、与铜粉层的结合能力强，有效地提高了改性PEEK基自润滑三层复合材料的一致性，有利于提高其整体性能。
附图说明
图1是本发明制备改性PEEK基自润滑三层复合材料的结构示意图；
图中：1、金属基板；2、铜粉层；3、改性PEEK基自润滑层。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作更进一步的说明。显然，所描述的实施例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作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。
本发明提供了一种改性PEEK基自润滑三层复合材料的成型方法，包括以下步骤：
(1)制备基板：在金属基板1上烧结球状多孔铜粉层2，制备得到双金属球粉板。
(2)制备可塑性泥料：
a.配料：量取PEEK树脂、添加剂、塑性泥料成型剂作为原料备用。
其中，PEEK树脂的粒径为200～500目。添加剂包括润滑剂和增强剂，润滑剂为石墨、二硫化钼中的至少一种；增强剂为PPTA、PPS、PAI、PI、层状磷酸锆、氮化硼中的至少一种。塑性泥料成型剂为聚四氟乙烯乳液，且聚四氟乙烯乳液的固含量为60±2％。
b.混粉：将上述PEEK树脂和粉体添加剂混合并搅拌3～5次，搅拌速度为200～400r/min，每次搅拌时间为5～10秒，使其成为混合均匀的粉体混合物。
c.混料：将上述塑性泥料成型剂、粉体混合物及液体添加剂混合并进行搅拌，搅拌速度为60～200r/min，搅拌时间为3～10分钟，使其成为混合均匀的混合物。
d.破乳：继续搅拌上述混合物，同时加入酒精破乳，制备形成可塑性泥料。
(3)铺轧成型：
a.铺轧：将上述可塑性泥料铺轧在双金属球粉板上，形成厚度为0.03～0.5mm的改性PEEK基自润滑层。
b.烘干：将铺轧后的板材在温度为160～180℃的环境中，烘20～40分钟。
c.中轧：将烘干后的板材再轧一次，轧制尺寸为0.02～0.03mm。
d.塑化：在纯度为99.9％以上的氮气保护下，将中轧后的板材置于烧结炉中塑化，塑化温度为380～400℃，塑化时间为20～40分钟。
e.热轧：将塑化后的板材热轧为成品三层复合板材，轧制尺寸至少为0.01mm。
上述方法制得的三层复合板材即为改性PEEK基自润滑三层复合材料，参照图1，改性PEEK基自润滑三层复合材料包括依次设置的金属基板1、球状多孔铜粉层2以及改性PEEK基自润滑层3。
其中，改性PEEK基自润滑层3中各组分的体积比为PEEK树脂70％～90％、添加剂2％～10％、聚四氟乙烯8％～20％。
实施例1
一种改性PEEK基自润滑三层复合材料及其成型方法，包括以下步骤：
(1)制备基板：在金属基板1上烧结球状多孔铜粉层2，制备得到双金属球粉板。
(2)制备可塑性泥料：
a.配料：量取PEEK树脂、添加剂、塑性泥料成型剂作为原料备用。
其中，PEEK树脂的粒径为200目。添加剂采用粉体添加剂，润滑剂选取石墨、增强剂选取PPTA。塑性泥料成型剂为聚四氟乙烯乳液，且聚四氟乙烯乳液的固含量为60±2％。
b.混粉：将上述PEEK树脂、石墨、PPTA混合并搅拌3次，搅拌速度为200r/min，每次搅拌时间为5秒，使其成为混合均匀的粉体混合物。
c.混料：将上述聚四氟乙烯乳液、粉体混合物混合并进行搅拌，搅拌速度为60r/min，搅拌时间为3分钟，使其成为均匀的混合物。
d.破乳：继续搅拌上述混合物，同时加入酒精破乳，制备形成可塑性泥料。
(3)铺轧成型：
a.铺轧：将上述可塑性泥料铺轧在双金属球粉板上，形成厚度为0.03mm的改性PEEK基自润滑层。
b.烘干：将铺轧后的板材在温度为160℃的环境中，烘20分钟。
c.中轧：将烘干后的板材再轧一次，轧制尺寸为0.02mm。
d.塑化：在纯度为99.9％以上的氮气保护下，将中轧后的板材置于烧结炉中塑化，塑化温度为380℃，塑化时间为20分钟。
e.热轧：将塑化后的板材热轧为成品三层复合板材，轧制尺寸至少为0.01mm。
上述方法制得的三层复合板材即为改性PEEK基自润滑三层复合材料，改性PEEK基自润滑三层复合材料包括依次设置的金属基板1、球状多孔铜粉层2以及改性PEEK基自润滑层3。
其中，改性PEEK基自润滑层3中各组分的体积比为70％的PEEK树脂、4％的石墨、6％的PPTA、20％的聚四氟乙烯。
实施例2
一种改性PEEK基自润滑三层复合材料及其成型方法，包括以下步骤：
(1)制备基板：在金属基板1上烧结球状多孔铜粉层2，制备得到双金属球粉板。
(2)制备可塑性泥料：
a.配料：量取PEEK树脂、添加剂、塑性泥料成型剂作为原料备用。
其中，PEEK树脂的粒径为500目。添加剂包括粉体添加剂和液体添加剂，润滑剂选取二硫化钼，作为粉体添加剂；增强剂选取浓度为20％的PAI分散液，作为液体添加剂。塑性泥料成型剂为聚四氟乙烯乳液，且聚四氟乙烯乳液的固含量为60±2％。
b.混粉：将上述PEEK树脂、二硫化钼混合并搅拌5次，搅拌速度为400r/min，每次搅拌时间为10秒，使其成为混合均匀的粉体混合物。
c.混料：将上述聚四氟乙烯乳液、粉体混合物、PAI分散液混合并进行搅拌，搅拌速度为200r/min，搅拌时间为10分钟，使其成为均匀的混合物。
d.破乳：继续搅拌上述混合物，同时加入酒精破乳，制备形成可塑性泥料。
(3)铺轧成型：
a.铺轧：将上述可塑性泥料铺轧在双金属球粉板上，形成厚度为0.05mm的改性PEEK基自润滑层。
b.烘干：将铺轧后的板材在温度为180℃的环境中，烘40分钟。
c.中轧：将烘干后的板材再轧一次，轧制尺寸为0.03mm。
d.塑化：在纯度为99.9％以上的氮气保护下，将中轧后的板材置于烧结炉中塑化，塑化温度为400℃，塑化时间为40分钟。
e.热轧：将塑化后的板材热轧为成品三层复合板材，轧制尺寸至少为0.03mm。
上述方法制得的三层复合板材即为改性PEEK基自润滑三层复合材料，改性PEEK基自润滑三层复合材料包括依次设置的金属基板1、球状多孔铜粉层2以及改性PEEK基自润滑层3。
其中，改性PEEK基自润滑层3中各组分的体积比为90％PEEK的树脂、1％的二硫化钼、1％的PAI、8％的聚四氟乙烯。
实施例3
一种改性PEEK基自润滑三层复合材料及其成型方法，包括以下步骤：
(1)制备基板：在金属基板1上烧结球状多孔铜粉层2，制备得到双金属球粉板。
(2)制备可塑性泥料：
a.配料：量取PEEK树脂、添加剂、塑性泥料成型剂作为原料备用。
其中，PEEK树脂的粒径为300目。添加剂采用粉体添加剂，润滑剂选取聚四氟乙烯粉、增强剂选取PPS。塑性泥料成型剂为聚四氟乙烯乳液，且聚四氟乙烯乳液的固含量为60±2％。
b.混粉：将上述PEEK树脂、石墨、PPS混合并搅拌4次，搅拌速度为300r/min，每次搅拌时间为7秒，使其成为混合均匀的粉体混合物。
c.混料：将上述聚四氟乙烯乳液、粉体混合物混合并进行搅拌，搅拌速度为130r/min，搅拌时间为6分钟，使其成为均匀的混合物。
d.破乳：继续搅拌上述混合物，同时加入酒精破乳，制备形成可塑性泥料。
(3)铺轧成型：
a.铺轧：将上述可塑性泥料铺轧在双金属球粉板上，形成厚度为0.04mm的改性PEEK基自润滑层。
b.烘干：将铺轧后的板材在温度为170℃的环境中，烘30分钟。
c.中轧：将烘干后的板材再轧一次，轧制尺寸为0.02mm。
d.塑化：在纯度为99.9％以上的氮气保护下，将中轧后的板材置于烧结炉中塑化，塑化温度为390℃，塑化时间为30分钟。
e.热轧：将塑化后的板材热轧为成品三层复合板材，轧制尺寸至少为0.02mm。
上述方法制得的三层复合板材即为改性PEEK基自润滑三层复合材料，改性PEEK基自润滑三层复合材料包括依次设置的金属基板1、球状多孔铜粉层2以及改性PEEK基自润滑层3。
其中，改性PEEK基自润滑层3中各组分的体积比为80％PEEK的树脂、3％的石墨、3％的PPS、14％的聚四氟乙烯。
对比例1
一种改性PEEK基自润滑三层复合材料及其成型方法，包括以下步骤：
(1)制备PEEK软带：
a.配料：按体积比量取70％PEEK树脂、4％的石墨、6％的PPTA、20％的聚四氟乙烯粉。其中，PEEK树脂的粒径为200目。
b.混粉：将上述PEEK树脂、石墨、PPTA、聚四氟乙烯粉混合并搅拌，搅拌速度为200r/min，搅拌时间为20分钟，使其成为混合均匀的粉体混合物。
c.将上述粉体混合物在150℃的温度下干燥3小时，然后采用双螺杆挤出机制成PEEK软带。
(2)保温加热：将PEEK软带保持在350～370℃的温度环境中进行保温加热，防止PEEK软带急速降温硬化。
(3)制备基板：在金属基板1上烧结球状多孔铜粉层2，制备得到双金属球粉板。
(4)复合成型：
a.热轧：将保温加热的PEEK软带与通过热轧机复合到双金属球粉板上，每次扎制的下压量为10％，轧制道次为5次，轧制总压下量为50％，得到三层复合板材。
b.精轧：对热轧后的三层复合板材进行精轧，每次轧制压下量为1％，轧制道次为5次，轧制总压下量为5％。
最终制备得到依次设置金属基板1、球状多孔铜粉层2以及改性PEEK基自润滑层3的改性PEEK基自润滑三层复合材料。
对比例2
一种改性PEEK基自润滑三层复合材料及其成型方法，包括以下步骤：
(1)制备PEEK软带：
a.配料：按体积比量取90％PEEK树脂、1％的二硫化钼、1％的PAI粉、8％的聚四氟乙烯粉。其中，PEEK树脂的粒径为500目。
b.混粉：将上述PEEK树脂、石墨、PAI粉、聚四氟乙烯粉混合并搅拌，搅拌速度为200r/min，搅拌时间为20分钟，使其成为混合均匀的粉体混合物。
c.将上述粉体混合物在150℃的温度下干燥3小时，然后采用双螺杆挤出机制成PEEK软带。
(2)保温加热：将PEEK软带保持在350～370℃的温度环境中进行保温加热，防止PEEK软带急速降温硬化。
(3)制备基板：在金属基板1上烧结球状多孔铜粉层2，制备得到双金属球粉板。
(4)复合成型：
a.热轧：将保温加热的PEEK软带与通过热轧机复合到双金属球粉板上，每次扎制的下压量为10％，轧制道次为5次，轧制总压下量为50％，得到三层复合板材。
b.精轧：对热轧后的三层复合板材进行精轧，每次轧制压下量为1％，轧制道次为5次，轧制总压下量为5％。
最终制备得到依次设置金属基板1、球状多孔铜粉层2以及改性PEEK基自润滑层3的改性PEEK基自润滑三层复合材料。
对比例3
一种改性PEEK基自润滑三层复合材料及其成型方法，包括以下步骤：
(1)制备PEEK软带：
a.配料：按体积比量取80％PEEK树脂、3％的石墨、3％的PPS、14％的聚四氟乙烯粉。其中，PEEK树脂的粒径为300目。
b.混粉：将上述PEEK树脂、聚四氟乙烯粉、PPS混合并搅拌，搅拌速度为200r/min，搅拌时间为20分钟，使其成为混合均匀的粉体混合物。
c.将上述粉体混合物在150℃的温度下干燥3小时，然后采用双螺杆挤出机制成PEEK软带。
(2)保温加热：将PEEK软带保持在350～370℃的温度环境中进行保温加热，防止PEEK软带急速降温硬化。
(3)制备基板：在金属基板1上烧结球状多孔铜粉层2，制备得到双金属球粉板。
(4)复合成型：
a.热轧：将保温加热的PEEK软带与通过热轧机复合到双金属球粉板上，每次扎制的下压量为10％，轧制道次为5次，轧制总压下量为50％，得到三层复合板材。
b.精轧：对热轧后的三层复合板材进行精轧，每次轧制压下量为1％，轧制道次为5次，轧制总压下量为5％。
最终制备得到依次设置金属基板1、球状多孔铜粉层2以及改性PEEK基自润滑层3的改性PEEK基自润滑三层复合材料。
对上述实施例1、实施例2、实施例3和对比例1、对比例2、对比例3制得的产品进行改性PEEK基自润滑层3与铜粉层2结合强度的测试。
试验方法为：(1)取长28mm、宽28mm的三层复合自润滑板材作为试样，利用铣床在试样改性PEEK基自润滑层3中间位置加工出内径φ11.3±0.05mm的圆槽，圆槽的深度为可见铜层。
(2)万能试验机配备的金属棒底部的直径为φ11.3±0.05mm，将金属棒置于圆槽内，并使用胶水对金属棒与改性PEEK基自润滑层3进行粘接。
(3)将粘接好的金属棒与试样固定到万能试验机上，启动万能试验机给金属棒施加拉力，拉升速度为1mm/s，直至改性PEEK基自润滑层3脱离铜粉层2。记录最大拉力，并根据拉力大小和接触面积计算结合强度。
结合强度的计算公式如下：
P＝F·1000/[3.1416·(11.3/2)2]
式中：P-改性PEEK基自润滑层3的结合强度，单位N/mm2；
F-记录的最大拉力，单位kN。
由上述实验方法获得的试验结果如表1。
表1结合强度检测结果
Figure BDA0003350261190000121
本申请方法的工序简单，且由上表可知，实施例1各组试验的结合强度均优于对比例1的各组试验，实施例2各组试验的结合强度均优于对比例2的各组试验，实施例3各组试验的结合强度均优于对比例3的各组试验。由此可见，本方法所制备的改性PEEK基自润滑三层复合材料中，改性PEEK基自润滑层3与铜粉层2的结合力强，有效地提高了改性PEEK基自润滑三层复合材料的一致性，有利于提高其整体性能。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种改性PEEK基自润滑三层复合材料的成型方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)制备基板：在金属基板上烧结球状多孔铜粉层，制备得到双金属球粉板；
(2)制备可塑性泥料：
a.配料：量取PEEK树脂、添加剂、塑性泥料成型剂作为原料备用；
b.混粉：将上述PEEK树脂和粉体添加剂混合并进行搅拌，使其成为混合均匀的粉体混合物；
c.混料：将上述塑性泥料成型剂、粉体混合物及液体添加剂混合并进行搅拌使其成为均匀的混合物；
d.破乳：继续搅拌上述混合物，同时加入酒精破乳，制备形成可塑性泥料；
(3)铺轧成型：将上述可塑性泥料铺轧在双金属球粉板上形成改性PEEK基自润滑层，对铺轧得到的板材烘干后再中轧一次，然后在惰性气体保护中进行塑化，最后热轧为三层复合板材。
2.根据权利要求1所述的一种改性PEEK基自润滑三层复合材料的成型方法，其特征在于：所述步骤(2)a中的塑性泥料成型剂为聚四氟乙烯乳液。
3.根据权利要求1所述的一种改性PEEK基自润滑三层复合材料的成型方法，其特征在于：所述步骤(2)a中的添加剂包括润滑剂和增强剂。
4.根据权利要求3所述的一种改性PEEK基自润滑三层复合材料的成型方法，其特征在于：所述润滑剂为石墨、二硫化钼中的至少一种；所述增强剂为PPTA、PPS、PAI、PI、层状磷酸锆、氮化硼中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的一种改性PEEK基自润滑三层复合材料的成型方法，其特征在于：所述步骤(2)b中粉体混合物的搅拌次数为3～5次，搅拌速度为200～400r/min，每次搅拌时间为5～10秒。
6.根据权利要求1所述的一种改性PEEK基自润滑三层复合材料的成型方法，其特征在于：所述骤(2)c的搅拌速度为60～200r/min，搅拌时间为3～10分钟。
7.根据权利要求1所述的一种改性PEEK基自润滑三层复合材料的成型方法，其特征在于：所述骤(3)中的铺轧的厚度为0.03～0.5mm，中轧的轧制尺寸为0.02～0.03mm，热轧的轧制尺寸至少为0.01mm。
8.根据权利要求1所述的一种改性PEEK基自润滑三层复合材料的成型方法，其特征在于：所述骤(3)中的烘干温度为160～180℃，烘干时间为20～40分钟；所述惰性气体为纯度在99.9％以上的氮气，塑化温度为380～400℃，塑化时间为20～40分钟。
9.如权利要求1-8任一项所述的成型方法制得的改性PEEK基自润滑三层复合材料，其特征在于：包括依次设置的金属基板、球状多孔铜粉层以及改性PEEK基自润滑层。
10.根据权利要求9所述的一种改性PEEK基自润滑三层复合材料，其特征在于：所述改性PEEK基自润滑层中各组分的体积比为PEEK树脂70％～90％、添加剂2％～10％、聚四氟乙烯8％～20％。
CN202111335207.0A 2021-11-11 2021-11-11 一种改性peek基自润滑三层复合材料及其成型方法 Pending CN113978059A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202111335207.0A CN113978059A (zh) 2021-11-11 2021-11-11 一种改性peek基自润滑三层复合材料及其成型方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202111335207.0A CN113978059A (zh) 2021-11-11 2021-11-11 一种改性peek基自润滑三层复合材料及其成型方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN113978059A true CN113978059A (zh) 2022-01-28

Family

ID=79748074

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202111335207.0A Pending CN113978059A (zh) 2021-11-11 2021-11-11 一种改性peek基自润滑三层复合材料及其成型方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN113978059A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115339171A (zh) * 2022-07-22 2022-11-15 嘉善双飞润滑材料有限公司 一种油泵用轴套的三层复合材料及其制备方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040142181A1 (en) * 2003-01-16 2004-07-22 Derek Marsella PTFE/polyphenylene sulphide bearing material and method of manufacture
CN101672325A (zh) * 2009-10-09 2010-03-17 浙江长盛滑动轴承有限公司 Peek覆膜高性能滑动轴承及其制造方法
CN104249154A (zh) * 2013-06-26 2014-12-31 浙江长盛滑动轴承股份有限公司 一种金属基自润滑复合材料及其制备方法
CN105711194A (zh) * 2016-02-19 2016-06-29 江苏英科医疗制品有限公司 一种高强度、耐磨复合材料及其制备方法
CN110815994A (zh) * 2019-10-23 2020-02-21 嘉善双飞润滑材料有限公司 一种三层复合自润滑材料及其连续生产工艺
CN112608783A (zh) * 2020-12-14 2021-04-06 合肥波林新材料股份有限公司 一种三层复合自润滑材料及其制备方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040142181A1 (en) * 2003-01-16 2004-07-22 Derek Marsella PTFE/polyphenylene sulphide bearing material and method of manufacture
CN101672325A (zh) * 2009-10-09 2010-03-17 浙江长盛滑动轴承有限公司 Peek覆膜高性能滑动轴承及其制造方法
CN104249154A (zh) * 2013-06-26 2014-12-31 浙江长盛滑动轴承股份有限公司 一种金属基自润滑复合材料及其制备方法
CN105711194A (zh) * 2016-02-19 2016-06-29 江苏英科医疗制品有限公司 一种高强度、耐磨复合材料及其制备方法
CN110815994A (zh) * 2019-10-23 2020-02-21 嘉善双飞润滑材料有限公司 一种三层复合自润滑材料及其连续生产工艺
CN112608783A (zh) * 2020-12-14 2021-04-06 合肥波林新材料股份有限公司 一种三层复合自润滑材料及其制备方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115339171A (zh) * 2022-07-22 2022-11-15 嘉善双飞润滑材料有限公司 一种油泵用轴套的三层复合材料及其制备方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA1227184A (en) Composition of matter incorporating polyether ether ketone
JP5330969B2 (ja) 滑り層材料および多層材料
EP3087142A1 (de) Selbstschmierende thermoplastische schichten mit zusatz von ptfe mit polymodalem molekulargewicht
CN100463940C (zh) 桥梁支座滑移材料及其制备方法
KR101538279B1 (ko) 개질 폴리이미드 마모층을 갖는 3층 복합 자체 윤활 활주 베어링 및 그 제조 방법
CN101735554B (zh) 聚醚醚酮复合材料及其制备方法和应用
EP1432921B1 (de) Verfahren zur herstellung eines mit einer gleitschicht versehenen metallischen trägerwerkstoffes sowie dessen verwendung
JP5253171B2 (ja) Ｐｔｆｅ多孔体、ｐｔｆｅ混合体、ｐｔｆｅ多孔体の製造方法、及びｐｔｆｅ多孔体を用いた電線・ケーブル
JPH09316323A (ja) スラスト軸受用摺動部材
CN113978059A (zh) 一种改性peek基自润滑三层复合材料及其成型方法
CN112608783A (zh) 一种三层复合自润滑材料及其制备方法
CN111423722B (zh) 一种电池密封圈用改性尼龙、其制备方法及电池密封圈
DE69826166T2 (de) Gesintertes Siliciumcarbid mit Graphitzusatz, dasselbe enthaltender Sinterverbund, und mechanische Dichtung
Lin et al. Short‐time fabrication of well‐mixed high‐density polyethylene/ultrahigh‐molecular‐weight polyethylene blends under elongational flow: morphology, mechanical properties and mechanism
JP2847829B2 (ja) 膨脹黒鉛分散複合樹脂成形体
CN104470981A (zh) 摩擦聚合物组合物
CN110003642B (zh) 一种复合板及其制备方法
JPH08217941A (ja) 摺動部材
JP5475300B2 (ja) 摺動性樹脂成形物
DE10225783A1 (de) Gleitlagerverbundwerkstoff
EP0538185A1 (de) Skibelag und Füllstoff für einen Belag
CN112409669A (zh) 一种建设工程中高强度耐低温的聚乙烯材料应用及其制备方法
JP5167910B2 (ja) ポリテトラフルオロエチレンの成形体、混合粉末及び成形体の製造方法
CN104119496A (zh) 密炼压延型tpu弹性体的制备方法
CN107383878A (zh) 一种自润滑复合滑动轴承的制造方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination