一种高耐热、耐磨性优异的peek阀片复合材料的制作方法
【专利说明】
[0001]
技术领域： 本发明涉及高分子领域，具体涉及一种高耐热、耐磨性优异的PEEK阀片复合材料及其 制备方法，主要应用于工程机械气体压缩机阀片。
[0002]
【背景技术】： 阀片是气体压缩机最关键的易损部件之一。阀片的质量和使用性能，决定了整个压缩 机组的可靠性、压缩功效和维修周期等三大性能。尤其是可靠性问题，是石油化工大型生产 线上压缩机阀片的首要功能。压缩机阀片的寿命低，带来停机损失，增加维修负担，也是长 期困扰压缩机行业的共性问题。特别在压缩腐蚀性气体的场合，如石油、天然气中含有硫 化氢气体或氯化氢气体压缩生产线上等，金属材料的阀片会提前出线腐蚀磨损失效或腐蚀 疲劳断裂，导致生产停顿。由此可见，研制新型耐磨、耐腐蚀、抗疲劳的高韧性材料阀片，提 高可靠性，延长使用寿命，正是压缩机升级换代的关键所在，而PEEK材料具有耐高温、高弹 性、高模量、尺寸稳定性好、耐腐蚀、高温下强度损失小、耐高温磨损抗疲劳性能优异等诸多 优点，使其成为制备气体压缩机阀片的理想材料。
[0003]
【发明内容】
： 本发明制备了一种高耐热、耐磨性优异的PEEK阀片复合材料，该材料制备的制件用于 工程机械中气体压缩机的阀片，利用短玻纤增加PEEK材料的刚性，利用聚四氟乙烯提高复 合材料的尺寸稳定性和耐磨性。该复合材料不仅具有较好的力学性能，耐腐蚀性，而且具有 良好的耐磨性、抗疲劳性、耐高温。
[0004] 技术方案： 上述高耐热、耐磨性优异的PEEK阀片复合材料的制备方法包括： 步骤一、对PEEK、PTFE在110~120°C下进行24小时烘干， 步骤二、将干燥好的PEEK、PTFE、和短玻纤、抗静电剂、润滑剂、助剂放入高速混合机中， 在常温下搅拌5~10分钟； 步骤三、将步骤二混合后的物料加入到双螺杆挤出机的料筒中，经过熔融共混挤出、水 冷、风刀冷却、造粒、均化、包装； 其中，双螺杆挤出机的温度设置为：后段温度为360~365°C，中段和前段温度为365~ 370°C，螺杆转速为220~280r/min。
[0005] 本发明解决了传统PEEK增强改性后耐磨性能下降的问题，同时复配短玻纤、PTFE 增强体系可有效提高复合材料的刚性、耐磨性、耐高温性，抗疲劳性，抗静电剂可提高产品 体积电阻率，并使得材料具有良好的尺寸稳定性，满足于气体压缩机阀片的应用。
[0006] 具体实例： 为便于进一步说明本发明，下面结合具体实例对本发明进行说明： 主要原料PEEK塑脂粉末，特性密度为1. 320g/cm3 ;短玻纤为长径比L/D> 20的短玻 纤；填充使用采购的耐高温、耐摩擦的PTFE粉末；助剂包括耐高温的抗氧剂；抗静电剂为 ATMER-129。双螺杆挤出机料筒温度一区温度：350~360°C，二区温度350~360°C，三区温 度355~365°C，四区温度355~365°C，五区温度360~370°C，六区温度360~370°C，压力 为10~16MPa，螺杆长径比35~40,主机转速220~280r/min。将各组分按配比混合均匀 置于双螺杆挤出机中，经熔融混合挤出造粒。
[0007] 本发明各实施例中所得的改性短玻纤/PTFE填充PEEK复合材料，按一下注塑条件 注塑成测试样条。注塑条件：注塑温度360~370°C，注塑压力60~70MPa，注塑速度50~ 60mm/s〇
[0008] 各实施例具体检测标准如下： 缺口冲击强度 IS0179 低温缺口冲击强度 IS0179 (_50°C，5H) 拉伸强度 IS0527 (5mm/min) 弯曲强度 IS0178 (3mm/min) 弯曲模量 IS0178 (3mm/min) 摩擦系数 GB/T3960 体积电阻率 GB/T1410-2006 实施例1~5对应的各组分用量、实施例性能检测结果及气体压缩机阀片性能要求(见 表1和表2、表3) 表1实施例1~5的配方表
表2各实施例样品对应的性能
表3气体压缩机阀片性能要求
本发明采用几种不同比例的短玻纤和聚四氟乙烯复配体系，制备出不同综合性能的填 充PEEK复合材料，从表2、表3可知，填充PEEK复合材料随着短玻纤和聚四氟乙烯比例的增 加，耐磨性能明显增强，证明其此种材料适合在作为气体压缩机阀片使用，并且满足气体压 缩机阀片性能标准要求，所以制备的高耐热、耐磨性优异的PEEK阀片复合材料适合作为气 体压缩机阀片原料使用。
【主权项】
1. 该高耐热、耐磨性优异的PEEK阀片复合材料的配方组成如下所示： PEEK 70% ~80% 短玻纤 10%~15% PTFE 8% ~12% 抗静电剂 0.5% 助剂 0%~1%。2. 根据权利要求1所述的高耐热、耐磨性优异的PEEK阀片复合材料，其特征在于：所 述的PEEK为白色粉末状的纯原料树脂，密度1. 30g/cm3。3. 根据权利要求1所述的高耐热、耐磨性优异的PEEK阀片复合材料，其特征在于：所 述的玻纤为短切玻纤，直径8Pm。4. 根据权利要求1所述的高耐热、耐磨性优异的PEEK阀片复合材料，其特征在于：所 述的PTFE为白色粉末状的出原料树脂，密度2.lg/cm3。5. 根据权利要求1所述的高耐热、耐磨性优异的PEEK阀片复合材料，其特征在于：所 述的抗静电剂为磷酸盐型抗静电剂ATMER-129。6. 根据权利要求1所述的高耐热、耐磨性优异的PEEK阀片复合材料，其特征在于：所 述的助剂为主要由玻纤分散剂、防玻纤外露剂、耐高温抗氧剂按一定比例配混而成。
【专利摘要】本发明涉及一种高耐热、耐磨性优异的PEEK阀片复合材料及其制备方法。该发明材料是一种气体压缩机阀片用短玻纤/PTFE/PEEK复合材料。制备该复合材料的技术工艺的创新性体现在：通过短玻纤和聚四氟乙烯复配填充增强PEEK材料，以及利用聚四氟乙烯提高PEEK复合材料耐磨性，进而将短玻纤/PTFE/PEEK复合材料通过双螺杆挤出机共混挤出，牵引、冷却、切粒后得到改性高耐热、耐磨性优异的PEEK阀片复合材料。在气体压缩机阀片领域，高耐热、耐磨性优异的PEEK阀片复合材料与传统金属材料相比，具有良好的高刚性和高韧性，同时兼顾较高的尺寸稳定性和耐磨性、抗疲劳性，另外还有可以提高压缩机效率并降低噪音的优点。
【IPC分类】C08L27/18, C08L71/08, C08K7/14
【公开号】CN105348772
【申请号】CN201410413379
【发明人】王兴年, 唐国良, 代汝军
【申请人】黑龙江鑫达企业集团有限公司
【公开日】2016年2月24日
【申请日】2014年8月21日