CN109749354A - 一种聚醚醚酮复合材及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种聚醚醚酮复合材及其制备方法，复合材成分包括：20～80质量份的聚醚醚酮、5～30质量份的导电性钛酸钾晶须纤维、5～80质量份的玻璃微珠、0.1～2份质量份的加工助剂。本发明的优点在于制备的复合材具有高强度、高尺寸稳定性、高耐磨性和抗静电性。

Description

一种聚醚醚酮复合材及其制备方法

技术领域

本发明涉及工程塑料复合材领域，特别涉及一种聚醚醚酮复合材。

背景技术

聚醚醚酮，英文名称polyetheretherketone(简称PEEK)，它是分子主链中含有链节的线性芳香族高分子化合物。其构成单位为氧-对亚苯基-氧-羰-对亚苯基，是半结晶性、热塑性塑料。具有较高的玻璃化转变温度(143℃)、熔点(343℃)和长期使用温度上限(250℃)，与其他耐高温塑料如PPS、PPA、PTFE等，性能更加优异。

玻璃微珠是近年来发展起来的一种用途广泛、性能特殊的一种新型材料。该产品由硼硅酸盐原料经高科技加工而成，粒度为1～250μm，壁厚0.5～2μm。该产品具有质轻、低导热、较高的强度、良好的化学稳定性等优点，其表面经过特殊处理具有亲油憎水性能，非常容易分散于有机材料体系中。

导电性钛酸钾晶须纤维(DENTALL)是把钛酸钾晶须的表面经过导电处理而成的导电性钛酸钾纤维。平均纤维直径为0.3～0.7μm，平均纤维长为10～20μm，具有高强度、高弹性、高长度直径比等优点，具有极其优秀的增强性能，除了之外，稳定的电阻值。

虽然聚醚醚酮具有许多优良性能，但是导电性较差且价格昂贵，限制了其在一些领域的应用。

纯PEEK的性价比不高，所以制备成各种PEEK复合材。一般会采用在塑料中添加导电系数较高的碳系填料如炭黑、石墨烯、碳纤维、碳纳米管来制备导热抗静电复合材。其中炭黑价格低廉，获取方便但是对复合材的补强作用较差。石墨烯价格昂贵且相关产业还未成熟。碳纳米管本身导热性、导电性、机械性能优异，缺点是自身颗粒容易团聚，在树脂基体中不易分散，取向不易控制，因而补强效果也一般。目前在塑料复合材上商用较广的为短切丙烯腈基碳纤维，其补强抗静电效果较好，但其尺寸稳定性和耐磨性一般，制备高强度、高尺寸稳定性、高耐磨性、抗静电聚醚醚酮复合材的效果不理想。

发明内容

本发明采用导电性钛酸钾晶须纤维和玻璃微珠复合添加在聚醚醚酮中，经熔融共混挤出造粒，制备出高强度、高尺寸稳定性、高耐磨性、抗静电聚醚醚酮复合材。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案。

本申请实施例公开了一种聚醚醚酮复合材，其成分包括：20～80质量份的聚醚醚酮、5～30质量份的导电性钛酸钾晶须纤维、5～80质量份的玻璃微珠、0.1～2份质量份的加工助剂。

优选的，在上述聚醚醚酮复合材中，所述聚醚醚酮为注塑级聚醚醚酮，熔体流动速率为10～50g/10min。

优选的，在上述聚醚醚酮复合材中，所述玻璃微珠为实心玻璃微珠、空心玻璃微珠中的一种或二种，粒径为1～250μm。

优选的，在上述聚醚醚酮复合材中，所述加工助剂包括酯类硬脂酸、金属皂类、硬脂酸钙、硬脂酸锌、季戊四醇硬脂酸酯、硅酮母粒中的一种或多种。

相应的，还公开了一种聚醚醚酮复合材的制备方法，将所述聚醚醚酮、加工助剂在回转式混合机混合后，从双螺杆挤出机主下料口投入，将所述导电性钛酸钾晶须纤维、玻璃微珠经送料器从双螺杆挤出机侧喂料口投入，进行熔融混合挤出造粒，得到产品。

优选地，在上述聚醚醚酮复合材的制备方法中，所述回转式混合机回转速度为60～120rpm，混合时间为5～10min。

优选地，在上述聚醚醚酮复合材的制备方法中，所述双螺杆挤出机吐出量为100～300Kg/h，转速为200～400rpm，机筒各段温度为360±20℃，机头温度为370±10℃，真空段抽出压力为-0.08±0.02MPa。

本发明的优点在于制备的复合材具有高强度、高尺寸稳定性、高耐磨性和抗静电性。

具体实施方式

下面将对本发明实施例中的技术方案进行详细的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

采用导电性钛酸钾晶须纤维和玻璃微珠复合添加在聚醚醚酮中，经熔融共混挤出造粒，制备出高强度、高尺寸稳定性、高耐磨性、抗静电聚醚醚酮复合材，聚醚醚酮为注塑级聚醚醚酮，熔体流动速率为10～50g/10min，玻璃微珠为实心玻璃微珠、空心玻璃微珠中的一种或二种，粒径为1～250μm，加工助剂包括酯类硬脂酸、金属皂类、硬脂酸钙、硬脂酸锌、季戊四醇硬脂酸酯、硅酮母粒中的一种或多种，导电性钛酸钾晶须纤维为DENTALL WK系列，日本大塚化学产。

实施例1

将28质量份聚醚醚酮、2质量份加工助剂在回转式混合机混合后，从双螺杆挤出机主下料口投入，将10质量份导电性钛酸钾晶须纤维、60质量份玻璃微珠经振动式送料器从双螺杆挤出机侧喂料口投入，进行熔融混合挤出造粒，回转式混合机回转速度100rpm，混合时间10min，双螺杆挤出机吐出量200Kg/h，转速300rpm，机筒各段温度360℃，机头温度370℃，真空段抽出压力-0.08MPa。

实施例2

将28质量份聚醚醚酮、2质量份加工助剂在回转式混合机混合后，从双螺杆挤出机主下料口投入，将30质量份导电性钛酸钾晶须纤维、40质量份玻璃微珠经振动式送料器从双螺杆挤出机侧喂料口投入，进行熔融混合挤出造粒，回转式混合机回转速度100rpm，混合时间10min，双螺杆挤出机吐出量200Kg/h，转速300rpm，机筒各段温度360℃，机头温度370℃，真空段抽出压力-0.08MPa。

本发明上述实施例制备的复合材以及典型对比例(聚醚醚酮/30％玻璃纤维)各项性能指标如下：

参表可知，本发明制备的复合材的强度、尺寸稳定性、耐磨性、抗静电性能指标都超过了典型对比例(聚醚醚酮/30％玻璃纤维)。

本实施方式只是对本专利的示例性说明而并不限定它的保护范围，本领域人员还可以对其进行局部改变，只要没有超出本专利的精神实质，都视为对本专利的等同替换，都在本专利的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种聚醚醚酮复合材，其特征在于，其成分包括：20～80质量份的聚醚醚酮、5～30质量份的导电性钛酸钾晶须纤维、5～80质量份的玻璃微珠、0.1～2份质量份的加工助剂。

2.根据权利要求1所述的聚醚醚酮复合材，其特征在于，所述聚醚醚酮为注塑级聚醚醚酮，熔体流动速率为10～50g/10min。

3.根据权利要求1所述的聚醚醚酮复合材，其特征在于，所述玻璃微珠为实心玻璃微珠、空心玻璃微珠中的一种或二种，粒径为1～250μm。

4.根据权利要求1所述的聚醚醚酮复合材，其特征在于，所述加工助剂包括酯类硬脂酸、金属皂类、硬脂酸钙、硬脂酸锌、季戊四醇硬脂酸酯、硅酮母粒中的一种或多种。

5.如权利要求1所述的聚醚醚酮复合材的制备方法，其特征在于，将所述聚醚醚酮、加工助剂在回转式混合机混合后，从双螺杆挤出机主下料口投入，将所述导电性钛酸钾晶须纤维、玻璃微珠经送料器从双螺杆挤出机侧喂料口投入，进行熔融混合挤出造粒，得到产品。

6.根据权利要求5所述的聚醚醚酮复合材的制备方法，其特征在于，所述回转式混合机回转速度为60～120rpm，混合时间为5～10min。

7.根据权利要求5所述的聚醚醚酮复合材的制备方法，其特征在于，所述双螺杆挤出机吐出量为100～300Kg/h，转速为200～400rpm，机筒各段温度为360±20℃，机头温度为370±10℃，真空段抽出压力为-0.08±0.02MPa。