钛酸钾晶须增强peek复合材料及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及钛酸钾晶须增强PEEK复合材料及其制备方法，属于复合材料领域。
【背景技术】
[0002] 聚醚醚酮（PEEK)是分子主链中含有链节的线性芳香族高分子化合物，是一种耐 高温、高性能的热塑性特种工程塑料。PEEK有着良好的机械性能和耐化学品、耐磨损、耐水 解等性能；比重轻，自润滑性能好，具有非常好的加工性能，可以应用到航空、机械、电子、化 工、汽车等高科技工业领域，可制造高要求的机械零部件，如齿轮、轴承、活塞环、支撑环、密 封环（函）、阀片、耐磨圈等，有代替传统金属材料的趋势。但由于表面结构的问题，纯PEEK 的表面摩擦系数偏高，滑动性差，在高速、高载的情况下表面产生大量热能无法扩散，影响 其使用。
[0003] 在高铁的使用过程中，由于动车组的速度高达350KM/h，因此对高铁上使用的导向 块要求很高，既要求具有高强度高韧性，而且由于导向块常年和金属表面摩擦，还需要导向 块有良好的耐磨性能。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的是提供一种钛酸钾晶须增强PEEK复合材料，具有高耐磨性、高韧 性、高强度的特点。
[0005] 为达到上述目的，本发明采用的技术方案为：一种钛酸钾晶须增强PEEK复合材 料，由59-76份PEEK，12-15份钛酸钾晶须，2-6份TLCP，10-20份PEI组成。
[0006] 进一步的，所述PEEK密度为L 35g/cm3,平均粒径为120 μ m。
[0007] 进一步的，所述钛酸钾晶须长度为10-50 μm，堆积密度为0· 3g/cm3。
[0008] 进一步的，所述TLCP为I型TLCP，热变形温度大于300°C。
[0009] 本发明还提供了上述的钛酸钾晶须增强PEEK复合材料的制备方法，其步骤包括：
[0010] A、钛酸钾晶须改性：钛酸钾晶须干燥，将硬脂酸和钛酸钾晶须混合与去离子水中， 在100°C下搅拌加热，抽滤，100°C干燥2h，其中硬脂酸加入量为钛酸钾晶须质量的3% ;
[0011] B、真空干燥：采用真空干燥箱对PEEK、TLCP以及PEI进行真空干燥；
[0012] C、高速混合：采用高速混合机对PEEK、钛酸钾晶须、TLCP粉以及PEI进行混料，以 使所有材料均匀共混；
[0013] D、将混合后的材料放入405-410°C的热压模具模腔中，待熔融后，在20Mpa压力下 成型，冷却脱模；
[0014] E、脱模后的材料在250°C保温2h，整个保温过程压力为4Mpa，得到成品。
[0015] 本发明在PEEK中添加钛酸钾晶须来提高复合材料的耐磨性。钛酸钾晶须还能增 强PEEK的机械强度。采用硬脂酸改性过的钛酸钾晶须在复合材料中更好的分散，进一步提 高复合材料的耐磨性。TLCP和PEI的加入能改变体系的熔体粘度，提高钛酸钾晶须与PEEK 之间的亲和度，使钛酸钾晶须分布更均匀，体系更易于加工。
【具体实施方式】
[0016] PEEK购自长春吉大特塑工程有限公司；
[0017] 钛酸钾晶须购自江苏宜兴市复合材料制造厂；
[0018] TLCP 为住友的 SimikaSuper ;
[0019] PEI 为 SABIC 公司的 UltemlOOO。
[0020] 实施例1
[0021 ] 本钛酸钾晶须增强PEEK复合材料的制备方法，其步骤包括：
[0022] A、钛酸钾晶须改性：钛酸钾晶须干燥，将硬脂酸和钛酸钾晶须混合与去离子水中， 在100°C下搅拌加热，抽滤，100°C干燥2h，其中硬脂酸加入量为钛酸钾晶须质量的3% ;
[0023] B、真空干燥：采用真空干燥箱对PEEK粉末、TLCP粉末以及PEI粉末进行真空干 燥；
[0024] C、高速混合：采用高速混合机对59份PEEK粉末、15份钛酸钾晶须、6份TLCP以及 20份PEI进行混料，以使所有材料均匀共混；
[0025] D、将混合后的材料放入405-410°C的热压模具模腔中，待熔融后，在20Mpa压力下 成型，冷却脱模；
[0026] E、脱模后的材料在250°C保温2h，整个保温过程压力为4Mpa，得到成品。
[0027] 对制得的钛酸钾晶须增强PEEK复合材料进行性能测试，测试结果见表1。
[0028] 实施例2
[0029] 本钛酸钾晶须增强PEEK复合材料的制备方法与实施例1 一致，各组分的加入量 为：PEEK68份、钛酸钾晶须13份、TLCP 4份、PEI 15份。对制得的钛酸钾晶须增强PEEK复 合材料进行性能测试，测试结果见表1。
[0030] 实施例3
[0031] 本钛酸钾晶须增强PEEK复合材料的制备方法与实施例1 一致，各组分的加入量 为：PEEK76份、钛酸钾晶须12份、TLCP 2份、PEI 10份。对制得的钛酸钾晶须增强PEEK复 合材料进行性能测试，测试结果见表1。
[0032]
[0033] 备注：摩擦磨损试验条件：初始负荷196N，转速200r/min,干摩擦2h。对磨轮：45 钢，42-45HRC。
【主权项】
1. 一种钛酸钾晶须增强PEEK复合材料，其特征在于：由59-76份PEEK，12-15份钛酸 钾晶须，2-6份TLCP，10-20份PEI组成。2. 根据权利要求1所述的钛酸钾晶须增强PEEK复合材料，其特征在于：所述PEEK密 度为1. 35g/cm3，平均粒径为120 μπι。3. 根据权利要求2所述的钛酸钾晶须增强PEEK复合材料，其特征在于：所述钛酸钾晶 须长度为10-50 μπι，堆积密度为0· 3g/cm3。4. 根据权利要求3所述的钛酸钾晶须增强PEEK复合材料，其特征在于：所述TLCP为 I型TLCP，热变形温度大于300°C。5. -个权利要求1-4中任一项所述的钛酸钾晶须增强PEEK复合材料的制备方法，其步 骤包括： A、 钛酸钾晶须改性：钛酸钾晶须干燥，将硬脂酸和钛酸钾晶须混合与去离子水中，在 100°C下搅拌加热，抽滤，100°C干燥2h，其中硬脂酸加入量为钛酸钾晶须质量的3% ; B、 真空干燥：采用真空干燥箱对PEEK、TLCP以及PEI进行真空干燥； C、 高速混合：采用高速混合机对PEEK、钛酸钾晶须、TLCP以及PEI进行混料，以使所有 材料均匀共混； D、 将混合后的材料放入405-410°C的热压模具模腔中，待熔融后，在20Mpa压力下成 型，冷却脱模； E、 脱模后的材料在250°C保温2h，整个保温过程压力为4Mpa，得到成品。
【专利摘要】本发明公开了一种钛酸钾晶须增强PEEK复合材料，其特征在于：由59-76份PEEK，12-15份钛酸钾晶须，2-6份TLCP，10-20份PEI组成。还公开了其制备方法。本发明在PEEK中添加钛酸钾晶须来提高复合材料的耐磨性。钛酸钾晶须还能增强PEEK的机械强度。采用硬脂酸改性过的钛酸钾晶须在复合材料中更好的分散，进一步提高复合材料的耐磨性。TLCP和PEI的加入能改变体系的熔体粘度，提高钛酸钾晶须与PEEK之间的亲和度，使钛酸钾晶须分布更均匀，体系更易于加工。
【IPC分类】C08K9/04, C08K7/08, C08L67/00, C08L61/16, C08L79/02
【公开号】CN105524409
【申请号】CN201510737507
【发明人】杨文光, 支永潮, 陈佩民, 靳予, 孙克原, 杨勇
【申请人】南京肯特复合材料有限公司, 南京肯特新材料有限公司, 南京加阀机械有限公司, 南京润特新材料有限公司
【公开日】2016年4月27日
【申请日】2015年11月3日