[發明專利]一種高沖擊、低能耗聚醚醚酮復合材料及其制備方法

在審

• 申請號: 201410668386.3
• 申請日: 2014-11-21
• 公開（公告）號: CN105670219A
• 公開（公告）日: 2016-06-15
• 發明（設計）人: 楊桂生;李裊
• 申請（專利權）人: 合肥杰事杰新材料股份有限公司
• 主分類號: C08L61/16
• 分類號: C08L61/16;C08K13/04;C08K7/18;C08K7/06;C08K5/20;C08K5/526;C08K5/098
• 代理公司: 合肥天明專利事務所 34115
• 代理人: 汪貴艷

技術領域

本發明屬于工程塑料改性領域，具體涉及一種高沖擊、低能耗聚醚醚酮復合材料及其制備方法。

背景技術

聚醚醚酮是一種半結晶芳香族類工程塑料，是由醚鍵、酮基和苯環交互構成的線性高分子聚合物。聚醚醚酮的耐高溫、耐腐蝕和自潤滑等特性使其成為當今最熱門的工程塑料之一，在汽車行業、航空航天、電子電器和醫療領域得到廣泛應用。聚醚醚酮具有較高的玻璃化轉變溫度和熔點，長期使用溫度為260℃，瞬間使用溫度可達300℃。聚醚醚酮具有極高的化學穩定性，除濃硫酸外，其不溶于任何溶劑和強酸、強堿中，且耐水解。另外，聚醚醚酮具有優良的滑動特性，適用于低耐磨和低摩擦系數等應用。

盡管聚醚醚酮具有許多優良性能，但是在沖擊性能、加工條件和價格等方面仍存在局限性，并逐漸限制其應用范圍的擴展和使用需求的增加。

發明內容

本發明的目的是提供一種高沖擊、低能耗聚醚醚酮復合材料及其制備方法，本發明以碳纖維球改性聚醚醚酮，在保持原有性能的基礎上大幅提高材料的韌性并降低加工溫度，同時縮減材料成本。所制備復合材料具有高沖擊和易加工等特點，且制備工藝簡單，適于大規模工業化生產。

所述的一種高沖擊、低能耗聚醚醚酮復合材料，由以下組份按重量份制備而成：

聚醚醚酮100份

碳纖維球5～40份

抗氧劑0.5～3份

熱穩定劑0.5～5份

潤滑劑0.5～5份

進一步，所述的碳纖維球粒徑為5～30μm，纖維長度為50～150μm。

所述的抗氧劑為受阻酚類抗氧劑N,N'-雙-(3-(3,5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酰基)己二胺和亞磷酸酯抗氧劑三[2.4-二叔丁基苯基]亞磷酸酯。

所述的熱穩定劑為硬脂酸鈣或硬脂酸鋇。

所述的潤滑劑為次乙基雙硬脂酰胺、乙烯-丙烯酸共聚物或季戊四醇硬脂酸酯。

本發明的另一個發明目的是提供上述一種高沖擊、低能耗聚醚醚酮復合材料的制備方法，包括以下步驟：

（1）將聚醚醚酮100份、碳纖維球5～40份、抗氧劑0.5～3份、熱穩定劑0.5～5份以及潤滑劑0.5～5份；一起置于高速混合機攪拌分散10～30min；

（2）將分散后的原料通過擠出機，經熔融、塑化、擠出、冷卻、切粒和包裝后，制得碳纖維球改性復合材料。

本發明的有益效果有：

1、本發明以碳纖維球改性聚醚醚酮，在保持原有性能的基礎上大幅提高材料的韌性并降低加工溫度，同時縮減材料成本。

2、本發明聚醚醚酮復合材料的沖擊性能得到提高，同時降低了加工溫度，顯著減少能耗。

3、本發明同時加入抗氧劑與熱穩定劑，保證了加工及使用過程中材料的穩定性。

4、由于碳纖維球具有可回收、成本低且性能近似碳纖維的優勢，所以本發明選用碳纖維球作為改性劑，降低生產成本且環保。

具體實施方法

下面結合具體實例對本發明內容進行進一步的說明，但所述實施例并非是對本發明實質精神的簡單限定，任何基于本發明實質精神所作出的簡單變化或等同替換均應屬于本發明所要求保護的范圍之內。

制備的樣品在23℃、50%濕度環境下調節后，分別采用ASTMD256和ASTMD955檢測復合材料沖擊強度和收縮率。

本發明的具體實施例如下：

實施例1

（1）按以下比例配備原料：

聚醚醚酮100份，

碳纖維球5份，

抗氧劑N,N'-雙-(3-(3,5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酰基)己二胺0.1份，

抗氧劑三[2.4-二叔丁基苯基]亞磷酸酯0.4份，

熱穩定劑硬脂酸鈣0.5份，

潤滑劑次乙基雙硬脂酰胺0.5份；

（2）將上述原料一起置于高速混合機攪拌分散10min；

（3）將分散后的原料通過擠出機，經熔融、塑化、擠出、冷卻、切粒和包裝后，制得碳纖維球改性復合材料。

所制得的高沖擊、低能耗聚醚醚酮復合材料性能見表一。

實施例2

（1）按以下比例配備原料：

聚醚醚酮100份，

碳纖維球10份，

抗氧劑N,N'-雙-(3-(3,5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酰基)己二胺0.4份，