[发明专利]改性聚醚醚酮复合材料及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了改性聚醚醚酮复合材料及其制备方法和应用，其中改性聚醚醚酮复合材料包括：75～99.75重量份的聚醚醚酮基体颗粒、0.25～5重量份的二硫化钼和10～30重量份的增强添加剂。其中，二硫化钼在该改性聚醚醚酮复合材料中能够提高耐磨性，降低摩擦系数。由此，该改性聚醚醚酮复合材料应用于水基润滑液中具有较低的摩擦系数和磨损率，从而可以提高工件的工作稳定性和服役寿命。

技术领域

本发明属于高分子复合材料技术领域，具体涉及一种改性聚醚醚酮复合材料及其制备方法和应用。

背景技术

聚醚醚酮聚合物材料由于具有优良的耐腐蚀性能和抗疲劳性能，在海洋工程、水利建设等行业具有广阔的应用前景，可以被用于水环境工程材料，如艉轴承和柱塞泵滑靴等。但在水基润滑环境中，聚醚醚酮复合材料存在摩擦系数高、耐磨性差等缺点，会影响聚醚醚酮复合材料制备摩擦副的工作稳定性和服役寿命。近年来研究发现，通过使用改性添加剂对聚醚醚酮复合材料进行改性，可以改善聚醚醚酮的耐磨损性，从而延长服役寿命。

聚醚醚酮复合材料通常使用纤维材料(如碳纤维、玻璃纤维等)和润滑材料(如氮化硅等纳米陶瓷颗粒和石墨烯等二维材料)进行复合。公开号为CN 111303629 A的发明专利公开了一种耐高温自润滑耐磨复合材料，使用碳纤维提高聚醚醚酮的耐磨损性能。公开号为CN 111171509 A的发明专利公开了一种石墨烯改性聚醚醚酮复合材料，能够提高聚醚醚酮的力学性能。但是，目前对适用于水润滑的聚醚醚酮聚合物材料摩擦学性能的改性增强，尚缺少相关研究。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种改性聚醚醚酮复合材料，该改性聚醚醚酮复合材料应用于水基润滑液中具有较低的摩擦系数和磨损率，从而可以提高工件的工作稳定性和服役寿命。

在本发明的一个方面，本发明提出了一种改性聚醚醚酮复合材料，包括：75～99.75重量份的聚醚醚酮基体颗粒、0.25～5重量份的二硫化钼和10～30重量份的增强添加剂。

根据本发明实施例的改性聚醚醚酮复合材料，其包括75～99.75重量份的聚醚醚酮基体颗粒、0.25～5重量份的二硫化钼和10～30重量份的增强添加剂。其中，二硫化钼作为一种具有自润滑效果的二维材料，将其加入聚醚醚酮材料中，可以和增强添加剂共同协同作用，一方面可以提高聚醚醚酮复合材料的硬度，从而提高聚醚醚酮的耐磨性，另一方面可以通过降低摩擦界面的剪切强度，从而降低聚醚醚酮的摩擦系数；同时，二硫化钼和增强添加剂共同作用可以提高聚醚醚酮复合材料的热传导系数，降低摩擦界面的热量累积，从而也能提高聚醚醚酮的耐磨性。其次，使用较少重量份的二硫化钼即可明显提升聚醚醚酮复合材料的摩擦学性能，有利于生产成本控制。再者，由于二硫化钼的分散性良好，无需额外使用偶联剂，能够使生产工艺得到进一步优化。由此，本申请组成的改性聚醚醚酮复合材料应用于水基润滑液中具有较低的摩擦系数和磨损率，从而可以提高工件的工作稳定性和服役寿命。

另外，根据本发明上述实施例的改性聚醚醚酮复合材料还可以具有如下附加的技术特征：

在本发明的一些实施例中，所述聚醚醚酮基体颗粒的粒径为50微米～2毫米。

在本发明的一些实施例中，所述二硫化钼的粒径为1微米～20微米。由此，可以提升聚醚醚酮复合材料的摩擦学性能，且成本低。

在本发明的一些实施例中，所述增强添加剂包括力学增强添加剂和润滑增强添加剂中的至少一种。

在本发明的一些实施例中，所述力学增强添加剂包括碳纤维和玻璃纤维中的至少一种。由此，能够增强改性聚醚醚酮复合材料的力学性能。

在本发明的一些实施例中，所述润滑增强添加剂包括石墨和聚四氟乙烯中的至少一种。由此，能够增强改性聚醚醚酮复合材料的润滑性。

在本发明的再一个方面，本发明提出了一种制备上述的改性聚醚醚酮复合材料的方法。根据本发明的实施例，上述方法包括：