[发明专利]一种硅酸铝晶须增强聚醚醚酮改性材料的制备方法

说明书

本发明属于高分子材料领域，具体公开一种硅酸铝晶须增强聚醚醚酮改性材料的制备方法。本发明选用含硅间苯聚醚醚酮作为偶联剂，利用该偶联剂对硅酸铝晶须进行表面改性，利用改性后的硅酸铝晶须与聚醚醚酮采用溶液分散、干燥、熔融挤出共混和注塑成型工艺进行加工，最终得到硅酸铝晶须增强聚醚醚酮改性材料，相比较于聚醚醚酮未增强材料，硅酸铝晶须增强聚醚醚酮材料拉伸和弯曲性能出现了较大幅度的提高，耐磨性能、阻燃性、尺寸稳定性、线膨胀系数等指标也有较大幅度的提高，材料成本至少下降为原有成本的75～80％。

技术领域

本发明属于高分子材料领域，具体涉及一种硅酸铝晶须增强聚醚醚酮改性材料的制备方法。

背景技术

高分子材料一般具有高比模量、高比强度、耐腐蚀、耐疲劳等性能，其产品在日常生活中随处可见，对传统的金属、陶瓷等材料造成了强有力的冲击。聚醚醚酮是一种重要的特种工程塑料，以其较高的耐热等级、较强的机械性能以及优良的耐溶剂性等，广泛应用于航空航天、武器装备、汽车、电子元器件以及医疗器械等高端技术领域，聚醚醚酮已经成为具有代表性的高科技尖端材料。

聚醚醚酮是二十世纪发展起来的一类特种工程塑料。因其具有优异的力学性能、耐热性能、耐化学腐蚀性及生物相容性，在武器装备、航空航天、电子、汽车、核工业、医疗器械及人造骨骼等高技术领域有着重要的应用。但其高昂的成本和单一的性能极大地限制了聚醚醚酮向民用市场的发展。人们往往采用复合改性的方式来降低成本和提高聚醚醚酮材料的性能，如向聚醚醚酮树脂中添加无机填料、纤维等。

聚醚醚酮高昂的成本制约着聚醚醚酮产品向民用市场的发展，为降低成本以及满足不同领域的需求，需要对聚醚醚酮进行化学或物理改性以使其性能更加多样化。改性主要利用无机填料之间化学键键能很高的特性，在高分子材料中混入无机材料，可以得到稳定性高于纯品材料的复合高分子材料。

近年来，高端产品对聚醚醚酮的性能提出了更严格的要求，尤其是需要稳定性极好的精密仪器部件，除表面光泽、机械强度及硬度等性能外，尺寸稳定性也是一项重要的指标，即具有较小的线膨胀系数及较低的成型收缩率，以满足恶劣的工作环境下的使用要求。相比于其它树脂类产品，聚醚醚酮本身具有很高的尺寸稳定性，但要满足极端条件下使用要求还需要进一步提高，而硅酸铝晶须较低的线膨胀系数有望赋予复合材料非常好的尺寸稳定性。硅酸铝晶须具有高的弹性模量、良好的机械强度、耐热性、耐化学药品性、耐酸性、电绝缘性以及中子吸收等诸多优异性能。它成为金属、陶瓷等材料的改性添加剂，显示出极佳的物理学性质和优异的力学性能。另外，硅酸铝晶须已经实现了大规模生产、价格低廉、同时可以满足工业生产的需求。

硅酸铝晶须以及被用于热塑性树脂、热固性树脂、水泥、陶瓷和金属基的补强剂，并起到了很好的增强作用，但由于硅酸铝晶须作为无机填料与有机树脂结构差异较大，在晶须增强的树脂基复合材料中往往存在着缺陷。直到今天，硅酸铝晶须与树脂制件的界面问题仍是一个急需解决的难题。

发明内容

为了解决上述存在的问题，本发明提供一种硅酸铝晶须增强聚醚醚酮改性材料的制备方法。

其技术方案如下：

一种硅酸铝晶须增强聚醚醚酮改性材料的制备方法，包括以下步骤：

(1)将硅酸聚醚醚酮偶联剂投入到带有外搅拌的三口烧瓶内，加入四氯甲烷进行溶解得到混合液，再将硅酸铝晶须加入到上述混合液中，继续搅拌460-500min，搅拌速度60～80r/min，过滤、冷却，再用乙醇抽提100-140min，过滤后，将滤上混合物料150-170℃干燥700-740min，冷却至常温待用；

(2)取步骤(1)中得到的混合物料，聚醚醚酮微粉，投入到带有磁力搅拌的电加热三口烧瓶内，再加入四氢呋喃溶剂，常温下超声100-140min，升温至115-125℃，超声60-70min，将超声后的混合物经过滤、干燥后取出待用；