[发明专利]一种玻璃纤维增强型防静电聚醚醚酮复合材料及制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及新材料领域，尤其是涉及一种玻璃纤维增强型防静电聚醚醚酮复合材料及制备方法。

背景技术

聚醚醚酮(Polyetheretherketone，简称PEEK) 是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，是一种新型特种工程塑料，具有优异的物理、化学、力学、热性能等，作为高性能复合材料的基体在工程中得到广泛应用。

PEEK具有热固性塑料的耐热性、化学稳定性和热塑性塑料的成型加工性，电绝缘性能非常优异，它目前已在核工业、化学工业、电子电器、机械仪表、汽车工业和宇航领域中得到了广泛的应用。PEEK以其卓越的综合性能，自 1978 年英国的 ICI公司首先研究开发成功并商业化以来，在科学应用和商业领域取得了飞速发展。PEEK自从研发成功以来，就一直被当作一种战略性国防军工材料，我国对聚醚醚酮的研究一直被列入“863”计划和国家重点科技攻关项目。如今，国内也先后具有自己的知识产权研发出了高性能的PEEK粉末和纤维。PEEK进一步的提高了人们生活的品质，并广泛应用于新的领域。

目前，PEEK纯料的性能难以满足不同行业领域的不同需求，在特种工作环境需要对PEEK进行改性，因此近年来对聚醚醚酮树脂进行改性成为国内外热门的研究内容之一。其主要手段有共混改性、共聚改性、复合增强改性和表面改性等技术。通过改性不仅可以提高PEEK的性能，如耐磨性、冲击强度等，从而扩展了PEEK的应用范围，降低了材料的使用成本，改良了PEEK的加工性能。

发明内容

本发明提供一种玻璃纤维增强型防静电聚醚醚酮复合材料，具有耐高温、耐磨损、抗静电等优异性能。

本发明提供的玻璃纤维增强型防静电聚醚醚酮复合材料含质量百分数为60～80％的聚醚醚酮、10～30％的短切玻璃纤维、4～10％的聚四氟乙烯、0.5～2%的硅烷偶联剂、0.5～1%的钛酸酯偶联剂以及适量的加工助剂。

优选地，其玻璃纤维为短切玻璃纤维；加工助剂包括分散剂、成核剂、抗氧剂和抗静电剂中的至少一种；更进一步，分散剂选自乙醇、乙二醇、二甲基甲酰胺中的至少一种；成核剂选自滑石粉、二氧化硅、碳酸钙中的至少一种；抗氧剂选自抗氧剂1010、抗氧剂168、抗氧剂1076中的至少一种；抗静电剂选自三羟乙基甲基季铵甲基硫酸盐、富勒烯中的至少一种。

本发明还提供了玻璃纤维增强型防静电聚醚醚酮复合材料的其制备方法，包括以下步骤：

(1) 将质量百分数为60～80％的聚醚醚酮、10～30％的短切玻璃纤维、4～10％的聚四氟乙烯、0.5～2%的硅烷偶联剂、0.5～1%的钛酸酯偶联剂以及适量的加工助剂混合，得到预混物，将预混物用V形混合机混料2～3小时，烘箱干燥；

(2) 将步骤(1)得到的预混物添加到研磨装置中，研磨速度为700～2000转/分钟，研磨时间为10～20分钟，得分散产品；

(3) 将步骤(2)得到的分散产品置于250^oC～400^oC的鼓风干燥箱中进行烘干，烘干持续时间为3～4小时；

(4) 将步骤(4)得到的烘干后的共混物用双螺杆挤出机熔融共混，接着挤出、切粒，然后用高温注塑机进行制品成型。

为了开发新的防静电PEEK复合材料，降低材料的生产成本，改良其制备工艺。本发明首次提出采用短切玻璃纤维对聚醚醚酮进行改性，利用玻璃纤维具有较高的强度和模量来改善复合材料的耐磨损性能、热变形温度和表面电阻值。并且，在经过多次筛选，实验和总结后，本发明的生产工艺路线已经相当成熟。该复合材料的制备工艺简单易操作，成本低廉，使用范围广泛，具有很高的市场前景。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步详细说明，但本发明的实施方式不限于此。

实施例1

(1)玻璃纤维增强型防静电聚醚醚酮复合材料，包括按照质量分数计的如下原料：60％的聚醚醚酮、30％的短切玻璃纤维、4％的聚四氟乙烯、0.5%的硅烷偶联剂、1.5%的滑石粉、0.5%的抗氧剂1010、0.5%的钛酸酯偶联剂的和3%的富勒烯；

(2) 将原料与一定量的乙醇混合后用LT-02高效三维涡流混料机混料2小时，将预混物添加到研磨装置中，研磨速度为700转/分钟，研磨时间为20分钟，得分散产品；

(3) 将分散产品置于250^oC烘箱中进行烘干，烘干持续时间为4小时；

(4) 将烘干后的共混物双螺杆挤出机熔融共混，挤出、切粒，然后用高温注塑机进行制品成型。