碳酸钙晶须增强peek/ptfe树脂及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及碳酸钙晶须增强PEEK/PTFE树脂及其制备方法，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。聚四氟乙烯（PTFE)具有良好的自润滑性能，填充到PEEK中可以明显改善其表面 摩擦性能，但会导致PEEK的机械性能下降。
[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碳酸钙晶须增强PEEK/PTFE树脂，具有表面摩擦系数 低、耐磨、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：一种碳酸钙晶须增强PEEK/PTFE树 月旨，其特征在于：由49-61份PEEK，15-20份PTFE，18-22份碳酸钙晶须，3-5份纳米MgO, 3-4 份膨胀石墨组成。
[0006] 优选的，所述PEEK密度为L 35g/cm3,平均粒径为120 μ m。
[0007] 优选的，所述PTFE体积密度为400g/L，平均粒径为5 μ m，比表面积10m2/g。
[0008] 优选的，所述碳酸钙晶须长度为20-30 μ m，长径比为20-30 ;纳米MgO的粒径小于 100 μ m〇
[0009] 本发明还提供了上述的碳酸钙晶须增强PEEK/PTFE树脂的制备方法，其步骤包 括：
[0010] A、真空干燥：采用真空干燥箱对PEEK粉末、PTFE粉末、碳酸钙晶须、纳米MgO粉末 以及膨胀石墨粉末进行真空干燥；
[0011] B、高速混合：采用高速混合机对PEEK粉末、PTFE粉末、碳酸钙晶须、纳米MgO粉末 以及膨胀石墨粉末进行混料，以使所有材料均匀共混；
[0012] C、将混合后的材料放入395-400°C的热压模具模腔中，待熔融后，在20Mpa压力下 成型，冷却脱模；
[0013] D、脱模后的材料在250°C温度下保温30min，降温至200°C保温30min，再降温至 150°C保温30min，整个保温过程压力为4Mpa，得到成品。
[0014] 本发明在PEEK中添加碳酸钙晶须和PTFE，来降低树脂表面的摩擦系数，提高树脂 的耐磨性。而且碳酸钙晶须能增强PEEK的机械强度，PTFE能有效增强PEEK的韧性。为了 使三者更好的结合，申请人还加入了纳米MgO和膨胀石墨，进一步提高树脂的耐磨性。纳米 MgO和膨胀石墨还能进一步提高树脂的阻燃性。本发明的制备方法中，采用加压分段冷却保 温，使碳酸钙晶须、纳米MgO和膨胀石墨分散更均匀，提高树脂的成品率。
【具体实施方式】
[0015] 实施例1
[0016] 本碳酸钙晶须增强PEEK/PTFE树脂的制备方法，其步骤包括：
[0017] A、真空干燥：采用真空干燥箱对PEEK粉末、PTFE粉末、碳酸钙晶须、纳米MgO粉末 以及膨胀石墨粉末进行真空干燥，其中PEEK49份、PTFE20份、碳酸钙晶须22份、纳米Mg05 份以及膨胀石墨4份；
[0018] B、高速混合：采用高速混合机对PEEK粉末、PTFE粉末、碳酸钙晶须、纳米MgO粉末 以及膨胀石墨粉末进行混料，以使所有材料均匀共混；
[0019] C、将混合后的材料放入395-400°C的热压模具模腔中，待熔融后，在20Mpa压力下 成型，冷却脱模；
[0020] D、脱模后的材料在250°C温度下保温30min，降温至200°C保温30min，再降温至 150°C保温30min，整个保温过程压力为4Mpa，得到成品。
[0021] 对制得的碳酸钙晶须增强PEEK/PTFE树脂进行性能测试，测试结果见表1。
[0022] 实施例2
[0023] 本碳酸钙晶须增强PEEK/PTFE树脂的制备方法与实施例一致，各组分的加入量 为：PEEK61份、PTFE15份、碳酸钙晶须18份、纳米Mg03份、膨胀石墨3份。对制得的碳酸钙 晶须增强PEEK/PTFE树脂进行性能测试，测试结果见表1。
[0024] 实施例3
[0025] 本碳酸钙晶须增强PEEK/PTFE树脂的制备方法与实施例一致，各组分的加入量 为：PEEK55份、PTFE18份、碳酸钙晶须20份、纳米Mg04份、膨胀石墨3份。对制得的碳酸钙 晶须增强PEEK/PTFE树脂进行性能测试，测试结果见表1。
[0026] 对比例1
[0027] 本碳酸钙晶须增强PEEK/PTFE树脂的制备方法与实施例一致，各组分的加入量 为：PEEK60份、PTFE20份、碳酸钙晶须20份。对制得的碳酸钙晶须增强PEEK/PTFE树脂进 行性能测试，测试结果见表1。
[0028]
[0029] 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. 一种碳酸钙晶须增强PEEK/PTFE树脂，其特征在于：由49-61份PEEK，15-20份PTFE， 18-22份碳酸钙晶须，3-5份纳米MgO, 3-4份膨胀石墨组成。2. 根据权利要求1所述的碳酸钙晶须增强PEEK/PTFE树脂，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所述的碳酸钙晶须增强PEEK/PTFE树脂，其特征在于：所述PTFE体 积密度为400g/L，平均粒径为5 μπι，比表面积10m2/g。4. 根据权利要求3所述的碳酸钙晶须增强PEEK/PTFE树脂，其特征在于：所述碳酸钙 晶须长度为20-30 μ m，长径比为20-30 ;纳米MgO的粒径小于100 μ m。5. -个权利要求1-4中任一项所述的碳酸钙晶须增强PEEK/PTFE树脂的制备方法，其 步骤包括： A、 真空干燥：采用真空干燥箱对PEEK粉末、PTFE粉末、碳酸钙晶须、纳米MgO粉末以及 膨胀石墨粉末进行真空干燥； B、 高速混合：采用高速混合机对PEEK粉末、PTFE粉末、碳酸钙晶须、纳米MgO粉末以及 膨胀石墨粉末进行混料，以使所有材料均匀共混； C、 将混合后的材料放入395-400°C的热压模具模腔中，待熔融后，在20Mpa压力下成 型，冷却脱模； D、 脱模后的材料在300°C温度下保温30min，降温至250°C保温30min，再降温至200°C 保温30min，整个保温过程压力为4Mpa，得到成品。
【专利摘要】本发明公开了一种碳酸钙晶须增强PEEK/PTFE树脂，其特征在于：由49-61份PEEK，15-20份PTFE，18-22份碳酸钙晶须，3-5份纳米MgO，3-4份膨胀石墨组成。还公开了其制备方法。本发明在PEEK中添加碳酸钙晶须和PTFE，来降低树脂表面的摩擦系数，提高树脂的耐磨性。而且碳酸钙晶须能增强PEEK的机械强度，PTFE能有效增强PEEK的韧性。为了使三者更好的结合，申请人还加入了纳米MgO和膨胀石墨，进一步提高树脂的耐磨性。纳米MgO和膨胀石墨还能进一步提高树脂的阻燃性。本发明的制备方法中，采用加压分段冷却保温，使碳酸钙晶须、纳米MgO和膨胀石墨分散更均匀，提高树脂的成品率。
【IPC分类】C08L61/16, C08K3/22, C08L27/18, C08K7/08, B29C35/16, C08K7/24, C08J5/04
【公开号】CN105524410
【申请号】CN201510738439
【发明人】杨文光, 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
【公开日】2016年4月27日
【申请日】2015年11月3日