[发明专利]一种防静电聚醚醚酮复合材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明提供了一种防静电聚醚醚酮复合材料，同时还提供了防静电聚醚醚酮复合材料的制备方法，属于高分子材料技术领域。

背景技术  

目前市场上使用的防静电聚醚醚酮材料多采用碳纤维改性处理或添加大量的导电材料填充，通过物理共混、熔融共混两步得到最终材料。由于现有的防静电聚醚醚酮材料因含有大量的无机材料(如碳纤维、炭黑、超导炭黑等)，外观较差且韧性极差，材料呈现脆性，力学性能无法满足应用要求，耐温性也无法满足特殊领域要求。例如聚醚醚酮应用于石油钻井的井下扶正器，单纯使用聚醚醚酮产品不但成本高，而且性能无法满足井下的苛刻条件，传统的碳纤复合材料以及其他的改性产品，应用于井下，经常出现材料断裂的情况，而采用进口新型聚醚醚酮复合材料，则完全可以满足井下的苛刻条件，产品使用过程中没有任何问题。因此开发新型聚醚醚酮复合材料，拓宽应用领域，是今后该产品的发展方向。

发明内容：

本发明提供一种防静电聚醚醚酮复合材料，具有无机材料含量少，韧性高，耐温性好，力学性能优异等特点。

本发明同时还提供了防静电聚醚醚酮复合材料的制备方法，具有操作简便、容易中试放大的特点。

本发明提供的一种防静电聚醚醚酮复合材料的制备方法，包括以下步骤：

将分散剂、防静电剂按照质量比为（1.5～4）:1的比例称取得到预混物，再将预混物与聚醚醚酮按照质量比为（1.25～10）:1的比例添加到研磨装置中，研磨速度为800～2000r/min，研磨时间为8min～20min。将分散后产品置于150℃～160℃烘箱中进行烘干，烘干时间为2h～3h。将烘干后的共混物与其余聚醚醚酮按照重量比为(0.18～0.43):1进行共混，共混设备采用高速搅拌机，搅拌速率为800～1500 r/min，搅拌时间为5min～20min。将共混物进行注射挤出，挤出温度为360～420℃，冷却方式为风冷，切粒后得到产品。

所述的分散剂包括：醇类、二甲基甲酰胺、甲基吡咯烷酮中的一种；

所述的防静电剂包括：碳纳米管、石墨烯、富勒烯中的一种。

本发明的积极效果在于：采用“先研磨分散，再高速分散，后注射共混”的共混方式。通过分散液均匀分散防静电剂和聚醚醚酮得到共混物，再与其余聚醚醚酮通过高速搅拌机混合均匀，即可进行挤出加工，得到新型聚醚醚酮复合材料的塑料颗粒，此复合材料具有极高的力学强度，其力学强度最高可以达到纯品聚醚醚酮的3倍以上，电性能达到防静电要求，同时热变形温度最高由150℃提高到305℃，相当于创造了一种新材料。

具体实施方式

实施例1：

称取二甲基甲酰胺（DMF）150g、羧基化碳纳米管100g、聚醚醚酮200g。将三种组分添加到研磨机中进行研磨，研磨速度为2000r/min，研磨时间为8min。将产品取出进行烘干，烘干温度为160℃，烘干时间为2 h。烘干后将产品与1700g聚醚醚酮添加到高速搅拌机中，搅拌速率为800r/min进行共混，共混时间为20min得到共混料。将共混料加入到双螺杆挤出机中进行注射共混，注射温度为360℃，冷却方式为风冷，切粒后得到产品。产品性能检测数据表明此产品具有及其优异的电性能和力学性能，表面光滑，体积电阻率达到10¹⁰，冲击强度为7 kJ/m²,拉伸强度为98 MPa,弯曲强度为152 MPa,热变形温度为180℃。

实施例2

称取甲基吡咯烷酮（NMP）320g、石墨烯200g、聚醚醚酮300g，将三种组分添加到研磨机中进行研磨，研磨速度为1400r/min，研磨时间为12min。将样品取出进行烘干，烘干温度为150℃，烘干时间为3 h。烘干后将产品与1500g聚醚醚酮添加到高速搅拌机中，搅拌速率为1200 r/min进行共混，共混时间为8min。将共混料加入到双螺杆挤出机中进行注射共混，注射温度为400℃，冷却方式为风冷，切粒后得到产品。产品性能检测数据表明此产品具有及其优异的电性能和力学性能，表面光滑，体积电阻率达到10⁸，冲击强度为7 kJ/m²,拉伸强度为120MPa,弯曲强度为180MPa,热变形温度为220℃。

实施例3