[发明专利]一种高速深井泵复合材料及其制备方法

说明书

本发明涉及复合材料技术领域，具体涉及一种高速深井泵叶轮复合材料及其制备方法，所述复合材料由以下重量百分比的原料制备而成：碳纤维5‑30%、PEEK 40‑70%、Si₃N₄ 6‑15%、PTFE 1‑5%、相容剂SMA 1‑3%、分散剂EBS 1‑3%；本发明解决现有材料易磨损、成本高、强度低等缺点。

技术领域

本发明涉及复合材料技术领域，具体涉及一种高速深井泵叶轮复合材料及其制备方法。

技术背景

随着水泵制造行业的技术更新与进步，特别是井用深井泵的技术要求越来越高，传统的技术工艺与材料性能已无法满足高速深井泵的要求，传统深井泵电机转速一般在3000转/分钟左右，随着农业生产的高速发展的需求，井的深度逐渐增加，电机转速也逐渐增加，由传统速度3000转/分钟，提高到5000转/分钟、6000转/分钟，甚至更高转速，高速深井泵在工作时只要水中含有少量砂粒或其它固体颗粒，就会对井泵叶轮，泵壳进水节等配件产生剧烈磨损，致使井泵报废，数百米深的井泵安装和拆卸难度大、成本高，深井泵钻进数百米甚至更深的土层或岩石层中，砂子或岩石颗粒在所难免，传统的金属叶轮和普通工程塑料叶轮在耐磨耗方面已无法满足要求。

本发明的目的在于提供一种超耐磨、耐冲击、高强度的高分子复合材料，以克服现有技术中存在的不足。

发明内容

（一）解决的技术问题

本发明提供一种高速深井泵叶轮复合材料及其制备方法，解决现有材料易磨损、成本高、强度低等缺点。

（二）采用的技术方案

本发明为实现上述目的，通过以下技术方案予以实现：一种高速深井泵复合材料，所述复合材料由以下重量百分比的原料制备而成：碳纤维5-30%、PEEK 40-70%、Si3N4 6-15%、PTFE 1-5%、相容剂SMA 1-3%、分散剂EBS 1-3%。

作为本方案的进一步优化，所述复合材料由以下重量百分比的原料制备而成：碳纤维5%、PEEK 40%、Si3N4 6%、PTFE 1%、相容剂SMA 1%、分散剂EBS 1%。

作为本方案的进一步优化，所述复合材料由以下重量百分比的原料制备而成：碳纤维17%、PEEK 55%、Si3N4 12%、PTFE 3%、相容剂SMA 2%、分散剂EBS 2%。

作为本方案的进一步优化，所述复合材料由以下重量百分比的原料制备而成：碳纤维30%、PEEK 70%、Si3N4 15%、PTFE 15%、相容剂SMA 3%、分散剂EBS 3%。

作为本方案的进一步优化，所述碳纤维树脂基材料应用偶联剂进行表面活化处理。

一种高速深井泵复合材料的制备方法包括以下步骤：

步骤1：选用偶联剂KH550或KH560，用纯净水稀释，根据碳纤维重量百分比1-3%比例，将碳纤维浸泡10-40min并烘干备用，碳纤维占重量总分数比例的5-30%。

步骤2：选用相容剂SMA根据重量百分比按1-3%比例加入树脂中，同时加入分散剂EBS按重量百分比的1-3%比例加入树脂中，同时加入耐磨材料氮化硅按重量百分比的5-15%，同时加入耐磨辅助材料PTFE按重量百分比的1-5%，用搅拌机进行搅拌至均匀。

步骤3：选用双螺杆改性设备，将步骤1与2中的材料进行混炼加工，制取高速深井泵叶轮高分子复合材料。

（三）有益效果

本发明提供一种高速深井泵叶轮复合材料及其制备方法，具有以下有益效果：

本发明制备方法科学合理，通过本发明制备的材料具有高耐磨性、耐冲击、高强度、使用寿命长等优点。

具体实施方式