[发明专利]一种低成本PEEK复合材料

说明书

技术领域

本实发明涉及一种复合材料，尤其涉及一种低成本PEEK复合材料。

背景技术

聚醚醚酮(PEEK)是一种全芳香族半结晶性的热塑性工程塑料，由于大分子链上含有刚性的苯环、柔顺的醚键及提高分子间作用力的羰基，结构规整，因而具有高耐热性、高强度、高模量、高断裂韧性等优异的综合性能。另外，PEEK有出众的滑动特性，适合于要求低摩擦系数和耐磨使用，但是成本高昂，无机盐晶须具有优良的性能，在复合材料中既表现出短纤维的特性，也有纳米粒子的特性，而且成本低廉，对其他有机物的改性也取得良好的效果。CaCO₃晶须具有成本低、白度高、填充量大的特点，可以大量地用于改善聚合物复合材料的力学和摩擦学性能。采用无机盐晶须CaCO₃晶须改性PEEK，改性后的PEEK复合材料在提高摩擦学性能同时，也保持了良好好的机械力学性能和较低成本，扩大复合材料的应用范围。

发明内容

（一）要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题是开发出一种低成本，同时性能优越于PEEK原料的复合材料。

（二）技术方案

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种低成本PEEK复合材料，由碳酸钙晶须(CaCO₃)、聚四氟乙烯(PTFE)、PEEK混合构成。

作为本发明优选的技术方案，碳酸钙晶须(CaCO₃)、聚四氟乙烯(PTFE)、PEEK质量百分比为20%：10%：70%。

作为本发明优选的技术方案，碳酸钙晶须(CaCO₃) 的直径为0.1~1.0um, 比表面积为7.0 m ³/g，长度为20~30um。。

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粉末进行干燥；

高速混合：采用高速混合机将CaCO₃晶须、PTFE、PEEK进行混料，以使CaCO₃晶须、PTFE、PEEK均匀共混；

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，将挤出的料条进行风冷至常温后，进行切粒；

二次干燥：将切出的颗粒物料进行干燥处理；

注塑成型：采用常规高温注塑方法，模具为耐高温模具，将二次干燥处理后的颗粒物料通过高温模具制成符合测试要求的形状。

作为本发明优选的技术方案，一次干燥和二次干燥步骤中的温度均为150℃，干燥时间为2h；

作为本发明优选的技术方案，高速混合步骤中混料时间为10min；所述的碳酸钙晶须(CaCO₃)、聚四氟乙烯(PTFE)、PEEK质量百分比为20%：10%：70%。

作为本发明优选的技术方案，挤出造粒步骤中挤出机的参数设置为一区温度为340℃，二区温度为380℃，三区温度为385℃，四区温度为375℃，五区温度为375℃，六区温度为380℃，七区温度为370℃，八区温度为370℃，机头温度为380℃，主机转速为290r/min，喂料频率为13Hz；挤出造粒步骤中切出的颗粒为3mm长左右的圆柱形颗粒物料。

作为本发明优选的技术方案，注塑成型步骤中注塑机的设置参数为注塑温度为380℃，注塑压力为90MPa，储料压力为110MPa，关模压力为33MPa，模具温度为120℃，螺杆转速为80r/min。

作为本发明优选的技术方案，注塑成型步骤中，耐高温模具为本公司自制模具。

（三）有益效果