用于纳米注塑的聚醚酮酮复合材料及其制备方法与流程

本发明属于热塑性树脂复合材料技术领域，具体涉及一种用于纳米注塑的聚醚酮酮复合材料及其制备方法。

背景技术：

自从日本大成(taisei)公司发明了纳米注塑工艺(nmt)以来，并且申请了一系列的专利技术(wo2007040245等)，纳米注塑技术的应用越来越广泛，主要应用于电子行业中，目前已经在手机行业中普及。一般来说，采用的树脂均为改性聚苯硫醚(pps)和聚对苯二甲酸丁二醇酯(pbt)，但是目前市面上的pps和pbt材料都具有明显的缺陷：pps加工困难，耐紫外能力差，难以提供多彩解决方案；pbt粘结力不足。虽然，taisei的专利中提到聚烯烃类物质能够提高塑胶与金属的结合力，但是对于pbt而言，结合力仍然不够，并且耐温性也不高，同时pbt的耐溶剂性能差，经常在二次阳极氧化过程中产生色差。

聚醚酮酮(pekk)树脂是一种具有优异性能的特种工程塑料，属于聚芳醚酮的一种，其分子结构中苯环、醚键、酮基相互整齐排列的化学结构，赋予了分子高度稳定的化学键特性，使其具有优异的机械性能、抗辐射性能、耐高温、耐化学腐蚀性以及良好的电绝缘性和阻燃性能，可以通过挤出、注塑、模压等加工方法进行加工成型，如果将其应用于纳米注塑工业领域中将会解决上述结合力不够、耐溶剂性能差等现象。

经检索，目前还没有将聚醚酮酮树脂用于纳米注塑的记载。

技术实现要素：

针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种用于纳米注塑的聚醚酮酮复合材料，解决了现有技术中粘结力不足、耐温性差、耐溶剂性能差的缺陷。

本发明另一目的是提供一种用于纳米注塑的聚醚酮酮复合材料的制备方法，科学合理、简单易行。

本发明所述的用于纳米注塑的聚醚酮酮复合材料，由如下重量百分数的原料制成：

其中：

所述的聚醚酮酮具有以下结构：

a代表结构；

b代表结构；

d代表结构；

其中，(a)、(b)结构在聚合物主链中成比例存在，(a)结构在聚合物主链中的量为60～90％，(b)结构在聚合物主链中的量为10～40％。

优选地，(a)结构在聚合物主链中的量为60～75％，(b)结构在聚合物主链中的量为25～40％。

所述的无机填料为实心玻璃珠、圆柱形玻璃纤维或云母矿物质中的一种或几种。

所述的实心玻璃珠的d50粒径≤35μm；所述的圆柱形玻璃纤维的直径≤15μm，优选≤10μm；所述的云母矿物质为云母粉，粒径为600目。

所述的有机填料为lcp聚合物或pps聚合物中的一种或两种。

所述的颜料为炭黑或钛白粉中的一种或两种。

本发明所述的用于纳米注塑的聚醚酮酮复合材料的制备方法，包括以下步骤：将聚醚酮酮、无机填料、有机填料和颜料混合后，经挤出机造粒，得用于纳米注塑的聚醚酮酮复合材料。

采用双螺杆挤出机挤出造粒，其中造粒温度为300～380℃。

优选地，所述的造粒温度330～370℃。

与现有的技术相比，本发明的有益效果如下：

1、本发明提供了一种用于纳米注塑的聚醚酮酮复合材料，在纳米注塑工艺下，能够极大的提升树脂和金属的粘接强度，并且在二次阳极过程中，颜色没有变化。

2、由于聚醚酮酮具有较高的熔融温度和玻璃化转变温度，其使用温度高达220℃，因此相比较pps、pbt等材料来说其耐热性有较为明显的提高。

3、本发明所述的制备方法，科学合理、简单易行。

附图说明

图1是本发明实施例中金属塑胶测试整体件的结构图。

具体实施方式

下面将结合附图1，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明中使用的金属粘结力测试标准如下：

如图1所示为金属塑胶测试整体件，金属和塑胶的搭接面面积为50平方毫米。

在所有对比实验中，所有的注塑条件列于表1中。结合力测试为双向拉伸测试。

实施例1-2和对比例1-3

将表1中各组分按表1中所示重量比于混合机中混合后，用双螺杆挤出机造粒，造粒温度为330℃至370℃。所得粒子采用卧式注塑机注塑加工成型，加工参数如下：前段温度为320℃、中段温度为375℃、后段温度为380℃、喷嘴温度为385℃、模具温度为180℃。所采用的铝片为6061型铝合金，采用阳极氧化处理方法处理，处理后其表面孔洞大小为50～200μm，测试结果列于表1中。

由表1中样品的对比可知，相比较聚醚醚酮来说，聚醚酮酮由于具有两个羰基，因此其分子链刚性更大，导致其玻璃化转变温度较高，同时其结晶速度比聚醚醚酮来说大幅度降低，结晶度的降低给了塑胶更容易的渗透到金属表面的纳米孔洞中去，从而增强了其结合力，另外lcp的加入有助于提高聚醚酮酮的流动性，其加入后更加大幅度的提高了塑胶同金属的结合力，玻璃珠和云母的加入对塑胶同金属的结合力有所下降，但是其收缩率大大的降低。

耐溶剂性能的测试：

将表1中各组分用双螺杆挤出造粒后，所得粒子采用如实施例1-2和对比例1-3中所述加工参数加工，制备出色卡，将所得到的色卡先采用精密色差仪测试其lab值，然后置于40％的磷酸中2min(80℃)，然后置于200g/l的硫酸中，25℃下，在阳极条件下60min。清洗干净，干燥后，再采用精密色差仪测试，其结果列于表2中。从表中可以看出，阳极氧化前后，纳米注塑专用聚醚酮酮复合材料的色差变化很小，△e值的变化均小于1。

表1纳米注塑专用聚醚酮酮的配方参数

以上涉及到的牌号均为常规市售产品。其中，t443为泰山玻璃纤维有限公司市售产品。

表2阳极氧化前后检测结果