CN117024910A - 具有高流动性和透明性的peek改性材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及具有高流动性和透明性的PEEK改性材料及其制备方法,包括基料和流动剂;所述基料由如下100重量份材料组成:PEEK 70‑90份、低熔点玻璃粉10‑30份;所述低熔点玻璃粉的熔点在450℃以下;所述流动剂的加入量为所述基料重量的1‑5%,所述流动剂为熔融指数至少50g/10min的聚芳醚酮,熔融指数的测试条件为400℃,2.16KG砝码。本发明的PEEK改性材料能够保留非晶态PEEK的光学透明性,且具有高流动性,柔性和强度兼具,适用于薄制品。

Description

具有高流动性和透明性的PEEK改性材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及高分子材料技术领域,具体涉及具有高流动性和透明性的PEEK改性材料及其制备方法。
背景技术
PEEK是半结晶性材料,结晶时是米黄色不透明的,而非晶态是透明的。传统玻璃纤维的软化点大约是650℃,没有固定熔点。PEEK的熔点是343℃,加工温度是380℃。所以在PEEK材料加入普通玻璃纤维后,由于两者不相容,因此玻纤增强PEEK共混材料在微观结构上产生界面,在宏观上共混材料的颜色即表现为米黄色,同时具备相当强的光线遮盖力。
以牌号PEEK5600GF30(玻纤增强PEEK)和牌号PEEK5600G(纯PEEK)为例,将两者进行比对,牌号PEEK5600GF30的熔融指数、冲击强度、断裂伸长率都极大的降低了,所以传统的玻纤增强PEEK失去了延展性和流动性,不适合制成0.5mm以下的薄膜。
目前绝大部分制造商采用纯PEEK生产管材或膜,但纯PEEK强度和柔性不佳,而玻纤增强PEEK材料柔性、光学性不佳。因此如何设计出一款具有一定强度、柔性较好、透明并适用于薄制品的改性材料是本发明要解决的技术问题。
发明内容
为了解决上述技术问题,而提供具有高流动性和透明性的PEEK改性材料及其制备方法。本发明的PEEK改性材料能够保留非晶态PEEK的光学透明性,且具有高流动性,柔性和强度兼具,适用于薄制品。
为了达到以上目的,本发明通过以下技术方案实现:
具有高流动性和透明性的PEEK改性材料,包括基料和流动剂;
所述基料由如下100重量份材料组成:PEEK 70-90份、低熔点玻璃粉10-30份;
所述低熔点玻璃粉的熔融温度在450℃以下;
所述流动剂为熔融指数50g/10min以上的聚芳醚酮,熔融指数测试条件的温度在400℃、砝码重量2.16KG。
进一步地,所述聚芳醚酮选自PEEK、PEK、PEKK中的一种或多种,为相对分子质量较低的高流动性聚芳醚酮;优选地,所述聚芳醚酮为高流动性聚醚醚酮。
进一步地,所述低熔点玻璃粉的粉体细度为1200-3000目,白度≥95%。
进一步地,所述流动剂的加入量为所述基料重量的1-5%。
进一步地,所述PEEK改性材料中还包括其他加工助剂,所述其他加工助剂选自硬脂酸钙、硬脂酸镁、硬脂酸锌、季戊四醇硬脂酸盐、钙锌稳定剂的一种或几种。
再进一步地,所述其他加工助剂的加入量为所述基料重量的0.2-2%。
上述具有高流动性和透明性的PEEK改性材料的制备方法,包括如下步骤:按照配比准备PEEK、低熔点玻璃粉、流动剂、其他加工助剂,混合均匀后经过熔融共混、挤出、造粒而得,所述熔融共混的温度为300-450℃。
有益技术效果:
PEEK的最高加工温度在450℃左右,因此采用熔融温度低于450℃的低熔点玻璃粉能够与熔融的PEEK完全相容,不需要相容剂;同时,流动剂极大的促进了玻璃粉和PEEK的融合,使PEEK分子链间内摩擦力下降便于加工,其他加工助剂润滑剂的作用极大的降低了PEEK和双螺杆挤出机内壁的外摩擦力,让PEEK加工更加容易离型;
本发明配方能提升PEEK改性材料的熔融指数、断裂伸长率,使它无限接近于PEEK纯料,PEEK改性材料保留了纯PEEK较好的冲击性能、光学性能以及延展性,还在一定程度上提升了模量。
具体实施方式
下面将结合本发明的实施例,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。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的,决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。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。
除非另外具体说明,否则在这些实施例中阐述的数值不限制本发明的范围。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法可能不作详细讨论,但在适当情况下,所述技术、方法应当被视为说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中,任何具体值应被解释为仅仅是示例性的,而不是作为限制。因此,示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。
以下实施例中未注明具体条件的实验方法,通常按照国家标准测定;若没有相应的国家标准,则按照通用的国际标准、或相关企业提出的标准要求进行。除非另有说明,否则所有的份数为重量份,所有的百分比为重量百分比。
以下所用PEEK的牌号为PEEK5600G,由君华公司提供;PEEK5600GF30为玻纤增强PEEK材料,由君华公司提供;
以下所用低熔点玻璃粉为佛山市优合化工科技有限公司生产的T1045型低熔点玻璃粉,熔点约为300-450℃,为低黏度非晶型高透玻璃粉,白度≥95%,粉体细度1250-3000目,但不限于此,其他符合要求的低熔点玻璃粉也适用;
以下所用流动剂为高流动性聚醚醚酮,如中研330G,其他熔融指数满足要求的高流动性聚芳醚酮也同样适用。
实施例1
具有高流动性和透明性的PEEK改性材料,包括基料、流动剂、和其他加工助剂;
其中所述基料由如下100重量份材料组成:PEEK 70份、T1045低熔点玻璃粉30份;
其中所述流动剂为高流动性聚醚醚酮,熔融指数(400℃,2.16KG砝码)为50g/10min,所述流动剂添加量为所述基料重量的1%;所述其他加工助剂为硬脂酸钙,所述其他加工助剂添加量为所述基料重量的0.2%。
上述具有高流动性和透明性的PEEK改性材料制备方法包括如下步骤:按照配比准备PEEK、低熔点玻璃粉、流动剂、其他加工助剂,混合均匀后,在350-420℃下进行熔融共混、挤出、造粒而得。
实施例2
具有高流动性和透明性的PEEK改性材料,包括基料、流动剂、和其他加工助剂;
其中所述基料由如下100重量份材料组成:PEEK 80份、T1045低熔点玻璃粉20份;
其中所述流动剂为高流动性聚醚醚酮,熔融指数(400℃,2.16KG砝码)为50g/10min,所述流动剂添加量为所述基料重量的3%;所述其他加工助剂为钙锌稳定剂,所述其他加工助剂添加量为所述基料重量的0.5%。
上述具有高流动性和透明性的PEEK改性材料制备方法包括如下步骤:按照配比准备PEEK、低熔点玻璃粉、流动剂、其他加工助剂,混合均匀后,在350-420℃下进行熔融共混、挤出、造粒而得。
实施例3
具有高流动性和透明性的PEEK改性材料,包括基料、流动剂、和其他加工助剂;
其中所述基料由如下100重量份材料组成:PEEK 90份、T1045低熔点玻璃粉10份;
其中所述流动剂为高流动性聚醚醚酮,熔融指数(400℃,2.16KG砝码)为50g/10min,所述流动剂添加量为所述基料重量的5%;所述其他加工助剂为硬脂酸钙,所述其他加工助剂添加量为所述基料重量的2%。
上述具有高流动性和透明性的PEEK改性材料制备方法包括如下步骤:按照配比准备PEEK、低熔点玻璃粉、流动剂、其他加工助剂,混合均匀后,在350-420℃下进行熔融共混、挤出、造粒而得。
对比例1
本对比例的PEEK改性材料组成与制备方法皆与实施例1相同,不同之处在于,使用始熔温度为500℃以上的玻璃粉(T2058,为佛山市优合化工科技有限公司生产),生产过程可见熔点500℃以上的玻璃粉与PEEK不相容。
以上实施例的配方见表1。
表1实施例的配方
对实施例及对比例的材料纸样后进行性能测试,测试结果见表2。
表2实施例及对比例的材料性能
由表2可知,本发明通过低熔点玻璃粉改性PEEK,辅以低分子量PEEK作为流动剂以及外润滑剂,可以得到与PEEK5600GF30强度相当且韧性与纯PEEK相当的PEEK改性材料。本发明的PEEK改性材料在力学性能上具有两者之优点。
将以上实施例及对比例材料采用单层流延拉伸的方法制成0.5mm薄膜,薄膜性能如下表3。
表3 0.5mm薄膜性能
注:透明指的是可见光透过率>84%,不透明指的是可见光透过率<50%。
由表3可知,本发明配方中玻璃和PEEK能够完美融合,丝毫不影响PEEK的柔性以及加工性能,尤其表现在薄制品上。本发明的低熔点玻璃粉增强PEEK改性材料制成0.5mm厚度薄膜可以180度自由弯曲、自由旋转且不发生应力折白。同时本发明的低熔点玻璃粉增强PEEK改性材料保留了非晶态纯PEEK的光学性能,成膜性优秀,成膜后的光学透过率较高。
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 (7)

1.具有高流动性和透明性的PEEK改性材料,其特征在于,包括基料和流动剂;
所述基料由如下100重量份材料组成:PEEK 70-90份、低熔点玻璃粉10-30份;
所述低熔点玻璃粉的熔融温度在450℃以下;
所述流动剂为熔融指数50g/10min以上的聚芳醚酮,熔融指数测试条件的温度在400℃、砝码重量2.16KG。
2.根据权利要求1所述的具有高流动性和透明性的PEEK改性材料,其特征在于,所述聚芳醚酮选自PEEK、PEK、PEKK中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的具有高流动性和透明性的PEEK改性材料,其特征在于,所述低熔点玻璃粉的粉体细度为1200-3000目,白度≥95%。
4.根据权利要求1所述的具有高流动性和透明性的PEEK改性材料,其特征在于,所述流动剂的加入量为所述基料重量的1-5%。
5.根据权利要求1-4任一项所述的具有高流动性和透明性的PEEK改性材料,其特征在于,所述PEEK改性材料中还包括其他加工助剂,所述其他加工助剂选自硬脂酸钙、硬脂酸镁、硬脂酸锌、季戊四醇硬脂酸盐、钙锌稳定剂的一种或几种。
6.根据权利要求5所述的具有高流动性和透明性的PEEK改性材料,其特征在于,所述其他加工助剂的加入量为所述基料重量的0.2-2%。
7.根据权利要求1-6任一项所述的具有高流动性和透明性的PEEK改性材料的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:按照配比准备PEEK、低熔点玻璃粉、流动剂、其他加工助剂,混合均匀后经过熔融共混、挤出、造粒而得,所述熔融共混的温度为300-450℃。
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