[发明专利]可替代金属的聚醚酮酮复合材料及其制备方法

说明书

本发明涉及一种可替代金属的聚醚酮酮复合材料及其制备方法，属于特种工程塑料行业领域。所述的可替代金属的聚醚酮酮复合材料原料如下：聚醚酮酮树脂100份；可熔性氟塑料10～50份；填充材料10～50份；偶联剂0.1～5份；交联剂0.1～3份；其中，所述的可熔性氟塑料为FEP、PFA、ECTFE或ETFE中的至少一种。本发明在保持PEKK树脂本身固有的优异的耐高温性、阻燃性、耐化学性、耐湿热性、极好的强度和刚度等性质，又兼具优异的耐磨损性和耐化学腐蚀性、高硬度、质轻等性能；所述的制备方法，科学合理、简单易行。

技术领域

本发明涉及一种可替代金属的聚醚酮酮复合材料及其制备方法，属于特种工程塑料行业领域。

背景技术

聚醚酮酮(以下也称作“PEKK”)树脂是一种半结晶、耐高温热塑性树脂，具有优异的机械性能、耐化学腐蚀性能、抗辐射和阻燃性等，特别适用作高性能复合材料的基体树脂和超级工程塑料。PEKK树脂由于能够通过模压成型等各种成型法成型为各种成型制件，广泛应用于新能源汽车、智能家居设备、现代物流仓储、航空航天、高端食品加工设备、医疗设备等行业领域。但是，PEKK纯树脂的硬度、耐磨损、强度等性能指标相比金属指标不足问题被作为课题指出。特别是在新能能源车、智能家居领域，对设备仪器轻量化、节能降噪等指标越来越高的追求，迫切需要要求质轻、高强、高硬、耐磨性优异的金属替代材料。

目前，业界主要通过混合复配、模压成型的工艺方法制备聚醚酮酮复合材料制件。上述方法中，采用混合复配的方法容易分散不均匀、易产生缺陷点、表面硬度不佳，而且由于聚醚酮酮树脂加工温度非常高，极易造成复合材料的机械性能下降，严重者甚至造成材料分解焦化，大大降低制品品质稳定性和材料实用性。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种可替代金属的聚醚酮酮复合材料，在保持PEKK树脂本身固有的优异的耐高温性、阻燃性、耐化学性、耐湿热性、极好的强度和刚度的同时，还具备优异的耐磨损性和耐化学腐蚀性、高硬度、质轻性能；本发明还提供其制备方法。

本发明所述的可替代金属的聚醚酮酮复合材料，由如下质量份数的原料制成：

其中，所述的可熔性氟塑料为全氟乙烯丙烯共聚物(FEP)、聚全氟烷氧基树脂(PFA)、乙烯-三氟氯乙烯共聚物(ECTFE)或乙烯-四氟乙烯共聚物(ETFE)中的至少一种，可熔性氟塑料的数均分散粒径小于3μm。

从耐热性和加工温度匹配的角度考虑，优选上述PFA等耐温性更高的可熔性氟塑料。

所述的聚醚酮酮树脂中，对位结构与间位结构的摩尔比为75：25～50：50，特性粘度为0.5～1.5dL/g，且未进行热氧化交联后处理工艺，聚醚酮酮树脂的物料形式为粉料，粒径≤300μm。

所述的聚醚酮酮树脂灰分率为0.5wt.％以下，且在真空下以320℃加热熔融120分钟时的挥发性成分量为1wt.％以下。

所述的填充材料为纤维状填充材料或非纤维状填充材料中的一种或两种。

纤维状填充材料包括碳纤维、碳纳米管、晶须等。非纤维状填充材料包括硅酸盐、金属氧化物、碳酸盐、硫酸盐、氢氧化物等。

优选地，所述的填充材料为碳纤维粉末和金刚石微粉。