[发明专利]一种高性能聚醚醚酮复合材料及其制备方法及应用

权利要求书

1.一种高性能聚醚醚酮复合材料，其特征在于，至少包括：

不少于70wt%的基质聚合物材料；

不少于5wt%的聚苯并咪唑纳米纤维气凝胶；

不多于5wt%的润滑剂；

其中，所述基质聚合物材料为聚醚醚酮。

2.如权利要求1所述的高性能聚醚醚酮复合材料，其特征在于，所述聚苯并咪唑纳米纤维气凝胶的制备步骤为：

a1）将聚苯并咪唑纳米纤维的悬浮液进行高速分散；

a2）在分散好的聚苯并咪唑纳米纤维溶液中加到溶剂戊二醛水溶液中，搅拌使混合均匀；

a3）均匀混合的聚苯并咪唑纳米纤维溶液倒入模具进行冷冻，并冷冻干燥以脱去溶剂；

a4）干燥后的聚苯并咪唑纳米纤维在 70-75℃下交联，并在380-400℃下热处理2-3 h，得到聚苯并咪唑纳米纤维气凝胶。

3.如权利要求2所述的高性能聚醚醚酮复合材料，其特征在于，所述聚苯并咪唑纳米纤维的制备步骤为：

b1)干燥的聚苯并咪唑粉末加入到氢氧化钾/乙醇溶液中，在 120℃下加热搅拌20-30h，直至聚苯并咪唑粉末全部溶解；

b2）聚苯并咪唑溶液进行离心取上层清液，上层清液脱泡后静置待纺；

b3）进行静电纺丝得到聚苯并咪唑纳米纤维。

4.如权利要求1所述的高性能聚醚醚酮复合材料，其特征在于，所述基质聚合物材料为高纯聚醚醚酮粉料，所述高纯聚醚醚酮粉料的DPS残留含量不高于200mg/kg，用HPLC测定；氯含量不高于100ug/g，使用紫外分光光度法测定；Na残留含量不高于220ppm、S残留含量不高于25ppm、P残留含量不高于35ppm、Ca残留含量不高于30ppm和K残留含量不高于50ppm,残留量使用电感耦合等离子体发射光谱测定。

5.如权利要求4所述的高性能聚醚醚酮复合材料，其特征在于，所述高纯聚醚醚酮粉料的制备方法为：

聚醚醚酮粉料采用超临界萃取方式纯化，以丙酮作萃取介质，萃取温度设置为235.5-300℃、压力设置为4.72-15MPa、萃取时间为5-20min，得到高纯聚醚醚酮湿料。

6.如权利要求5所述的高性能聚醚醚酮复合材料，其特征在于，还包括将高纯聚醚醚酮湿料进行洗涤和干燥的步骤：

聚醚醚酮湿料滤出后用纯化水搅拌洗涤，加热至70℃后将纯化水倒出，用纯化水进行漂洗后再次加热搅拌，反复洗涤；

将聚醚醚酮粉料滤出放入真空干燥箱，将腔内温度设置为150℃，恒温干燥5h，得到高纯聚醚醚酮粉料。

7.如权利要求1所述的高性能聚醚醚酮复合材料，其特征在于，所述润滑剂选自季戊四醇硬脂酸酯、N，N’-亚乙基双硬脂酸酰胺、硬脂酸丁酯、甘油三羟基硬脂酸酯、硬脂酸镁、硬脂酸钙、硬脂酸锌中的一种或几种。

8.如权利要求1所述的高性能聚醚醚酮复合材料，其特征在于，所述复合材料在330℃下的挥发性有机化合物VOC含量至多为2.00%，采用顶空气相色谱-质谱联用分析方法测试。

9.如权利要求8所述的高性能聚醚醚酮复合材料，其特征在于，所述复合材料的成型收缩率平行于流动方向的至多为1.00%，垂直于流动方向的至多为1.30%。

10.如权利要求9所述的高性能聚醚醚酮复合材料，其特征在于，所述复合材料的拉伸强度至少为130 MPa、弯曲强度至少为180MPa，热变形温度至少310℃。

11.如权利要求1所述的高性能聚醚醚酮复合材料，其特征在于，所述复合材料还包括不多于3wt%的色粉，所述色粉为二氧化钛、钴绿、钛镍黄、氧化铁颜料、炭黑、铁锰黑、铜铬黑、铁铬黑、钴黑、硫化锑、群青、钴蓝的一种或几种。