[发明专利]一种基于碳纤维增强型的PEEK材料及其制备设备

权利要求书

1.一种基于碳纤维增强型的PEEK材料，其特征在于，包括碳纤维增强层、第一基体层和第二基体层，所述的碳纤维增强层由若干碳纤维纱线构成，所述的第一基体层覆盖于碳纤维增强层的正反两面，所述的第二基体层覆盖于覆盖于第一基体层上，第一基体层为耐磨性PEEK树脂粉末经烘烤加热附着于碳纤维纱线上，第二基体层为耐磨性PEEK树脂经熔融浸渍覆盖于第一基体层上。

2.根据权利要求1所述的一种基于碳纤维增强型的PEEK材料，其特征在于，所述的耐磨性PEEK树脂由以下重量份的组分组成：PEEK45-65份、聚四氟乙烯10-15份、石墨烯表面接枝碳化硅15-25份、抗氧剂0.05-0.8份；

所述石墨烯表面接枝碳化硅的制备方法包括如下步骤：

(1)将纳米碳化硅加入到溶剂中，然后加入适量硅烷偶联剂，氮气氛条件下，升温至80-90℃保温搅拌6-8h，过滤干燥得到硅烷改性碳化硅；其中，纳米碳化硅和硅烷偶联剂的质量比为1:(0.05-0.15)；

(2)将硅氧烷改性碳化硅和适量石墨烯加入到溶剂中，超声20-40min获得混合均匀的混悬液，通过尼龙膜真空过滤，干燥后得到所述石墨烯表面接枝碳化硅；其中，硅氧烷改性碳化硅和石墨烯的质量比为1:(0.25-0.6)；

所述溶剂为甲基呲咯烷酮和二甲苯以质量比1:1混合的溶剂。

3.根据权利要求1所述的一种基于碳纤维增强型的PEEK材料的制备设备，其特征在于，包括纱架、集纱板、展纱辊、粉料槽、热烘机、熔融浸渍模块、三辊压光机、冷却牵引机、冷却池和收卷机。

4.根据权利要求3所述的一种基于碳纤维增强型的PEEK材料的制备设备，其特征在于，所述的纱架与集纱板之间设有张力测量辊，所述的张力测量辊通过曲柄摆臂与角度定位轴相连接，所述的角度定位轴与纱架转动连接，角度定位轴的后端连接至一个角度传感器的轴心，所述角度传感器的壳体通过传感器支架安装于纱架上。

5.根据权利要求3所述的一种基于碳纤维增强型的PEEK材料的制备设备，其特征在于，所述的展纱辊为电加热展纱辊，所述的电加热展纱辊与轴温控制器相连接。

6.根据权利要求3所述的一种基于碳纤维增强型的PEEK材料的制备设备，其特征在于，所述的粉料槽设于粉末浸渍箱内，粉料槽的底端通过进气管伸出静电驻极箱并与风机相连接，粉末浸渍箱的顶部设有回收管，所述的回收管与脉冲粉尘过滤器相连接，所述脉冲粉尘过滤器的粉尘出口与变频风机的进风口相连接，所述变频风机的出风口连接有两个静电喷涂枪，所述的静电喷涂枪设于粉末浸渍箱内，两个静电喷涂枪设于粉末浸渍箱内碳纤维纱线临近出口处，且两个静电喷涂枪分别位于碳纤维纱线的上方和下方。

7.根据权利要求6所述的一种基于碳纤维增强型的PEEK材料的制备设备，其特征在于，所述的粉料槽通过中间隔板分隔为若干子粉料槽，所述的子粉料槽均通过子进气管与进气管相连接。

8.根据权利要求3所述的一种基于碳纤维增强型的PEEK材料的制备设备，其特征在于，所述的熔融浸渍模块包括造粒机、单螺杆挤出机、熔体泵和浸渍模具，所述的单螺杆挤出机的物料出口通过熔体泵输送至浸渍模具。

9.根据权利要求8所述的一种基于碳纤维增强型的PEEK材料的制备设备，其特征在于，所述的浸渍模具由两个楔形单体组成，楔形单体的尖端为浸渍口，所述的浸渍口分别位于碳纤维纱线的两侧。

10.根据权利要求8所述的一种基于碳纤维增强型的PEEK材料的制备设备，其特征在于，所述的熔体泵包括主动轴和从动轴，所述的主动轴和从动轴上均套设有泵齿轮，泵齿轮设于泵体内，主动轴和从动轴均通过滑动轴承与泵体转动连接，泵体的两端分别设有前端板和后端板，主动轴从前端板上预设的轴孔穿出，前端板与螺旋密封函相连接，所述的螺旋密封函的内壁设有螺旋密封槽，所述的螺旋密封槽的槽向与主动轴运转方向相反，主动轴的外端套设有压盖，所述的压盖与螺旋密封函相连接；所述的螺旋密封函与压盖之间设有油封函，所述的油封函与主动轴之间设有石墨密封圈和油液密封圈。