[发明专利]一种碳酸钙晶须-蛭石填充增强的耐磨聚醚醚酮复合材料的制备方法

说明书

本发明公开了一种碳酸钙晶须‑蛭石填充增强的耐磨聚醚醚酮复合材料的制备方法，将聚醚醚酮在真空干燥箱中干燥处理后，与硅烷改性纳米二氧化钛、表面处理碳酸钙晶须及表面改性处理碳纤维、有机插层处理的蛭石，装入高速混合机中低速搅拌混合，装入模具中，预压后，放入炉内升温熔融，然后再放入平板硫化机进行模压，进行风冷降温，取出，进行退火处理，得到所述复合材料。采用十六烷基三甲基溴化铵对层状蛭石进行有机插层处理，增大蛭石的层间距，采用蛭石与纳米二氧化钛复配对聚醚醚酮进行改性，延缓聚醚醚酮的氧化作用，增强聚醚醚酮的抗热氧老化性能；纳米二氧化钛具有较强的紫外光屏蔽作用，改善了聚醚醚酮的光老化性能。

技术领域

本发明属于机械配件材料领域，具体涉及一种碳酸钙晶须-蛭石填充增强的耐磨聚醚醚酮复合材料的制备方法。

背景技术

在工业生产或生活中，减摩耐磨材料必不可缺，随着使用要求的提高，树脂

基耐磨材料以其独特的优势（质轻、自润滑、易加工等）正蓬勃发展。聚醚醚酮

树脂具有高机械强度、优异的化学稳定性、耐磨性和易加工性，作为一种典型的热塑性高性能树脂，已被广泛地应用于军用、民用领域。聚醚醚酮作为很好的耐磨高分子材料，在一定负载、滑行速度、温度范围内都能保持较好的耐磨性。然而一方面聚醚醚酮摩擦因数较高，另一方面对材料的使用要求越来越苛刻，所以需要对聚醚醚酮进行改性，以满足需求拓宽应用。

聚醚醚酮具有优良的耐热性、阻燃性和电绝缘等优点，广泛应用于汽车部件、半导体、压缩机、医疗器械和分析仪器等领域。为了实现聚醚醚酮的高性能化，使之可应用于阀片、密封圈等对耐磨性有较高要求的领域，替代金属材料，本发明采用碳纤维、蛭石、纳米二氧化钛、碳酸钙晶须作为增强材料，经热压成型制备了聚醚醚酮复合材料。

发明内容

本发明的目的是针对现有的问题，提供了一种碳酸钙晶须-蛭石填充增强的耐磨聚醚醚酮复合材料的制备方法，依照该方法制作的聚醚醚酮复合材料具有优异的耐磨性能和韧性。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种碳酸钙晶须-蛭石填充增强的耐磨聚醚醚酮复合材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

（1）碳纤维表面聚合物涂层：

将1-2份磺化聚醚醚酮溶解于二甲基甲酰胺中，配成浓度为4-6g/L的涂层溶液，将活化处理的碳纤维在涂层溶液中浸渍1-2h，取出，待溶剂挥发完后，放入120-125℃真空干燥箱中烘干；

（2）层状蛭石的有机插层处理：

向1-2份层状蛭石中加入3-6份蒸馏水、3-6份氯化钠、500-600份盐酸，在80-83℃水浴中搅拌4-5h后，过滤、水洗至无Cl^-，与蒸馏水混合，加入1-2份有机插层剂十六烷基三甲基溴化铵，在80-83℃水浴中搅拌4-5h，自然冷却至室温，过滤、水洗至无Br^-，将滤饼在100-105℃烘箱中干燥5-6h，研磨过300目筛，得到有机插层处理的蛭石；

（3）增强耐磨聚醚醚酮复合材料的制备：

将100-110份聚醚醚酮在145-155℃真空干燥箱中干燥处理6-12h后，与硅烷改性纳米二氧化钛、表面处理碳酸钙晶须及(1)、(2)中所得物料，装入高速混合机中低速搅拌混合15-20min，装入模具中，预压3-4min后，放入炉内升温至385-395℃熔融2-3h，然后再放入平板硫化机进行模压10-20min，进行风冷降温，取出，在265-275℃下进行退火处理115-125min，得到所述复合材料。

进一步的，步骤（1）中碳纤维表面的丙酮去浆处理：向14-16份碳纤维中加入丙酮浸没，置于70-73℃水浴中，冷凝回流处理8-10h，取出，用去离子水洗涤3-5次，在100-105℃真空干燥箱中烘干10-12h；