[发明专利]抗静电PTFE/PEEK复合材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及抗静电PTFE/PEEK复合材料及其制备方法，属于复合材料领域。

背景技术

聚醚醚酮(PEEK)是分子主链中含有链节的线性芳香族高分子化合物，是一种耐高 温、高性能的热塑性特种工程塑料。PEEK有着良好的机械性能和耐化学品、耐磨损、耐 水解等性能；比重轻，自润滑性能好，具有非常好的加工性能，可以应用到航空、机械、 电子、化工、汽车等高科技工业领域，尤其可制造使用在速度高达350KM/h的高速铁路列 车上的高要求的机械零部件，如齿轮、轴承、活塞环、支撑环、密封环(函)、阀片、耐 磨圈等，有代替传统金属材料的趋势。PEEK材料具有极好的绝缘性，其表面电阻率很高， 达到10¹⁵-10¹⁶Ω·cm，因此人们研制出了抗静电PEEK材料，采用碳纤维或炭黑等导电材料 共混得到成品。但由于碳纤维的团聚作用，加入PEEK中会导致整体材料韧性变差，而且 碳纤维在PEEK基质中分布不均匀，影响到材料表面电阻。仅加入炭黑类的材料对PEEK 树脂的力学性能没有改善作用。

发明内容

本发明的目的是提供一种抗静电PTFE/PEEK复合材料，具有优秀的力学性能和较低的 表面电阻。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案为：一种抗静电PTFE/PEEK复合材料，其特 征在于：由20-25份PTFE，43-64份PEEK，15-30份短切碳纤维，1-2份碳纳米管制成， 其中所述短切碳纤维和碳纳米管均经过磺化PEEK表面处理，磺化PEEK的磺化度为70-80。

优选的，所述短切碳纤维的短切长度为2-5mm，直径7um。

优选的，所述碳纳米管为多壁碳纳米管，管径8-15nm，长度50um，堆积密度0.27g/cm3。

本发明还提供了上述的抗静电PTFE/PEEK复合材料的制备方法，其步骤包括：

A、将合适重量的磺化PEEK溶于水中，加入短切碳纤维和碳纳米管，搅拌后抽滤， 干燥、粉碎；

B、PTFE粉末、PEEK粉末与步骤A制得的粉末加入分散剂中，充分搅拌以使所有材 料均匀共混；

C、抽滤，将混合后的材料放入395-400℃的热压模具模腔中，待熔融后，在10Mpa 压力下成型，冷却脱模；

D、脱模后的材料在250℃保温60min，整个保温过程压力为4Mpa，得到成品。

优选的，所述分散剂为乙醇。

本发明在PEEK中添加短切碳纤维和碳纳米管，可以有效提高PEEK材料的耐磨性、 拉伸强度和模量等性能，表面电阻均匀，可满足抗静电要求高的场合使用。PTFE的加入 可降低成本，提高复合材料的减摩抗摩性能。短切碳纤维和碳纳米管先用高磺化的PEEK 进行处理，可以改善其表面活性，有助于其在PEEK基质中的分散，减少团聚，复合材料 中碳纤维、碳纳米管与PEEK结合更紧密，对提高材料韧性、降低表面电阻有帮助。

具体实施方式

实施例1

本抗静电PTFE/PEEK复合材料的制备方法，其步骤包括：

A、将0.64份磺化PEEK溶于水中，加入30份短切碳纤维和2份碳纳米管，搅拌后抽 滤，干燥、粉碎；

B、43份PEEK粉末、25份PTFE粉末与步骤A制得的粉末加入乙醇中，充分搅拌以 使所有材料均匀共混；

C、抽滤，乙醇回收，将混合后的材料放入395-400℃的热压模具模腔中，待熔融后， 在10Mpa压力下成型，冷却脱模；

D、脱模后的材料在250℃保温60min，整个保温过程压力为4Mpa，得到成品。

对制得的抗静电PTFE/PEEK复合材料进行性能测试，测试结果见表1。

实施例2

本抗静电PTFE/PEEK复合材料的制备方法，其步骤包括：

A、将0.32份磺化PEEK溶于水中，加入15份短切碳纤维和1份碳纳米管，搅拌后抽 滤，干燥、粉碎；

B、64份PEEK粉末、20份PTFE粉末与步骤A制得的粉末加入乙醇中，充分搅拌以 使所有材料均匀共混；

C、抽滤，将混合后的材料放入395-400℃的热压模具模腔中，待熔融后，在10Mpa 压力下成型，冷却脱模；