[发明专利]一种耐磨聚亚苯基砜复合材料及其制备方法

说明书

本发明涉及耐磨材料技术领域，具体公开了一种耐磨聚亚苯基砜复合材料及其制备方法。所述的耐磨聚亚苯基砜复合材料的制备方法，包含如下步骤：(1)将碳纤维放入浓酸中处理，得酸化碳纤维；(2)将酸化碳纤维与空心微珠加入含硅烷偶联剂的乙醇溶液中搅拌处理；接着转移至球磨机中进行球磨；球磨完成后分离固体得耐磨填料；(3)将耐磨填料与聚亚苯基砜树脂混合后放入挤出机中熔融共混并挤出，即得所述的耐磨聚亚苯基砜复合材料。由该方法制备得到的聚亚苯基砜复合材料具有较好的耐磨性能。

技术领域

本发明涉及耐磨材料技术领域，具体涉及一种耐磨聚亚苯基砜复合材料及其制备方法。

背景技术

随着工业和科技的高速发展，航空航天、汽车工业等零部件轻量耐磨化方向已成为重点关注问题。聚亚苯基砜(Polyphenylene sulfone,PPSU)是一种分子主链中含有砜基及芳核的无定形热塑性树脂，是一种可进行工业化大量生产的特种工程塑料。基于其在化学稳定性、耐热性、阻燃性、流动性等各个方面的不俗表现，PPSU取得了巨大的发展，其被广泛应用于汽车部件、电子电气、医疗器械、日用品等多个领域。然而，摩擦磨损性能方面，纯PPSU不论是摩擦系数还是磨损率的数值都很大，无法达到工业实际生产应用标准，不能做到作为单一的耐磨材料使用，因此改善其磨损性能是一项具有重要实际意义和经济意义的研究工作。

发明内容

为了克服聚亚苯基砜耐磨性能不佳的问题，本发明提供了一种耐磨聚亚苯基砜复合材料的制备方法；由该方法制备得到的聚亚苯基砜复合材料具有较好的耐磨性能。

本发明的技术方案如下：

一种耐磨聚亚苯基砜复合材料的制备方法，其包含如下步骤：

(1)将碳纤维放入浓酸中处理，得酸化碳纤维；

(2)将酸化碳纤维与空心微珠加入含硅烷偶联剂的乙醇溶液中搅拌处理；接着转移至球磨机中进行球磨；球磨完成后分离固体得耐磨填料；

(3)将耐磨填料与聚亚苯基砜树脂混合后放入挤出机中熔融共混并挤出，即得所述的耐磨聚亚苯基砜复合材料。

为了改进聚亚苯基砜树脂耐磨性能不佳的问题，本发明通过加入碳纤维与空心微珠组成的耐磨填料以期改善聚亚苯基砜树脂的耐磨性能。但是发明人在具体实验过程中发现，直接加入不经任何处理的碳纤维与空心微珠并不能有效的改善聚亚苯基砜树脂的耐磨性能。发明人经过不断的原因分析发现，这是由于直接加入不经任何处理的碳纤维与空心微珠，碳纤维与空心微珠并不能很好的分散在聚亚苯基砜树脂中，碳纤维与空心微珠在聚亚苯基砜树脂中能否有效分散决定着聚亚苯基砜树脂的耐磨性能是否能够得到有效改善。基于上述原因的发现，本发明先将碳纤维进行酸化得酸化碳纤维，然后将酸化碳纤维与空心微珠加入含硅烷偶联剂的乙醇溶液中搅拌处理；接着转移至球磨机中进行球磨；球磨完成后分离固体得耐磨填料；经该步骤处理的耐磨填料碳纤维与空心微珠可以较好的分散在聚亚苯基砜树脂中，可以有效改善聚亚苯基砜树脂的耐磨性能。

优选地，步骤(1)中的浓酸为浓硝酸或/和浓硫酸。

优选地，步骤(2)中酸化碳纤维与空心微珠的质量用量比为1～3:1。

最优选地，步骤(2)中酸化碳纤维与空心微珠的质量用量比为2:1。

优选地，步骤(2)乙醇溶液中硅烷偶联剂的质量分数为0.5～3％。

最优选地，步骤(1)乙醇溶液中硅烷偶联剂的质量分数为1％。

优选地，步骤(3)中耐磨填料与聚亚苯基砜树脂的用量比为18～24：82～76。

进一步地，在步骤(3)中还加入分散剂；分散剂的质量用量为耐磨填料与聚亚苯基砜树脂总质量的0.5～5％。

最优选地，分散剂的质量用量为耐磨填料与聚亚苯基砜树脂总质量的1％。