技术领域:
本发明涉及高分子复合材料领域,具体的涉及一种硼纤维增强聚醚醚酮树脂复合材料。
背景技术:
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聚醚醚酮(peek)作为一种全芳香族半结晶性的热塑性工程塑料,由于其具有耐热、高强度、耐腐蚀、阻燃、耐摩擦、耐辐射、绝缘、加工性能良好等优异性能,并可以进行注射、挤出、模压、吹塑、熔融拉丝、流延、发泡、静电喷涂等方法加工而被广泛应用于工业、电子、航空及汽车等领域。但纯peek树脂脆性大、剪切性能差、使用温度相对较低且价格昂贵等缺点,难以满足不同的使用要求,这就促使了人们对聚醚醚酮的改性进行研究。
硼纤维在目前已有的增强纤维中具有独特的性能,尤其它的压缩强度是其拉伸强度的2倍,是其他增强纤维尚未看到的,其强度高、质量轻、物性好,可面向工业制品方面进行开发。
技术实现要素:
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本发明的目的是提供一种硼纤维增强聚醚醚酮树脂复合材料,具有更高的强度,韧性大,耐热性强,耐磨,力学性能优异,成本低,且制备方法简单,对设备要求低,无毒,制备过程中无有毒物质释放,有利于环境保护。
本发明的另一个目的是提供该硼纤维增强聚醚醚酮树脂复合材料的制备方法。
为实现上述目的,本发明采用以下技术方案:
一种硼纤维增强聚醚醚酮树脂复合材料,以重量份计,包括以下组分:
聚醚醚酮20-50份,硼纤维3-5份,
聚氨酯5-10份,环氧树脂4-8份,
纤维素纳米晶须1.5-3份,润滑剂1-2份,
抗氧剂0.5-1.5份,增塑剂1-3份,稳定剂2.5-3份。
作为上述技术方案的优选,一种硼纤维增强聚醚醚酮树脂复合材料,以重量份计,包括以下组分:
聚醚醚酮35份,硼纤维3.3份,
聚氨酯6份,环氧树脂5份,
纤维素纳米晶须2.5份,润滑剂1.8份,
抗氧剂1份,增塑剂2份,稳定剂2.6份。
作为上述技术方案的优选,所述硼纤维的直径为500-800nm,长度为1-2μm。
作为上述技术方案的优选,所述聚氨酯为聚醚型聚氨酯。
作为上述技术方案的优选,所述纤维素纳米晶须的直径为1-2μm,长度为30-50μm。
作为上述技术方案的优选,所述润滑剂为脂肪酰胺、聚乙烯蜡、氧化聚乙烯蜡、硬脂酸甘油酯中的一种或多种混合。
作为上述技术方案的优选,所述抗氧剂为多酚抗氧剂和亚磷酸酯类抗氧剂的混合物。
作为上述技术方案的优选,所述增塑剂为邻苯二甲酸酯类、环氧大豆油、苯三酸酯类中的一种或多种混合。
作为上述技术方案的优选,所述稳定剂为脂肪酸锌、β-二酮镁、β-氨基巴豆酸酯、硫脲衍生物中的一种或多种混合。
一种硼纤维增强聚醚醚酮树脂复合材料的制备方法,包括以下步骤:
(1)将聚氨酯、硼纤维、纤维素纳米晶须、环氧树脂加入到高速捏合机中,在120-150℃下,捏合10-15min,继续加入聚醚醚酮、润滑剂、抗氧剂、增塑剂、稳定剂,捏合10-20min,得到混合物料;
(2)将步骤(1)得到的混合物料由双螺杆挤出机挤出造粒后,由注塑机注塑成型,得到硼纤维增强聚醚醚酮树脂复合材料。
本发明具有以下有益效果:
本发明首先采用聚氨酯、环氧树脂对纤维素纳米晶须和硼纤维进行表面改性,从而增加其与聚醚醚酮的相容性,本发明提供的硼纤维增强聚醚醚酮树脂复合材料具有更高的强度,韧性大,耐热性强,耐磨,力学性能优异,成本低,且制备方法简单,对设备要求低,无毒,制备过程中无有毒物质释放,有利于环境保护。
具体实施方式:
为了更好的理解本发明,下面通过实施例对本发明进一步说明,实施例只用于解释本发明,不会对本发明构成任何的限定。
实施例1
一种硼纤维增强聚醚醚酮树脂复合材料,以重量份计,包括以下组分:
聚醚醚酮20份,硼纤维3份,
聚氨酯5份,环氧树脂4份,
纤维素纳米晶须1.5份,润滑剂1份,
抗氧剂0.5份,增塑剂1份,稳定剂2.5份。
其制备方法包括以下步骤:
(1)将聚氨酯、硼纤维、纤维素纳米晶须、环氧树脂加入到高速捏合机中,在120℃下,捏合10min,继续加入聚醚醚酮、润滑剂、抗氧剂、增塑剂、稳定剂,捏合10min,得到混合物料;
(2)将步骤(1)得到的混合物料由双螺杆挤出机挤出造粒后,由注塑机注塑成型,得到硼纤维增强聚醚醚酮树脂复合材料。
实施例2
一种硼纤维增强聚醚醚酮树脂复合材料,以重量份计,包括以下组分:
聚醚醚酮50份,硼纤维5份,
聚氨酯10份,环氧树脂8份,
纤维素纳米晶须3份,润滑剂2份,
抗氧剂1.5份,增塑剂3份,稳定剂3份。
其制备方法包括以下步骤:
(1)将聚氨酯、硼纤维、纤维素纳米晶须、环氧树脂加入到高速捏合机中,在150℃下,捏合15min,继续加入聚醚醚酮、润滑剂、抗氧剂、增塑剂、稳定剂,捏合20min,得到混合物料;
(2)将步骤(1)得到的混合物料由双螺杆挤出机挤出造粒后,由注塑机注塑成型,得到硼纤维增强聚醚醚酮树脂复合材料。
实施例3
一种硼纤维增强聚醚醚酮树脂复合材料,以重量份计,包括以下组分:
聚醚醚酮30份,硼纤维3.5份,
聚氨酯6份,环氧树脂5份,
纤维素纳米晶须2份,润滑剂1.2份,
抗氧剂0.7份,增塑剂1.5份,稳定剂2.6份。
其制备方法包括以下步骤:
(1)将聚氨酯、硼纤维、纤维素纳米晶须、环氧树脂加入到高速捏合机中,在130℃下,捏合11min,继续加入聚醚醚酮、润滑剂、抗氧剂、增塑剂、稳定剂,捏合12min,得到混合物料;
(2)将步骤(1)得到的混合物料由双螺杆挤出机挤出造粒后,由注塑机注塑成型,得到硼纤维增强聚醚醚酮树脂复合材料。
实施例4
一种硼纤维增强聚醚醚酮树脂复合材料,以重量份计,包括以下组分:
聚醚醚酮35份,硼纤维4份,
聚氨酯7份,环氧树脂6份,
纤维素纳米晶须2.3份,润滑剂1.4份,
抗氧剂0.9份,增塑剂1.8份,稳定剂2.7份。
其制备方法包括以下步骤:
(1)将聚氨酯、硼纤维、纤维素纳米晶须、环氧树脂加入到高速捏合机中,在135℃下,捏合12min,继续加入聚醚醚酮、润滑剂、抗氧剂、增塑剂、稳定剂,捏合14min,得到混合物料;
(2)将步骤(1)得到的混合物料由双螺杆挤出机挤出造粒后,由注塑机注塑成型,得到硼纤维增强聚醚醚酮树脂复合材料。
实施例5
一种硼纤维增强聚醚醚酮树脂复合材料,以重量份计,包括以下组分:
聚醚醚酮40份,硼纤维4.5份,
聚氨酯8份,环氧树脂7份,
纤维素纳米晶须2.6份,润滑剂1.6份,
抗氧剂1.1份,增塑剂2.5份,稳定剂2.8份。
其制备方法包括以下步骤:
(1)将聚氨酯、硼纤维、纤维素纳米晶须、环氧树脂加入到高速捏合机中,在140℃下,捏合14min,继续加入聚醚醚酮、润滑剂、抗氧剂、增塑剂、稳定剂,捏合16min,得到混合物料;
(2)将步骤(1)得到的混合物料由双螺杆挤出机挤出造粒后,由注塑机注塑成型,得到硼纤维增强聚醚醚酮树脂复合材料。
实施例6
一种硼纤维增强聚醚醚酮树脂复合材料,以重量份计,包括以下组分:
聚醚醚酮45份,硼纤维4.8份,
聚氨酯9份,环氧树脂7份,
纤维素纳米晶须1.3份,润滑剂1.8份,
抗氧剂1.3份,增塑剂2.8份,稳定剂2.9份。
其制备方法包括以下步骤:
(1)将聚氨酯、硼纤维、纤维素纳米晶须、环氧树脂加入到高速捏合机中,在145℃下,捏合14min,继续加入聚醚醚酮、润滑剂、抗氧剂、增塑剂、稳定剂,捏合18min,得到混合物料;
(2)将步骤(1)得到的混合物料由双螺杆挤出机挤出造粒后,由注塑机注塑成型,得到硼纤维增强聚醚醚酮树脂复合材料。