[发明专利]一种具备金属光泽的导热耐磨复合材料

说明书

本发明提供了一种具备金属光泽的导热耐磨复合材料及其制备方法，属于高分子耐磨材料领域。本发明提供的导热耐磨复合材料，包括以下重量份数的原料：PEEK 60‑100份，聚醚酰亚胺10‑20份，芳纶纤维5‑10份，铝粉5‑10份，耐磨剂5‑10份，耐磨协效剂2‑5份，其它助剂1‑2份。本发明制得的导热耐磨复合材料质量轻，具备金属光泽，且具备优异的强度、模量、耐磨性能以及高温颜色稳定性能，外观好，使用寿命长，是一种综合性能优异的导热耐磨复合材料，可有效替代金属以及陶瓷耐磨材料使用。

技术领域

本发明涉及高分子耐磨材料领域，尤其涉及一种具备金属光泽的导热耐磨复合材料，能够满足材料高耐磨和导热的要求。

背景技术

据统计，摩擦约消耗掉全世界1/3的一次性能源，约有80％的机器零部件都是因为磨损而失效的，材料具有好的耐磨性能不仅可延长机械零部件的使用寿命，减少零部件的更换及工人的劳动强度，而且可以节省能源和材料资源，正确选择耐磨材料在提高机械设备性能，节约能源方面具有重要意义。

耐磨材料的种类很多，按照材料的化学构成可将其分为金属耐磨材料、陶瓷耐磨材料、聚合物耐磨材料和耐磨复合材料。其中金属耐磨材料常用的有耐磨合金钢、高锰钢、轴承钢等；陶瓷耐磨的材料主要有氧化物陶瓷、碳化物陶瓷和氮化物陶瓷等；金属和陶瓷耐磨材料具有较高的硬度、强度、耐高温，但其脆性大，比重大，易腐蚀，使用寿命短，使用过程中噪音大。现有聚合物耐磨材料主要有尼龙、聚氨酯、环氧树脂和橡胶等，聚合物材料的不足是硬度低和使用温度低，因此常用陶瓷颗粒或纤维进行强化以提高其强度和耐磨性。

聚醚醚酮，简称PEEK，是在主链结构中含有一个酮键和两个醚键的重复单元所构成的高聚物，属于新型特种工程塑料，PEEK具有耐高温，耐化学药品腐蚀，不仅耐热性比其它耐高温塑料优异，而且具有高强度、高模量、高断裂韧性以及优良的尺寸稳定性，而且PEEK树脂具有突出的摩擦学特性，耐滑动磨损和微动磨损性能优异，PEEK还具有自润滑性好、易加工、绝缘性稳定、耐水解等优异性能，使得其在航空航天、汽车制造、电子电气、医疗和食品加工等领域具有广泛的应用，开发利用前景十分广阔。

现有技术CN201410746978.2公开了一种聚醚醚酮复合材料制备方法，该复合材料中添加70-80％的PEEK为基料，添加10-15％的短切碳纤维增加PEEK材料的刚性，加入8-12％的聚四氟乙烯提高复合材料的尺寸稳定性和耐磨性；制备的材料具备一定的耐磨性能和抗磨损性能。现有技术CN201110347338.0公开了一种高耐热、高耐磨聚醚醚酮复合材料，其组分及含量如下：PEEK20-85份，碳-石墨纤维10-50份，PTFE5-30份，偶联剂1-3份，其他加工助剂1-3份，选用的碳-石墨纤维为高性能纤维，抗拉强度3500-5000MPa，抗拉模量500-900GPa，说明书中记载的需要加入15-20％之间时力学性能、热性能、摩擦磨损性能等综合性能才能达到最佳。现有技术CN201711273781.1公开了一种聚醚醚酮复合超声电机合金摩擦材料，聚醚醚酮60-80份，聚苯酯3-8份，聚四氟乙烯10-15份，纳米二氧化硅8-12份，二硫化钼5-15份。现有技术CN201710598980.3公开了一种可注塑耐高温耐磨复合材料，通过加入30-85份PEEK，10-40份碳纤维和5-30份改性纳米氮化硼空心微球制备。现有技术CN201710545436.2公开了一种耐高温耐磨复合材料，包括以下原料及重量份数：热塑性树脂100份，碳纤维10-40份，耐磨材料40-100份，导热材料0.1-1.0份，偶联剂0.5-2.0份，抗氧剂0.2-1.0份和润滑剂0.5-5.0份。

现有技术CN201610258750.8公开了一种聚醚醚酮导热复合材料，所述的复合材料包含的原料成分有聚醚醚酮树脂、铜粉、短碳纤维，经过预处理，混合，模压工艺制取，具有优异的导热性能的较好的抗静电性能。现有技术CN201310256136.4公开了一种高导热复合材料，包括PEEK聚合物和树状结构电解铜粉，树状结构的电解铜粉的粒径≤15微米，在不降低复合材料的力学性能条件下，能大比例添加导热材料，提高导热系数。