[發明專利]雙層PEEK樹脂復合材料模塊及其制備方法

有效

• 申請號: 201510736758.6
• 申請日: 2015-11-03
• 公開（公告）號: CN105524291B
• 公開（公告）日: 2018-06-26
• 發明（設計）人: 楊文光;陳佩民;靳予;孫克原;支永潮;楊勇
• 申請（專利權）人: 南京肯特復合材料股份有限公司;南京肯特新材料有限公司
• 主分類號: C08J7/04
• 分類號: C08J7/04;C08L61/16;C08K13/04;C08K7/14;C08K7/06;C08K3/04;C09D161/16;C09D127/18;C09D7/61
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本發明公開了一種雙層PEEK樹脂復合材料模塊，包括內芯層以及噴涂在內芯層表面的外涂層，所述內芯層為短切玻璃纖維及碳纖維聯合增強的PEEK樹脂，所述外涂層為PEEK/PTFE樹脂。本發明用短切玻璃纖維及碳纖維聯合增強PEEK樹脂，兩者以一定比例填充到PEEK樹脂中，能顯著增強PEEK樹脂的硬度和耐磨性。模塊表面先用濃硫酸進行粗糙處理，然后用乙醇吹洗干凈后，噴涂一薄層PEEK/PTFE樹脂作為外涂層，制得的模塊具有優異的機械性能，而且表面的纖維斷裂頭被PEEK/PTFE樹脂所包裹，表面摩擦系數低，不會劃傷與模塊接觸的材料表面。粗糙處理過的表面使噴涂的外涂層與內芯層結合的更緊密，長期使用后外涂層與內芯層之間不易剝離。

技術領域

本發明涉及雙層PEEK樹脂復合材料模塊及其制備方法，屬于復合材料領域。

背景技術

聚醚醚酮(PEEK)是分子主鏈中含有鏈節的線性芳香族高分子化合物，是一種耐高溫、高性能的熱塑性特種工程塑料。PEEK有著良好的機械性能和耐化學品、耐磨損、耐水解等性能；比重輕，自潤滑性能好，具有非常好的加工性能，可以應用到航空、機械、電子、化工、汽車等高科技工業領域。用玻璃纖維結合碳纖維增強PEEK制備的高性能復合材料，具有及其優秀的耐磨性能,同時抗沖擊性能和抗壓縮性能也更優良。良好的力學強度使其在某些零部件足以替代金屬使用，因此，在航空航天、高鐵、汽車等高科技領域中具有重要的應用前景。

在速度高達350KM/h的高速鐵路列車領域，玻璃纖維增強及碳纖維增強的PEEK樹脂由于其優異的機械性能，是制作導向塊的最佳選擇，硬度高，耐磨性好，耐高溫，可以承受多次的高速往返運動而不產生形變，不開裂。但是，玻璃纖維及碳纖維增強PEEK樹脂存在于表面的纖維斷裂頭容易劃傷與導向塊接觸的滑軌，造成滑軌表面光滑度下降，影響滑動效率。

發明內容

本發明的目的是提供一種雙層PEEK樹脂復合材料模塊，具有良好的機械性能，并且摩擦系數小，表面光滑，不易劃傷與之接觸的其他物品表面。

為達到上述目的，本發明采用的技術方案為：一種雙層PEEK樹脂復合材料模塊，包括內芯層以及噴涂在內芯層表面的外涂層，所述內芯層為短切玻璃纖維及碳纖維聯合增強的PEEK樹脂，所述外涂層為PEEK/PTFE樹脂。

更進一步的，所述內芯層中包括18-22％的短切玻璃纖維，4-8％的碳纖維，4-6％的石墨，61-72％的PEEK，2-3％的硅烷偶聯劑。

更進一步的，所述短切玻璃纖維長度為1-3mm，直徑為9-13μm。

更進一步的，所述外涂層中含有75-82％的PEEK，15-20％的PTFE和3-5％的納米Si3N4。

本發明還公開了上述的雙層PEEK樹脂復合材料模塊的制備方法，其步驟包括：

A、將短切玻璃纖維、碳纖維、石墨和PEEK干燥后混勻，加入硅烷偶聯劑，加熱注塑成型，制得內芯層；

B、用高壓噴霧裝置噴涂濃硫酸溶液在模塊表面，控制噴霧液滴和噴霧量大小，使模塊形成粗糙表面；

C、用高壓噴霧裝置噴涂乙醇溶液在模塊表面，對模塊表面進行吹洗；

D、將PEEK，PTFE和納米Si3N4粉末混合均勻后，在400-430℃下熔融，熔融體通過高壓噴霧裝置噴涂到模塊表面，形成外涂層，控制外涂層的厚度在200um-400um之間，250℃保溫1-2h，制得成品。