一种轻质耐磨微发泡聚醚醚酮复合材料及制备方法与应用
【技术领域】
[0001] 本发明属于复合材料领域，特别设及一种轻质耐磨微发泡聚酸酸酬复合材料及制 备方法与应用。
【背景技术】
[0002] 聚酸酸酬（P邸K)是一种线性芳香族高分子化合物，是一种半结晶热塑性塑料。因 其具有突出的耐高溫特性（负载热变形溫度高达316°c，长期使用溫度为260°C)、自润滑 性、耐腐蚀、耐疲劳、阻燃、易加工、极耐水解和突出的物理机械性能，被广泛应用在航空航 天、汽车工业、电子电气和医疗机械等领域。
[0003] 通常对PE邸的研究主要集中在纤维增强、无机粉体增强、提高耐磨性W及提高导 电等方面，对其轻质化研究也是未来一个热点；另外，阳邸的散热性能不是很理想，使用过 程中长期摩擦聚集的热能如不能及时散出，会降低制品的使用寿命，因此提高润滑性减少 摩擦也是阳邸改性的一个重要方面。
[0004] 中国专利CN103214788B公开了一种耐磨、高强、轻质化的阳邸复合材料，其是一 种由阳邸、聚四氣乙締和Ξ氧化二侣得到的复合材料，但其具有加工难度大、初性差、比重 大等缺陷。因此，在耐磨方面研究较多的主要为PEEK和聚四氣乙締的复合或添加自润滑性 较强的二硫化钢，如中国专利CN103602040B公开了一种自润滑耐磨PE邸滑片，其主要通过 阳邸、聚四氣乙締、二硫化钢、石墨等烙融共混，但是其存在无机粉体分散不稳定的问题，而 且石墨的导电性能限制了其应用领域。中国专利CN101580753B公开了一种W多孔聚酸酸 酬复合材料为基体向孔中充填润滑油脂来提高其润滑特性，但材料稳定性差，油脂易从基 体中析出。 阳0化]在PE邸改性方面微发泡研究较少，如果将微发泡和耐磨技术结合起来开发轻质 耐磨PE邸复合材料，对拓宽PE邸复合材料的应用领域具有重要意义。
【发明内容】
[0006]为了克服上述现有技术的缺点与不足，本发明的首要目的在于提供一种轻质耐磨 微发泡聚酸酸酬复合材料。
[0007] 本发明另一目的在于提供一种上述轻质耐磨微发泡聚酸酸酬复合材料的制备方 法。
[0008] 本发明再一目的在于提供上述轻质耐磨微发泡聚酸酸酬复合材料在压缩机垫片、 离合器齿环和轴承轴衬等领域的应用。
[0009] 本发明的目的通过下述方案实现：
[0010] 一种轻质耐磨微发泡聚酸酸酬复合材料，包括W下质量分数的组分：
[0011] 聚離酸丽（PEEK) 30~70 % 聚苯硫離（PPS) 10-30% 桂焼偶联剂 0.15~0.3 % 二硫化領 15~30 % 热稳定剂 0.1~0.5 % 润滑剂 0.3~1.5〇/〇 高温发泡剂 1~10% 匀泡剂 0.5~2 %。
[0012] 所述的聚酸酸酬可为本领域常规使用的聚酸酸酬。
[0013] 所述的聚苯硫酸可为不同流动性的聚苯硫酸中的一种或多种混合。
[0014] 优选的，所述的聚苯硫酸为两种或两种W上不同流动性的聚苯硫酸的混合。在 PEEK中加入不同流动性的PPS可W降低其烙体粘度，保证高性能的同时提高加工性能，在 较低溫度下实现稳定加工。同时PPS对无机粉体的高容纳性可W保证二硫化钢的均匀分 散。
[0015] 更优选的，所述的聚苯硫酸为烙融指数为600~900g/10min的高流动性聚苯硫酸 和烙融指数为150~300g/10min的中流动性的聚苯硫酸的混合物。对聚苯硫酸混合物中 高流动性聚苯硫酸和中流动性聚苯硫酸的比例不需做具体限定。用高流动性和中流动性的 PPS复配，保证高性能同时保持加工性。
[0016] 所述的二硫化钢可为细度为800~2500目的二硫化钢。
[0017] 所述的润滑剂可为耐高溫润滑剂。
[0018] 优选的，所述的润滑剂为季戊四醇硬脂酸醋（PET巧、PE蜡和娃酬粉中的至少一 种。
[0019] 更优选的，所述的润滑剂为季戊四醇硬脂酸醋（PET巧和娃酬粉中的至少一种。
[0020] 所述的热稳定剂可为抗氧剂1098、抗氧剂168、抗氧剂H161、抗氧剂412S中的至少 一种。
[0021] 优选的，所述的抗氧剂为抗氧剂1098和抗氧剂168。
[0022] 所述的高溫发泡剂可为Ξ阱基均Ξ嗦。高溫发泡剂能防止发泡剂的过早分解和泡 孔材料的膨胀破裂。
[0023] 所述的匀泡剂可为聚酸改性聚硅氧烷、有机硅油、硬脂酸领和硬脂酸巧中的至少 一种。
[0024] 优选的，所述的匀泡剂为硬脂酸巧。
[0025] 一种上述轻质耐磨微发泡聚酸酸酬复合材料的制备方法，包括W下具体步骤：
[0026] (1)先将聚酸酸酬、聚苯硫酸、硅烷偶联剂加入高速揽拌机中预混合，再加入二硫 化钢、热稳定剂、润滑剂，充分混合均匀；
[0027] 似将步骤（1)中得到的混合物料通过主喂料口加入到双螺杆挤出机中，高溫发 泡剂和匀泡剂经侧喂口加入双螺杆挤出机中，挤出造粒，得轻质耐磨微发泡聚酸酸酬复合 材料。
[0028] 步骤（1)中所述的聚酸酸酬、聚苯硫酸和二硫化钢在加入高速揽拌机前优选在 100~120°C下干燥3~化。
[0029] 步骤（1)中所述的预混合优选在80~100°C下混合3~5min。
[0030] 步骤（2)中所述的挤出造粒优选在溫度为250~350°C，螺杆速度为350~45化/ min的条件下挤出造粒。
[0031] 更优选的，步骤（2)中所述的挤出造粒指在溫度为270~330°C，螺杆速度为 40化/min的条件下挤出造粒。 阳03引步骤似中的所述的侧喂口优选为第五节筒体的侧喂口。通过从挤出机侧喂口加 入高溫发泡剂和匀泡剂，能进一步减少发泡剂的过热分解，从而制备出稳定的发泡材料。
[0033] 所述的轻质耐磨微发泡聚酸酸酬复合材料具有低密度、低摩擦系数、高强度的优 点，可应用在压缩机垫片、离合器齿环和轴承轴衬等领域。
[0034] 本发明的机理为：
[0035] 本发明通过在聚酸酸酬中加入不同流动性的聚苯硫酸来降低其烙体粘度，提高加 工性能，保证在较低溫度下实现稳定加工，同时聚苯硫酸对无机粉体的高容纳性也保证了 二硫化钢的均匀分散，从而提高复合材料的耐磨性。为了防止发泡剂的过早分解和泡孔材 料的膨胀破裂，采用耐高溫的发泡剂和匀泡剂，选择从挤出机侧喂口加入高溫发泡剂和匀 泡剂，从而制备出稳定的轻质耐磨微发泡聚酸酸酬复合材料。
[0036] 本发明相对于现有技术，具有如下的优点及有益效果：
[0037] (1)本发明在阳邸中加入适量PPS可W在保证高性能的同时提高加工性能，同时 提高二硫化钢在基体的均匀分散。
[0038] (2)本发明主要W微发泡为主实现轻质化，同时得到的材料的强度较高。
[0039] (3)本发明在工艺上使用发泡剂等组分并从侧喂口加入，保证了发泡剂加工过程 的热稳定性。
[0040] (4)本发明在实现材料的轻质化、低摩擦性、高强度的同时能保证材料突出的绝缘 性。
【具体实施方式】
[0041] 下面结合实施例对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
[0042] 本发明所使用的PE邸为吉大特塑工程塑料有限公司的012P，高流动性PPS为浙 江新和成公司的1170C，中流动性PPS为浙江新和成公司的1130C，二硫化钢为日本DAIZ0 株式会社的M-5,硅烷偶联剂为美国道康宁产的Z-6121，高溫润滑剂PETS和娃酬粉分别为 龙沙和德固赛提供，Ξ阱基均Ξ嗦和聚酸改性聚硅氧烷厂家为荷泽市嘉联生物科技有限公 司，抗氧剂1098和抗氧剂168为己斯夫公司生产。
[0043] 实施例中所用的阳EK、PPS和二硫化钢在加入高速揽拌机前均在100~120°C下 干燥3~化。 W44] 对比实施例1
[0045] 将88. 9wt%充分干燥的阳邸、5wt%充分干燥的高流动性PPS、5wt%充分干燥 的中流动性PPS、0. 3wt%的硅烷偶联剂、0.Iwt%的抗氧剂1098、0. 2wt%的抗氧剂168和 0. 5wt%的娃酬粉加入到高速揽拌机中80°C下高速混合3~5min，在双螺杆挤出机中挤出 造粒。挤出溫度为270~330°C，螺杆转速为40化/min。
[0046] 对比实施例2
[0047] 将63. 9wt%充分干燥的PE邸、5wt%充分干燥的高流动性PPS、5wt%充分干燥的 中流动性PPS、0. 3wt%的硅烷偶联剂在高速揽拌机中80°C下高速混合3~5min后，再与 25wt%充分干燥的二硫化钢、0.Iwt%的抗氧剂1098、0. 2wt%的抗氧剂168和0. 5wt%的 娃酬粉在高速揽拌机中80°C下高速混合均匀，在双螺杆挤出机中挤出造粒。挤出溫度为 270~330°C，螺杆转速为400r/min。 阳04引实施例1<