[发明专利]一种短切碳纤维/聚醚酮酮复合粉末材料及其制备方法

权利要求书

1.一种短切碳纤维/聚醚酮酮复合粉末材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1：采用氟基和/或氯基极性溶剂溶解聚醚酮酮，得到均相聚醚酮酮溶液；其中，所述氟基极性溶剂为三氟乙酸和/或3,3,3-三氟-2,2-二甲基丙酸；所述氯基极性溶剂为对氯苯酚、二氯乙烷、二氯乙酸和二氯丙酸中的至少一种；所述聚醚酮酮溶液的浓度为5~12wt%；

步骤2：向均相聚醚酮酮溶液中加入短切碳纤维，搅拌后得到均匀分散的短切碳纤维/聚醚酮酮混合液；其中，所述短切碳纤维的长度为2~5mm；所述混合液中短切碳纤维与聚醚酮酮质量比为1:5~20；

步骤3：向短切碳纤维/聚醚酮酮混合液中加入凝固剂，使短切碳纤维/聚醚酮酮凝固析出，再置于石英蒸发皿中进行恒温干燥，得到短切碳纤维/聚醚酮酮复合膜；其中，所述凝固剂为无水乙醇或超纯水；

步骤4：将短切碳纤维/聚醚酮酮复合膜置于陶瓷坩埚中进行熔融热处理，冷却后得到短切碳纤维/聚醚酮酮预成品；其中，所述熔融热处理的工艺参数为：热处理温度360~400℃，升温速率为10℃/min，热处理时间0.5~1.5 h；

步骤5：短切碳纤维/聚醚酮酮预成品进行粉碎、过筛，得到短切碳纤维/聚醚酮酮复合粉末。

2. 如权利要求1所述的短切碳纤维/聚醚酮酮复合粉末材料的制备方法，其特征在于，所述步骤1中的聚醚酮酮中，对苯位结构与邻苯位结构的摩尔比为50:50、60:40、70:30、80:20或100:0，所述聚醚酮酮选用粒径≤300 μm的粉料。

3. 如权利要求1所述的短切碳纤维/聚醚酮酮复合粉末材料的制备方法，其特征在于，所述步骤1中采用氟基极性溶剂与氯基极性溶剂的混合溶剂溶解聚醚酮酮；所述溶解的工艺条件为：在25~50℃、1200~1800 rpm的条件下搅拌6~24 h。

4.如权利要求3所述的短切碳纤维/聚醚酮酮复合粉末材料的制备方法，其特征在于，所述混合溶剂为三氟乙酸与二氯乙烷的混合溶剂，其质量比为7:3~10:0。

5. 如权利要求1所述的短切碳纤维/聚醚酮酮复合粉末材料的制备方法，其特征在于，所述步骤2中的短切碳纤维为PAN基碳纤维或沥青基碳纤维；所述搅拌的工艺条件为：在25~50℃、1200~1800 rpm的条件下搅拌6~24 h。

6. 如权利要求1所述的短切碳纤维/聚醚酮酮复合粉末材料的制备方法，其特征在于，所述步骤3中恒温干燥的工艺参数为：干燥温度100~200℃，干燥时间1~5 h。

7. 如权利要求1所述的短切碳纤维/聚醚酮酮复合粉末材料的制备方法，其特征在于，所述步骤5中粉碎的工艺参数为：粉碎机转速20000 rpm，粉碎机刀片距机底的距离1 cm，粉碎温度25~50℃，粉碎时间5~25 min；所述过筛的筛网规格为50目。

8.权利要求1~7中任意一项所述的短切碳纤维/聚醚酮酮复合粉末材料的制备方法制备所得的短切碳纤维/聚醚酮酮复合粉末材料。