[发明专利]一种连续纤维增强聚芳醚酮复合材料及其制备方法有效
申请号: | 201910708938.1 | 申请日: | 2019-08-01 |
公开(公告)号: | CN110499012B | 公开(公告)日: | 2022-03-15 |
发明(设计)人: | 胡求学;闫茹;张奇;张东宝 | 申请(专利权)人: | 宁夏清研高分子新材料有限公司 |
主分类号: | C08L71/10 | 分类号: | C08L71/10;C08K7/06;C08J5/04;C08G65/40 |
代理公司: | 南京众联专利代理有限公司 32206 | 代理人: | 许小莉 |
地址: | 753000 宁夏回族自治区石*** | 国省代码: | 宁夏;64 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 连续 纤维 增强 聚芳醚酮 复合材料 及其 制备 方法 | ||
本发明提供一种连续纤维增强聚醚醚酮复合材料及其制备方法,属于聚芳醚酮复合材料制备领域。该方法包括:(1)将酚酞基聚芳醚酮溶于有机溶剂中制备成溶液,将该溶液倒入浸渍槽内;(2)将经高温处理后的连续纤维,通过步骤(1)的浸渍槽内,再经过烘干、熔融和轧制备出连续纤维/酚酞聚芳醚酮预浸料;(3)将PEEK超细粉通过静电喷涂喷到步骤(2)制备的连续纤维/酚酞聚芳醚酮预浸料表面上,经过熔融和轧制得连续纤维增强聚芳醚酮复合材料。本发明解决聚醚醚酮熔融粘度高,不能充分浸润连续纤维的问题。
技术领域
本发明属于聚芳醚酮复合材料制备领域,涉及一种连续纤维增强聚芳醚酮复合材料及其制备方法。
背景技术
聚芳醚酮是一种热塑性芳香类工程塑料,其综合性能优异。比如具有良好耐热性,优异的尺寸稳定性,优良的机械性能,耐化学药品性能等优点。聚芳醚酮的主链上同时存在醚键、芳环和酮键等结构,芳环的存在提高了聚芳醚酮的耐热性和机械性能,醚键提高聚芳醚酮的韧性,酮键增加了分子间作用力。由于聚芳醚酮的半结晶结构,导致聚芳醚酮的溶解性较差。为了改善聚芳醚酮的溶解性,向聚合物基体中引入酚酞侧基,使聚芳醚酮具有良好的溶解性和提高其加工性能。由张志毅的“聚醚醚酮与酚酞型聚芳醚酮的共混研究”可知,在PEK-C含量较低时,PEEK/PEK-C共混物有较好的相容性。
连续纤维增强热塑性树脂基复合材料因其良好的综合性能,近年来已成为树脂基复合材料的研究热点。主要有两大类方法:一类是预浸渍料法,二类是后浸渍法。预浸渍法使溶液态或熔融态树脂流动性逐渐浸润纤维,最终充分浸渍纤维,形成半成品成为预浸料,预浸料还要经过后续的成型过程才能得到最终产品。预浸法又分为溶液浸渍法和熔体浸渍法。后浸渍法是将热塑性树脂以粉末、纤维或薄膜等形态与增强纤维通过多种手段结合在一起,形成的半成品中树脂并没有浸渍纤维,后续的加工成型阶段中,在温度和压力存在下树脂熔融即可达到浸渍纤维的目的。
发明内容
本发明的目的是为了解决PEEK不能充分浸润连续纤维的问题,而提供一种连续纤维增强聚芳醚酮复合材料及其制备方法。
上述的目的通过以下技术方案实现:
一种连续纤维增强聚芳醚酮复合材料的制备方法,该方法包括以下步骤:
(1)将酚酞基聚芳醚酮溶于有机溶剂中制备成溶液,将该溶液倒入浸渍槽内;
(2)将经高温处理后的连续纤维,通过步骤(1)的浸渍槽内,再经过烘干、熔融和轧制制备出连续纤维/酚酞聚芳醚酮预浸料;
(3)将PEEK超细粉通过静电喷涂喷到步骤(2)制备的连续纤维/酚酞聚芳醚酮预浸料表面上,经过熔融和轧制得连续纤维增强聚芳醚酮复合材料。
所述的一种连续纤维增强聚芳醚酮复合材料的制备方法,步骤(1)中所述有机溶剂为N,N-二甲基甲酰胺,N,N-二甲基乙酰胺,二甲基亚砜,环丁砜,N-甲基吡咯烷酮中的一种或几种复配;优选为N-甲基吡咯烷酮。
所述的一种连续纤维增强聚芳醚酮复合材料的制备方法,步骤(1)中所述酚酞基聚芳醚酮的制备方法是:以4,4-二氟二苯甲酮、3,3-(2,4-二氨基-6,7-蝶啶二基)二苯酚、3,3-双(4-羟基-1-萘基)苯酞为原料,N-甲基吡咯烷酮为溶剂,二甲苯为带水剂,碳酸钠和碳酸钾为催化剂,先升温到110℃恒温反应2h除水,再将温度升高到150℃,体系开始共沸,分水器中开始有二甲苯回流,继续恒温2h除二甲苯,待二甲苯蒸出完成后。继续缓慢升温至210℃,保持恒温反应3h,该产物中含有酚酞基、氨基、萘基、蝶啶。
所述的一种连续纤维增强聚芳醚酮复合材料的制备方法,所述的连续纤维为碳纤维、玻璃纤维、芳纶纤维,最优选为碳纤维。
所述的一种连续纤维增强聚芳醚酮复合材料及其制备方法,步骤(2)中所述连续纤维的高温处理是将连续纤维经过400℃烘烤去胶,并通过对辊挤压出去纤维表面的残渣。
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