[发明专利]一种PEEK耐高温齿轮及其制备方法

说明书

本申请涉及机械零件加工领域，具体公开了一种PEEK耐高温齿轮及其制备方法；齿轮包含以下重量份的原料制成：PEEK树脂100‑160份、改性增强纤维5‑18份、增强填料10‑20份、分散剂1‑3份、相容剂2‑5份、抗氧剂1‑2份；改性增强纤维是由端羟基聚醚砜改性纤维料而制得；其制备方法为：S1、称取改性增强纤维、增强填料混合搅拌均匀，制得预混料；S2、称取PEEK树脂、相容剂和预混料混合搅拌均匀，制得初混料；S3、初混料中添加分散剂和抗氧剂混合搅拌均匀，制得混合料；S4、混合料经挤出成型，冷却后，制得成品；使成品齿轮同时具有质轻、使用过程不易产生噪音和冲击、机械强度高的优点。

技术领域

本申请涉及机械零件加工领域，更具体地说，它涉及一种PEEK耐高温齿轮及其制备方法。

背景技术

齿轮是机械传动中的常用部件，齿轮的加工材料主要分为金属和塑料两类，金属齿轮是由金属材料制成，塑料齿轮是由高分子材料制成。

金属齿轮虽然机械强度较高，但是金属齿轮重量大，在使用过程中容易因摩擦而产生噪音、冲击和振动；塑料齿轮虽然质轻，不易产生噪音和冲击，但是机械强度差于金属齿轮。

因此，如何制得一种同时具有质轻、使用过程不易产生噪音和冲击、机械强度高的齿轮，是一个有待解决的问题。

发明内容

为了制得一种同时具有质轻、使用过程不易产生噪音和冲击、机械强度高的齿轮，本申请提供一种PEEK耐高温齿轮及其制备方法。

第一方面，本申请提供一种PEEK耐高温齿轮，采用如下的技术方案：

一种PEEK耐高温齿轮，所述齿轮包含以下重量份的原料制成：PEEK树脂100-160份、改性增强纤维5-18份、增强填料10-20份、分散剂1-3份、相容剂2-5份、抗氧剂1-2份；改性增强纤维是由端羟基聚醚砜改性纤维料而制得。

通过采用上述技术方案，PEEK树脂、端羟基聚醚砜改性纤维料、增强填料、分散剂、相容剂相配合，利用端羟基聚醚砜改性纤维料表面羟基便于与PEEK树脂中醚基吸引连接，便于封端醚基，提高PEEK树脂的强度，配合聚醚砜较高的机械强度，使成品齿轮具有较高的机械强度；再配合增强填料和纤维料较高的机械强度，进一步提高成品齿轮的机械强度；最后配合增强填料和相容剂，利用相容剂的相容性，提高纤维料、增强填料与PEEK树脂的粘结相容性，不仅提高了齿轮内部的结构致密度，而且提高了齿轮的粘结稳定性；利用材料的强度配合较高的结构致密度，使齿轮具有较高的机械强度；而PEEK树脂自身具有轻质、使用过程不易产生噪音和冲击的优点。

优选的，所述纤维料由质量比为1:0.1-0.5:0.1-0.5的碳纤维、氮化硼纤维和氧化铝纤维组成。

通过采用上述技术方案，氮化硼纤维、碳纤维和氧化铝纤维相配合，利用氮化硼纤维和碳纤维较高的机械强度以及较好的耐磨性，配合氧化铝纤维较好的柔性和轻质效果，使成品PEEK具有较高强度的同时具有较好的韧性，从而提高PEEK的机械强度和耐冲击性能，使成品齿轮同时具有质轻、使用过程不易产生噪音和冲击、机械强度高的优点。

优选的，所述氮化硼纤维由质量比为1:0.1-0.25的氮化硼纳米管与聚酰亚胺树脂微粒组成。

通过采用上述技术方案，氮化硼纳米管、聚酰亚胺树脂微粒相配合，在制备齿轮过程中，利用聚酰亚胺树脂微粒热熔后的粘结效果配合聚酰亚胺树脂中氨基与端羟基聚醚砜中羟基的吸引连接，提高聚酰亚胺树脂微粒与氮化硼纳米管的粘结稳定性；利用聚酰亚胺树脂和端羟基聚醚砜的热熔粘结效果，进一步提高氮化硼纤维与PEEK树脂的粘结效果，通过提高齿轮内部各原料之间的粘结稳定性，配合氮化硼纳米管较高的强度和聚酰亚胺树脂微粒较好的韧性，提高齿轮的机械强度和耐冲击性。