[发明专利]一种表面修饰剂改性聚芳醚酮材料及其制备方法

说明书

本发明提供一种表面修饰剂改性聚芳醚酮材料及其制备方法，所述表面修饰剂改性聚芳醚酮材料是由如下方法制备的：在溶剂中加入增稠剂，经搅拌至呈现无法自由流动的状态以获得粘稠状表面修饰剂，然后用玻璃棒蘸取表面修饰剂刮涂至聚芳醚酮材料表面，涂层厚度为0.5‑10mm,在25‑130℃放置30s‑24h,再经洗液冲洗后放入真空烘箱中烘干，获得经表面修饰剂改性的聚芳醚酮材料，修饰后的材料表面形貌、化学极性可调，适用范围广。本发明实现对大件聚芳醚酮材料进行大面积的修饰或改性、在材料特殊位置进行精确修饰以及实现聚醚醚酮表面改性的工业化生产。

技术领域

本发明属于高分子材料技术领域，尤其涉及表面修饰剂改性聚芳醚酮材料及其制备方法。

背景技术

树脂基复合材料由于质轻、机械性能优异和可设计性等被广泛应用于日常生活、航空航天和军事科技等各个领域。随着现代社会对材料的要求越来越高，传统树脂基复合材料已经难以满足高温、高强度和腐蚀环境下的使用要求，故以结晶性聚芳醚酮及其复合材料为代表的特种工程塑料基复合材料的应用越发广泛。但由于结晶性聚芳醚酮的化学惰性强，表面能低，使其无法在表面进行粘接或进行功能性修饰，极大地限制了它的应用。

对结晶性聚芳醚酮及其复合材料表面修饰的机理为增加材料表面极性、化学活性及表面粗糙度。表面修饰的主要方法有表面接枝处理、还原处理、等离子体处理及化学气相沉积处理等。然而，现有技术大多数采用溶液或浊液对材料表面进行修饰，需要将材料放置于密封容器(反应釜)并浸没在溶液或浊液中，难以实现对大型制件或特殊位置制件(如倒悬制件)的表面修饰，也无法实现对材料特殊位置的精确修饰。

相关文献报道的聚醚醚酮表面改性方法：通过对聚醚醚酮进行化学反应、等离子体表面活性等方式处理，再进行洗涤干燥处理后获得改性后的聚醚醚酮，但大多数改性方法步骤繁杂，且需要在溶液体系中进行，较难实现对大件聚芳醚酮及其复合材料制品进行大面积修饰或改性，也很难在聚芳醚酮及其复合材料的特殊位置进行精确修饰，因此不适用于聚醚醚酮体系的工业化生产。

因此如何制备出一种无流动性表面修饰剂，并将表面修饰剂通过涂覆的方法对结晶性聚芳醚酮材料进行表面修饰，避免反应釜或辐照设备的使用，对制件尺寸、形状和位置没有要求，对操作人员要求低，能耗低且修饰时间短，并且可以根据不同的使用环境进行针对性设计，适用范围较广，是本领域技术人员亟需解决的难题。

发明内容

为了更好解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种表面修饰剂改性聚芳醚酮材料及其制备方法。

本发明提供了一种表面修饰剂改性聚芳醚酮材料，它的制备方法包括如下步骤：

(1)在溶剂中加入增稠剂，经搅拌至呈现无法自由流动的状态以获得粘稠表面修饰剂；

(2)然后用玻璃棒蘸取步骤(1)获得的表面修饰剂刮涂至聚芳醚酮材料表面，涂层厚度为0.5-10mm,在25-130℃放置30s-24h后,再经洗液冲洗和烘干后获得经表面修饰剂改性聚芳醚酮材料。

优选的是，所述步骤(1)中的增稠剂为氯化钙粉末、氯化镁粉末、三聚磷酸钠粉末、氯化钠粉末、二氧化硅、碳纳米管、氧化石墨烯、硼氢化钠粉末、氢化铝锂粉末、多聚磷酸中的一种。

优选的是，所述步骤(1)中的溶剂为浓硫酸、氯磺酸、甲磺酸、苯磺酸、三氟乙酸、三氟甲磺酸、二甲基亚砜、多聚磷酸中的一种。

优选的是，所述氯化钙粉末、氯化镁粉末、三聚磷酸钠粉末、氯化钠粉末、硼氢化钠粉末、氢化铝锂粉末的粒径为5-50μm。

优选的是，所述二氧化硅的粒径为5-50nm。

优选的是，所述步骤(1)中的增稠剂在溶剂中的含量为0.05-0.5g/ml。

优选的是，所述步骤(2)中聚芳醚酮材料为结晶性聚芳醚酮或结晶性聚芳醚酮复合材料。