[发明专利]一种PEEK棒材及其加工工艺

说明书

本发明公开了一种PEEK棒材及其加工工艺。该棒材先将E‑CR玻璃纤维用酸溶液洗去其表面结合力较差的凸起部分，加深E‑CR玻璃纤维表面凹槽和孔洞结构的刻蚀；再以纳米Al₂O₃对E‑CR玻璃纤维表面包覆处理，增加其表面粗糙度和表面积；选用KH‑550\KH‑602混合偶联剂对E‑CR玻璃纤维进行表面改性，偶联剂作为E‑CR玻璃纤维与有机树脂之间分子桥梁，改善复合材料间的界面性能；用改性后的E‑CR玻璃纤维与改性聚醚醚酮粉末通过共混熔融、注模成型工艺制备得到改性聚醚醚酮/纳米Al₂O₃/E‑CR玻璃纤维复合棒料；该材料较聚醚醚酮原材料在耐磨性能、耐酸碱腐蚀性能、韧性以及热稳定性能方面均有不同程度的提升，且其制备工艺流程简单，加工成本不高，可适用于高温、强酸碱腐蚀环境的棒料。

技术领域

本发明涉及高分子复合材料技术领域，具体为一种PEEK棒材及其加工工艺。

背景技术

随着我国科技不断发展，工业用材料也在不断更新，从最早的铸铁棒材、镀锌钢棒材等发展到现在的PPR、PVC、UPVC、ABS塑料等各种热固性、热塑性塑料棒材，以适用于各种复杂环境。

聚醚醚酮作为半结晶态芳香族热塑性树脂，是一种极度优异的工程塑料，具有很强的的耐高温、耐酸碱腐蚀、高强度、高韧性等特点，被广泛用于航空航天、医疗、化学、汽车等工程，备受各行各业依赖。

同时，为了适应未来发展趋势，以满足现代科技对材料更高标准的需求，人们不断通过对聚醚醚酮改性，并与不同的无机材料复合，制备更优质的材料，不断提高材料的耐热性能、耐腐蚀性能、机械强度、韧性和降低摩擦系数。

发明内容

本发明的目的在于提供一种PEEK棒材及加工工艺，以解决上述背景技术中提出的问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：

一种PEEK棒材的加工工艺，包括以下步骤：

(1)取E-CR玻璃纤维置于中强酸溶液中浸泡，水浴加热40-60℃，搅拌超声2-4h，过滤后用去离子水清洗表面残余酸根离子，真空干燥箱干燥得预处理E-CR玻璃纤维。E-CR玻璃纤维是一种无硼无碱玻纤，具有很强的耐酸耐碱性，作为聚醚醚酮的增强剂可改善材料的耐热性、抗腐蚀性和机械强度；E-CR玻璃纤维主要由SiO₂、CaO、Al₂O₃、MgO组成，经中强酸酸化处理，可将其表面结合力较弱的氧化物去除，从而刻蚀E-CR玻璃纤维表面，增加表面粗糙度，进而加强玻璃纤维与树脂之间的机械接触；而且经酸洗改性，可以增强玻璃纤维表面活性，使其表面硅羟基密度增加。

(2)将预处理E-CR玻璃纤维和六偏磷酸钾加入去离子水中，搅拌超声分散，加入硫酸铝形成悬浮液，水浴加热至70-120℃，滴入硫酸和氢氧化钾溶液，调节pH值至4.5-6，反应0.5-1h，过滤后用去离子水清洗表面残余硫酸根离子，真空干燥箱干燥制得纳米Al₂O₃/E-CR玻璃纤维材料；预处理E-CR玻璃纤维表面的硅羟基有利于纳米氧化铝均匀包覆，引入纳米离子增加了E-CR玻璃纤维粗糙度和比表面积，可提高复合材料的界面结合能力；而纳米Al₂O₃作为填充剂可增加材料的韧性和耐磨性。