[发明专利]一种聚芳醚砜复合材料及其应用

说明书

本发明提供了一种聚芳醚砜复合材料及其应用。本发明的聚芳醚砜复合材料，以重量百分比计，包含以下组分：45％‑80％聚芳醚砜树脂；15％‑30％的软质耐磨填料；5％‑20％的硬质耐磨填料；0％‑5％的加工助剂，该复合材料选择尺寸稳定性好、耐蠕变性能及机械性能优异的聚芳醚砜树脂作为树脂基体，使用硬质和软质耐磨填料复配改性满足材料的耐磨要求，同时带来较低的噪声污染；制备的复合材料其摩擦性能最低可以达到动摩擦系数0.26、磨耗17×10^‑6(mg/Nm)，噪声最低可以达到40dB。

技术领域

本发明属于高分子材料改性技术领域，具体涉及一种聚芳醚砜复合材料及其应用。

背景技术

聚芳醚砜作为特种工程塑料中的重要品种，目前已经商业化的主要有三个品种，即聚砜(PSU)、聚醚砜(PES)和聚亚苯基砜(PPSU)。聚芳醚砜具有优异的力学性能、介电性能、耐热性、阻燃性、耐蠕变性、化学稳定性、透明性以及食品卫生性，而且获得美国食品及药品管理局(FDA)的认证可与食品及饮用水接触。因此，这类聚合物己经在电子电气、汽车、医疗卫生和家用食品等领域内获得了广泛应用。

在现有技术中，聚芳醚砜耐磨复合材料通常使用PSU、PES、PPSU中的一种或多种作为基体树脂，加入各种耐磨填料制备而成。耐磨填料包括如聚四氟乙烯(PTFE)、石墨和/或二硫化钼(MoS₂)等的固体润滑剂，以及如玻纤、碳纤等的纤维填料。如专利CN 103975008发明了一种热塑性模塑组合物和由其制成的具有改善的耐磨性的模制品；专利CN108531072A公开了一种耐高温耐磨涂料，采用聚醚砜树脂作为基体树脂，加入少量的含联苯结构的聚芳醚砜和含联苯结构的聚芳醚酮，同时加入微米级碳化硅、纳米级碳化硅和聚四氟乙烯、石墨。这类专利关注的是耐磨复合材料具有非常好的摩擦性能，如低摩擦系数和低磨损率。然而，在复合材料与金属对磨的使用环境下，例如滚动滑轮、转动轴承、摩擦垫片等，材料的低摩擦系数、低磨损率等特点虽然会使得制件具有良好的耐磨性及使用寿命；但是由于各种金属化合物、矿物、纤维等改性填料的使用使得复合材料刚性较大，在与金属摩擦过程中会产生较大的噪音，带来噪声污染。

而对于降噪高分子材料而言，目前使用主要是橡胶类材料及其填充改性制品，以达到吸声降噪的目的；例如专利CN 105037978便公开了一种低蛋白吸声橡胶及其制备方法，专利CN 105882081公开了一种复合耐磨减振材料及其制备方法。然而由于橡胶类制品材料刚性及强度较差、尺寸稳定性及蠕变性能较差，不能满足产品强度要求，与金属对磨的极端工作环境下寿命较差，难以长期使用。

因此，对于有噪声要求的、与金属对磨的高分子复合材料，一方面要求材料具有低摩擦系数和低磨损率等耐磨性能，满足材料的使用要求；另一方面也要求材料具有满足材料使用的机械性能的同时，不能有太高的刚性或韧性带来噪声污染。

发明内容

本发明针对现有技术的缺点，提出了一种降噪耐磨聚芳醚砜复合材料；该复合材料选择尺寸稳定性好、耐蠕变性能及机械性能优异的聚芳醚砜树脂作为树脂基体，使用硬质和软质耐磨填料复配改性满足材料的耐磨要求，同时带来较低的噪声污染。

在本发明的另一方面，本发明通过进一步调整聚芳醚砜树脂中韧性较好的PPSU与刚性较好的PSU/PES的共混比例，能够进一步提高材料的刚韧平衡，从而可以在满足与金属制件摩擦过程中的耐磨性能要求的同时，降低摩擦噪声。

在本发明的一个技术方案中，提供了一种降噪耐磨聚芳醚砜复合材料，以重量百分比计，包含以下组分：

45％-80％的聚芳醚砜树脂；

15％-30％的软质耐磨填料；

5％-20％的硬质耐磨填料；

0％-5％的加工助剂；

进一步地，所述的聚芳醚砜树脂选自聚亚苯基砜(PPSU)、聚亚苯基砜(PPSU)与聚砜(PSU)或聚醚砜(PES)中的一种或多种的混合物；