本發明涉及一種耐磨碳納米管聚醚醚酮復合材料的制備方法，具體涉及一種使用碳納米管作為改性劑改善聚醚醚酮(peek)耐磨性的方法，屬于復合材料的制備工藝技術領域。
背景技術：
聚醚醚酮(peek)是一種全芳香族半結晶性的熱塑性工程塑料，由于其具有自潤滑、易加工、耐疲勞以及耐腐蝕、耐水解、耐輻照等優良的機械性能和物理化學性能，peek已經成為新型結構材料和工程材料的研究熱點之一。
peek相較金屬材料有著較小的密度與較強的化學穩定性，是實現產品輕量化的理想材料，其在生物醫藥，航空航天，電子信息等領域都有著廣泛的應用。但是，在一些精密零件，例如精密軸承，高精度耐磨圈等的制造中，摩擦學性能成為了制約peek使用的主要因素。因此，需要對peek進行改性，以此來降低peek的摩擦系數，提高其摩擦學性能。
碳納米管是一種由六邊形排列的碳原子層構成的一維納米材料，具有高韌性、高模量以及高強度、高耐磨等一系列優良的機械性能。因此，碳納米管可以作為一種改性劑添加到peek材料中，以達到降低其摩擦系數，提高摩擦學性能的作用。
技術實現要素：
本發明所要解決的問題是提供一種以碳納米管作為改性劑，將其均勻添加到peek材料中的方法，以此來降低peek材料摩擦系數。
為了解決上述問題，本發明提供了一種耐磨碳納米管聚醚醚酮復合材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
第一步：配置peek懸浮液；
第二步：配置碳納米管分散液；
第三步：將第一步、第二步制得的液體充分混合，得到粉體；
第四步：將粉體進行模壓成型。
優選地，所述第一步的具體步驟為：將peek粉體加入到燒杯中，倒入無水乙醇至完全浸沒peek粉體，攪拌使其充分浸潤peek粉體，再使用超聲波分散儀進行1～2h分散處理。
優選地，所述第二步的具體步驟為：在容器中加入十二烷基硫酸鈉粉末作為分散劑，然后倒入二甲基甲酰胺作為溶劑，配制成0.4g/l的溶液；將碳納米管粉末加入到該溶液中，進行超聲處理1h～3h。
優選地，所述第三步的具體步驟為：將碳納米管分散液與peek懸浮液以粉體重量比1∶1～1∶8的比例混合，使用磁力加熱攪拌器攪拌1h，再靜置2h；用滴管吸取混合液中的上層清液；然后將混合液放置于真空干燥箱中，在70℃溫度條件下干燥3h去除無水乙醇；再升溫至150℃，干燥3h，徹底去除水分，得到混合粉體。
優選地，所述第四步中模壓成型的工藝參數為：壓模成型機的初始溫度為30℃，升溫時長為20～100min，升溫速率為3～18℃/min，模壓溫度為350～390℃，保溫時長為20～70min，保溫時施加壓力為5～30mpa，每3min卸壓一次，降溫時長為10～60min，降到30℃時，保溫10min對模具進行降溫。
本發明通過在peek中添加碳納米管粉體，提高peek材料的減磨耐磨性能。于碳納米管具有優良的力學性能，在被加入到peek材料后，能夠有效地降低peek材料的摩擦系數，擴展peek材料的應用領域，有著極大的應用前景。本發明制備工藝簡單，成本低，且對環境無污染。
具體實施方式
為使本發明更明顯易懂，茲以優選實施例，作詳細說明如下。
實施例1
一種耐磨碳納米管聚醚醚酮復合材料的制備方法，具體步驟如下：
(1)稱量8g的peek粉體加入到燒杯中，倒入200ml無水乙醇，攪拌使其充分浸潤peek粉體，再使用超聲波分散儀進行2h分散處理，得到peek懸浮液；
(2)在燒杯中加入0.08g十二烷基硫酸鈉粉末作為分散劑，然后倒入200ml二甲基甲酰胺作為溶劑，配制成0.4g/l的溶液，稱量8g碳納米管粉末加入到燒杯中，超聲處理3h，得到碳納米管分散液；
(3)把配置好的碳納米管分散液與配置好的peek懸浮液混合，使用磁力加熱攪拌器攪拌1h，再靜置2h，用滴管吸取混合液中的上層清液，然后將混合液放置于真空干燥箱中，在70℃溫度條件下干燥3h去除無水乙醇，再升高溫度到150℃，干燥3h，徹底去除水分，得到碳納米管peek混合粉體；
(4)將碳納米管peek混合粉體加入到模具中，設置壓模成型機初始溫度為30℃，升溫時長為60min，升溫速率為6℃/min，模壓溫度為390℃，保溫時長為60min，保溫時施加壓力為20mpa，每3min卸壓一次，降溫時長為60min，降到30℃時，保溫10min對模具進行降溫。
(5)將上述得到的含有碳納米管peek復合材料進行測試，結果如下：
使用高速往復摩擦磨損試驗機分別測量純peek材料和含有碳納米管的peek復合材料的摩擦系數，測量參數為載荷50n，轉速350t/min，摩擦時間60min。測得純peek材料的摩擦系數為0.35，而含有碳納米管的peek復合材料的摩擦系數為0.21，證明加入的碳納米管粉體能夠降低peek材料的摩擦系數。
實施例2
一種耐磨碳納米管聚醚醚酮復合材料的制備方法，具體步驟如下：
(1)稱量8g的peek粉體加入到燒杯中，倒入200ml無水乙醇，攪拌使其充分浸潤peek粉體，再使用超聲波分散儀進行2h分散處理，得到peek懸浮液；
(2)在燒杯中加入0.08g十二烷基硫酸鈉粉末作為分散劑，然后倒入200ml二甲基甲酰胺作為溶劑，配制成0.4g/l的溶液，稱量1g碳納米管粉末加入到燒杯中，超聲處理1h，得到碳納米管分散液；
(3)把配置好的碳納米管分散液與配置好的peek懸浮液混合，使用磁力加熱攪拌器攪拌1h，再靜置2h，用滴管吸取混合液中的上層清液，然后將混合液放置于真空干燥箱中，在70℃溫度條件下干燥3h去除無水乙醇，再升高溫度到150℃，干燥3h，徹底去除水分，得到碳納米管peek混合粉體；
(4)將碳納米管peek混合粉體加入到模具中，設置壓模成型機初始溫度為30℃，升溫時長為30min，升溫速率為11℃/min，模壓溫度為360℃，保溫時長為70min，保溫時施加壓力為25mpa，每3min卸壓一次，降溫時長為40min，降到30℃時，保溫10min對模具進行降溫。
(5)將上述得到的含有碳納米管的peek復合材料進行測試，結果如下：
使用高速往復摩擦磨損試驗機分別測量純peek材料和含有碳納米管的peek復合材料的摩擦系數，測量參數為載荷50n，轉速350t/min，摩擦時間60min。測得純peek材料的摩擦系數為0.35，而含有碳納米管的peek復合材料的摩擦系數為0.28，證明加入的碳納米管粉體能夠降低peek材料的摩擦系數。
實施例3
一種耐磨碳納米管聚醚醚酮復合材料的制備方法，具體步驟如下：
(1)稱量8g的peek粉體加入到燒杯中，倒入200ml無水乙醇，攪拌使其充分浸潤peek粉體，再使用超聲波分散儀進行1.5h分散處理，得到peek懸浮液；
(2)在燒杯中加入0.08g十二烷基硫酸鈉粉末作為分散劑，然后倒入200ml二甲基甲酰胺作為溶劑，配制成0.4g/l的溶液，稱量2g碳納米管粉末加入到燒杯中，超聲處理1h，得到碳納米管分散液；
(3)把配置好的碳納米管分散液與配置好的peek懸浮液混合，使用磁力加熱攪拌器攪拌1h，再靜置2h，用滴管吸取混合液中的上層清液，然后將混合液放置于真空干燥箱中，在70℃溫度條件下干燥3h去除無水乙醇，再升高溫度到150℃，干燥3h，徹底去除水分，得到碳納米管peek混合粉體；
(4)將碳納米管peek混合粉體加入到模具中，設置壓模成型機初始溫度為30℃，升溫時長為50min，升溫速率為6.8℃/min，模壓溫度為370℃，保溫時長為40min，保溫時施加壓力為10mpa，每3min卸壓一次，降溫時長為30min，降到30℃時，保溫10min對模具進行降溫。
(5)將上述得到的含有碳納米管的peek復合材料進行測試，結果如下：
使用高速往復摩擦磨損試驗機分別測量純peek材料和含有碳納米管的peek復合材料的摩擦系數，測量參數為載荷50n，轉速350t/min，摩擦時間60min。測得純peek材料的摩擦系數為0.35，而含有碳納米管的peek復合材料的摩擦系數為0.19，證明加入的碳納米管粉體能夠降低peek材料的摩擦系數。