抗靜電ptfe/peek復合材料及其制備方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及抗靜電PTFE/PEEK復合材料及其制備方法，屬于復合材料領域。
【背景技術】
[0002] 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，尤其可制造使用在速度高達350KM/h的高速鐵路列車上的高 要求的機械零部件，如齒輪、軸承、活塞環、支撐環、密封環（函）、閥片、耐磨圈等，有代替傳 統金屬材料的趨勢。PEEK材料具有極好的絕緣性，其表面電阻率很高，達到10 15-1016 Ω ·cm， 因此人們研制出了抗靜電PEEK材料，采用碳纖維或炭黑等導電材料共混得到成品。但由于 碳纖維的團聚作用，加入PEEK中會導致整體材料韌性變差，而且碳纖維在PEEK基質中分 布不均勻，影響到材料表面電阻。僅加入炭黑類的材料對PEEK樹脂的力學性能沒有改善作 用。
【發明內容】
[0003] 本發明的目的是提供一種抗靜電PTFE/PEEK復合材料，具有優秀的力學性能和較 低的表面電阻。
[0004] 為達到上述目的，本發明采用的技術方案為：一種抗靜電PTFE/PEEK復合材料，其 特征在于：由20-25份PTFE，43-64份PEEK，15-30份短切碳纖維，1-2份碳納米管制成，其 中所述短切碳纖維和碳納米管均經過磺化PEEK表面處理，磺化PEEK的磺化度為70-80。
[0005] 優選的，所述短切碳纖維的短切長度為2-5mm，直徑7um。
[0006] 優選的，所述碳納米管為多壁碳納米管，管徑8-15nm，長度50um，堆積密度0. 27g/ cm3〇
[0007] 本發明還提供了上述的抗靜電PTFE/PEEK復合材料的制備方法，其步驟包括：
[0008] A、將合適重量的磺化PEEK溶于水中，加入短切碳纖維和碳納米管，攪拌后抽濾， 干燥、粉碎；
[0009] B、PTFE粉末、PEEK粉末與步驟A制得的粉末加入分散劑中，充分攪拌以使所有材 料均勻共混；
[0010] C、抽濾，將混合后的材料放入395-400°C的熱壓模具模腔中，待熔融后，在lOMpa 壓力下成型，冷卻脫模；
[0011] D、脫模后的材料在250°C保溫60min，整個保溫過程壓力為4Mpa，得到成品。
[0012] 優選的，所述分散劑為乙醇。
[0013] 本發明在PEEK中添加短切碳纖維和碳納米管，可以有效提高PEEK材料的耐磨性、 拉伸強度和模量等性能，表面電阻均勻，可滿足抗靜電要求高的場合使用。PTFE的加入可降 低成本，提高復合材料的減摩抗摩性能。短切碳纖維和碳納米管先用高磺化的PEEK進行處 理，可以改善其表面活性，有助于其在PEEK基質中的分散，減少團聚，復合材料中碳纖維、 碳納米管與PEEK結合更緊密，對提高材料韌性、降低表面電阻有幫助。
【具體實施方式】
[0014] 實施例1
[0015] 本抗靜電PTFE/PEEK復合材料的制備方法，其步驟包括：
[0016] A、將0. 64份磺化PEEK溶于水中，加入30份短切碳纖維和2份碳納米管，攪拌后 抽濾，干燥、粉碎；
[0017] B、43份PEEK粉末、25份PTFE粉末與步驟A制得的粉末加入乙醇中，充分攪拌以 使所有材料均勻共混；
[0018] C、抽濾，乙醇回收，將混合后的材料放入395-400°C的熱壓模具模腔中，待熔融后， 在lOMpa壓力下成型，冷卻脫模；
[0019] D、脫模后的材料在250°C保溫60min，整個保溫過程壓力為4Mpa，得到成品。
[0020] 對制得的抗靜電PTFE/PEEK復合材料進行性能測試，測試結果見表1。
[0021] 實施例2
[0022] 本抗靜電PTFE/PEEK復合材料的制備方法，其步驟包括：
[0023] A、將0. 32份磺化PEEK溶于水中，加入15份短切碳纖維和1份碳納米管，攪拌后 抽濾，干燥、粉碎；
[0024] B、64份PEEK粉末、20份PTFE粉末與步驟A制得的粉末加入乙醇中，充分攪拌以 使所有材料均勻共混；
[0025] C、抽濾，將混合后的材料放入395-400°C的熱壓模具模腔中，待熔融后，在lOMpa 壓力下成型，冷卻脫模；
[0026] D、脫模后的材料在250°C保溫60min，整個保溫過程壓力為4Mpa，得到成品。
[0027] 對制得的抗靜電PTFE/PEEK復合材料進行性能測試，測試結果見表1。
[0028] 實施例3
[0029] 本抗靜電PTFE/PEEK復合材料的制備方法，其步驟包括：
[0030] A、將0. 53份磺化PEEK溶于水中，加入20份短切碳纖維和1. 5份碳納米管，攪拌 后抽濾，干燥、粉碎；
[0031] B、55. 5份PEEK粉末、23份PTFE粉末與步驟A制得的粉末加入乙醇中，充分攪拌 以使所有材料均勻共混；
[0032] C、抽濾，將混合后的材料放入395-400°C的熱壓模具模腔中，待熔融后，在lOMpa 壓力下成型，冷卻脫模；
[0033] D、脫模后的材料在250°C保溫60min，整個保溫過程壓力為4Mpa，得到成品。
[0034] 對制得的抗靜電PTFE/PEEK復合材料進行性能測試，測試結果見表1。
[0035] 對比例1
[0036] 本抗靜電PTFE/PEEK復合材料的制備方法為
[0037] A、將20份短切碳纖維、1. 5份碳納米管、55. 5份PEEK粉末、23份PTFE粉末粉末加 入乙醇中，充分攪拌以使所有材料均勻共混；
[0038] C、抽濾，將混合后的材料放入395-400°C的熱壓模具模腔中，待熔融后，在lOMpa 壓力下成型，冷卻脫模；
[0039] D、脫模后的材料在250°C保溫60min，整個保溫過程壓力為4Mpa，得到成品。
[0040] 對制得的抗靜電PTFE/PEEK復合材料進行性能測試，測試結果見表1。
[0041 ]
[0042] 備注：摩擦磨損試驗條件：初始負荷196N，轉速200r/min,干摩擦2h。對磨輪：45 鋼，42-45HRC。
【主權項】
1. 一種抗靜電PTFE/PEEK復合材料，其特征在于：由20-25份PTFE，43-64份PEEK， 15-30份短切碳纖維，1-2份碳納米管制成，其中所述短切碳纖維與碳納米管經過磺化PEEK 表面處理，磺化PEEK的磺化度為70-80。2. 根據權利要求1所述的抗靜電PTFE/PEEK復合材料，其特征在于：所述短切碳纖維 的短切長度為2_5mm，直徑7um〇3. 根據權利要求2所述的抗靜電PTFE/PEEK復合材料，其特征在于：所述碳納米管為 多壁碳納米管，管徑8-15nm，長度50um，堆積密度0· 27g/cm3。4. 一個權利要求1-3中任一項所述的抗靜電PTFE/PEEK復合材料的制備方法，其步驟 包括： A、 將合適重量的磺化PEEK溶于水中，加入短切碳纖維和碳納米管，攪拌后抽濾，干燥、 粉碎，其中磺化PEEK與短切碳纖維的質量比為1:50 ; B、 PTFE粉末、PEEK粉末與步驟A制得的粉末加入分散劑中，充分攪拌以使所有材料均 勻共混； C、 抽濾，將混合后的材料放入395-400°C的熱壓模具模腔中，待熔融后，在lOMpa壓力 下成型，冷卻脫模； D、 脫模后的材料在250°C保溫60min，整個保溫過程壓力為4Mpa，得到成品。5. 根據權利要求4所述的抗靜電PTFE/PEEK復合材料的制備方法，其特征在于：所述 分散劑為乙醇。
【專利摘要】本發明公開了一種抗靜電PTFE/PEEK復合材料，由68-84份PEEK，15-30份短切碳纖維，1-2份碳納米管制成，其中所述短切碳纖維和碳納米管均經過磺化PEEK表面處理，磺化PEEK的磺化度為70-80。還公開了其制備方法。本發明在PEEK中添加短切碳纖維和碳納米管，可以有效提高PEEK材料的耐磨性、拉伸強度和模量等性能，表面電阻均勻，可滿足抗靜電要求高的場合使用。短切碳纖維和碳納米管先用高磺化的PEEK進行處理，可以改善其表面活性，有助于其在PEEK基質中的分散，減少團聚，復合材料中碳纖維、碳納米管與PEEK結合更緊密，對提高材料韌性、降低表面電阻有幫助。
【IPC分類】C08L61/16, C08K9/04, C08K7/06, C08L27/18, C08K7/24
【公開號】CN105524413
【申請號】CN201510738706
【發明人】楊文光, 陳佩民, 靳予, 孫克原, 楊勇
【申請人】南京肯特復合材料有限公司, 南京肯特新材料有限公司, 南京加閥機械有限公司, 南京潤特新材料有限公司
【公開日】2016年4月27日
【申請日】2015年11月3日