[發明專利]一種改性無機微納米粒子/聚醚酮酮復合材料及其制備方法

在審

• 申請號: 201710446815.6
• 申請日: 2017-06-14
• 公開（公告）號: CN107189057A
• 公開（公告）日: 2017-09-22
• 發明（設計）人: 馬忠實;宣正偉;張祥成;吳健
• 申請（專利權）人: 張家港祥成醫用材料科技有限公司
• 主分類號: C08G65/40
• 分類號: C08G65/40;C08K9/06;C08K3/22
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技術領域

本發明涉及一種改性無機微納米粒子/聚醚酮酮復合材料及其制備方法，屬于工程塑料領域，也屬于納米復合材料領域。

背景技術

聚醚酮酮是特種工程塑料聚芳醚酮系列之一，是繼聚醚醚酮之后開發的又一特殊結構型熱塑性樹脂，具有優異的機械性能、抗化學腐蝕性能、耐熱性、抗輻射和阻燃性等。它的許多特性與金屬相似，但密度小，成型加工簡單，在國防裝備、航空航天、電子工業、生物醫學等領域具有很好的應用前景，成為高分子材料研究領域的一大熱點。聚醚酮酮具有無毒、質量輕、生物相容性等優點，是與人體骨骼最接近的材料，可與肌體有機結合，代替金屬制造人體骨骼，是其在醫療領域一個非常重要的應用。

中國專利CN105713344A公開了一種納米粒子SiO₂/CF混雜增強PEEK復合材料，是用KH550處理納米SiO₂，然后將處理后的SiO₂/CF和PEEK三者物理共混進行熱壓成型。

中國專利CN102775726A公開了一種含氧化釓的聚醚醚酮復合材料，是先加入磺化聚醚醚酮對氧化釓進行改性，再與聚醚醚酮進行熔融共混制備一種復合屏蔽材料。

在聚醚酮酮基體中添加無機微納米粒子可以提高復合材料的模量和硬度，但是由于無機粒子的熔點一般比較高，在熔融共混加工過程中會引起有機材料的熱降解；而通過物理共混的方式很難實現有機、無機材料均勻分散，熱成型過程中容易出現“相分離”現象。本發明公開了一種改性無機微納米粒子增強聚醚酮酮復合材料的制備方法，創新性的提出了在聚合過程中添加改性無機物，使有機物分子鏈增長過程中將無機粒子包裹，從而使無機粒子在聚醚酮酮基體中得到良好的分散，易于加工成型，提高了聚醚酮酮復合材料的強度。

發明內容

本發明的目的是提供一種改性無機微納米粒子/聚醚酮酮復合材料及其制備方法，改善有機基體材料和無機微納米粒子均勻分散性和熱成型加工問題。

本發明是通過如下措施來實現：

（1）用偶聯劑對無機微納米粒子進行表面改性；

（2）聚醚酮酮復合材料的合成步驟：在裝有機械攪拌的500ml三口燒瓶內加入改性無機微納米粒子、AlCl₃、二氯乙烷、N-甲基吡咯烷酮，在-5至-15℃條件下攪拌1-2小時。將對苯二甲酰氯和二苯醚依次加入到三口瓶中，在此溫度下（-5至-15℃）反應1-3小時，然后升溫至室溫繼續反應10-20小時。將析出膠體在甲醇中打碎，水洗后于80-150℃干燥4-8小時得到無機微納米粒子增強聚醚酮酮復合材料。

在本發明中，所述改性無機微納米粒子/聚醚酮酮復合材料由聚醚酮酮和改性無機微納米粒子組成。

在本發明中，所述無機微納米粒子包括：Al₂O₃、TiO₂、SiO₂、BaO、ZnO、CaO、氮化硼、碳化硅、高嶺土中的一種或幾種。

在本發明中，所述無機微納米粒子的直徑范圍是30nm-50μm。

在本發明中，所述無機微納米粒子的改性偶聯劑包括：硅烷偶聯劑、鉻絡合物偶聯劑、鈦酸酯偶聯劑、鋯類偶聯劑。

在本發明中， 所述改性無機微納米粒子在復合材料中的質量百分比為1%-80%。

附圖說明

圖1為Al₂O₃和Al₂O₃/PEKK復合材料的掃描電鏡照片

具體實施方式

下面以微納米Al₂O₃和硅烷偶聯劑KH570為例，結合具體的實施例對本發明做進一步的說明，但本發明的實施和保護不限于此。

實施例1：

Al₂O₃的改性：在100ml乙醇水溶液中加入5ml KH570，滴加冰醋酸使PH為4，室溫水解1小時后加入4 g納米Al₂O₃，水浴加熱到50℃攪拌6小時，抽濾水洗多次，80℃干燥4小時。

實施例2：