[發明專利]一種PEEK復合材料及其制造方法

在審

• 申請號: 201810049735.1
• 申請日: 2018-01-18
• 公開（公告）號: CN108395671A
• 公開（公告）日: 2018-08-14
• 發明（設計）人: 丁建忠;劉健
• 申請（專利權）人: 江蘇百易得醫療科技有限公司
• 主分類號: C08L61/16
• 分類號: C08L61/16;C08K7/06;D06M15/41;B29B15/08;B29B15/14;B29C70/34;D06M101/40
• 代理公司: 北京匯信合知識產權代理有限公司 11335
• 代理人: 戴鳳儀

本發明提供一種PEEK復合材料的制造方法，該方法包括以下步驟：步驟1：展寬碳纖維碳絲；步驟2：配制PEEK水性分散液，步驟1所述的展寬后的碳絲在該分散液中預浸并烘干得到預浸碳絲；步驟3：軋制步驟2所述的預浸碳絲得到碳纖維預浸單向布；步驟4：用步驟3所述的預浸單向布進行鋪層；步驟5：將步驟4所得的鋪層結構放入模具中進行模壓，得到PEEK復合材料。

技術領域

本發明涉及一種高性能熱塑性材料PEEK復合材料的制造方法及制備得到的PEEK復合材料。

背景技術

聚醚醚酮(PEEK)是耐熱性好、強度高的新一代芳香類高聚物，具有廣闊的應用前景。作為一種性能強烈依賴于結晶結構的半結晶性高聚物，由于大分子鏈上含有剛性的苯環、柔性的醚鍵及提高分子間作用力的羰基，PEEK結構規整，具有高耐熱性、高強度、高模量、高韌性、加工性能好等優異的綜合性能。PEEK最初由英國ICI公司于1977年開發成功并于1980年正式投向市場的高性能工程塑料，80年代主要用于國防工業，近十年來，PEEK及其復合材料的應用迅速向電子、汽車、醫療器械等領域擴展。

PEEK可以作為玻璃纖維、碳纖維或者芳綸纖維增強熱塑性預浸料的基體，它優良的力學性能和成型加工性能使可以在航空航天、海洋、醫療和工業應用中替代金屬和熱固性塑料。通過PEEK改性的復合材料產品包括干織物、多軸向織物、編織物、絲束、單向布、單向片等。

PEEK復合材料制備的瓶頸在于預浸，將碳纖維材料在PEEK預浸液中預浸得到PEEK改性的碳纖維材料是已知的，但是目前常規預浸方法制得的PEEK復合材料的拉伸強度、拉伸模量、彎曲強度、彎曲模量、抗沖擊強度等性能不是很理想，以T700碳絲為原料制成的PEEK預浸單向布和復合材料為例，800根/mm密度的預浸單向布0°拉伸強度為2600Mpa,拉伸模量為139Gpa,彎曲強度為2254Mpa,彎曲模量為131Gpa，單向布以0°，30°，60°，90°，120°，150°，180°……360°的方向進行鋪層得到的碳纖維復合材料，在0-180°之間每隔10°取樣加工成拉伸彎曲和沖擊樣條的拉伸強度約為800-1100Mpa,拉伸模量為40-50Gpa,彎曲強度為800-900Mpa,彎曲模量為40-50Gpa，沖擊強度為18-19KJ/m²。

本發明的目的是通過工藝方法的改進，得到各項力學性能優秀的PEEK復合材料。

發明內容

本發明提供一種高性能熱塑性材料PEEK復合材料的制造方法及制備得到的PEEK復合材料。該方法包括以下步驟：

步驟1：展寬碳纖維碳絲；

步驟2：配制PEEK水性分散液，步驟1所述的展寬后的碳絲在該分散液中預浸并烘干得到預浸碳絲；

步驟3：軋制步驟2所述的預浸碳絲得到碳纖維預浸單向布；

步驟4：用步驟3所述的預浸單向布進行鋪層；

步驟5：將步驟4所得的鋪層結構放入模具中進行模壓，得到PEEK復合材料；

其特征在于：所述步驟1中，碳纖維碳絲被展寬到700-900根/毫米；所述步驟2中，配制的PEEK水性分散液的表面張力在20dyn/cm以下，粘度為1800-2000CPS；所述步驟3中，軋制的次數為1-3次；所述步驟4中，鋪層時各層是不同角度交錯的。

進一步地，步驟3還包括切割部分步驟3所述的預浸單向布，編制成平紋展寬預浸編織布；步驟4還包括將步驟3所述的預浸單向布和平紋展寬預浸編織布進行混合鋪層；

優選地，所述步驟2所采用的分散液為超純水；