高耐热性PEEK复合材料及其制备方法

摘要

本发明公开了一种高耐热性PEEK复合材料，其特征在于由以下重量份原料组成：PEEK？77-85份；碳化硅陶瓷微粉6-8份；氧化镁陶瓷微粉3-5份；氧化锌陶瓷微粉6-10份。还公开了其制备方法。在PEEK中填充陶瓷微粉，可以显著提高其耐高温性能，熔融温度提高到387℃，可在330℃环境下长期使用，且能提高其耐磨性和硬度，而其他机械性能无大的改变，制得PEEK复合材料可在长期高温环境下使用。

说明书

技术领域

本发明涉及高耐热性PEEK复合材料及其制备方法，属于复合材料领域。

背景技术

聚醚醚酮(PEEK)是分子主链中含有链节的线性芳香族高分子化合物，是一种耐高 温、高性能的热塑性特种工程塑料。PEEK有着良好的机械性能和耐化学品、耐磨损、耐 水解等性能；比重轻，自润滑性能好，具有非常好的加工性能，可以应用到航空、机械、 电子、化工、汽车等高科技工业领域，尤其可制造使用在速度高达350KM/h的高速铁路列 车上的高要求的机械零部件，如齿轮、轴承、活塞环、支撑环、密封环(函)、阀片、耐 磨圈等，有代替传统金属材料的趋势。纯PEEK的熔融温度在330℃左右，使用温度需控 制在250℃以下，高温环境下使用受限制，需对其进行改性。

发明内容

本发明的目的是提供一种高耐热性PEEK复合材料，具有较高的玻璃化转变温度和熔 融温度，可以在300℃以上的环境中长期使用，且具有良好的耐磨性。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案为：一种高耐热性PEEK复合材料，其特征 在于由以下重量份原料组成：

PEEK77-85份；

碳化硅陶瓷微粉6-8份；

氧化镁陶瓷微粉3-5份；

氧化锌陶瓷微粉6-10份。

优选的，所述碳化硅陶瓷微粉粒径为0.02-0.10μm。

优选的，所述氧化锌陶瓷微粉的粒径为0.01-0.04μm。

优选的，所述氧化镁陶瓷微粉的粒径为0.3-1.0μm。

本发明还公开了上述的高耐热性PEEK复合材料的制备方法，其步骤包括：

A、将碳化硅陶瓷微粉、氧化镁陶瓷微粉和氧化锌陶瓷微粉按比例加入乙醇中，球磨 后超声分散，制得分散液；

B、在分散液中加入PEEK粉末，加热搅拌，使乙醇挥发，获得混合粉料；

C、混合粉料干燥后在50-70MPa模压成型后烧结，烧结温度为400-430℃，得到成品。

在PEEK中填充碳化硅陶瓷微粉、氧化锌陶瓷微粉和氧化镁陶瓷微粉，可以显著提高 其耐高温性能，熔融温度提高到387℃，可在330℃环境下长期使用，且能提高其耐磨性 和硬度，而其他机械性能无大的改变，制得PEEK复合材料可在长期高温环境下使用。

具体实施方式

实施例1

本高耐热性PEEK复合材料的制备方法，其步骤包括：

A、将6份碳化硅陶瓷微粉、3份氧化镁陶瓷微粉和6份氧化锌陶瓷微粉按比例加入乙 醇中，球磨后超声分散，制得分散液；

B、在分散液中加入85份PEEK粉末，加热搅拌，使乙醇挥发，获得混合粉料；

C、混合粉料在150℃干燥4小时，然后在50MPa模压成型后烧结，烧结温度为400℃， 得到成品。

对制得的高耐热性PEEK复合材料进行性能测试，测试结果见表1。

实施例2

本高耐热性PEEK复合材料的制备方法，其步骤包括：

A、将8份碳化硅陶瓷微粉、5份氧化镁陶瓷微粉和10份氧化锌陶瓷微粉按比例加入 乙醇中，球磨后超声分散，制得分散液；

B、在分散液中加入77份PEEK粉末，加热搅拌，使乙醇挥发，获得混合粉料；

C、混合粉料在120℃干燥8小时，然后在70MPa模压成型后烧结，烧结温度为430℃， 得到成品。

对制得的高耐热性PEEK复合材料进行性能测试，测试结果见表1。

实施例3

本高耐热性PEEK复合材料的制备方法，其步骤包括：

A、将7份碳化硅陶瓷微粉、4份氧化镁陶瓷微粉和8份氧化锌陶瓷微粉按比例加入乙 醇中，球磨后超声分散，制得分散液；

B、在分散液中加入81份PEEK粉末，加热搅拌，使乙醇挥发，获得混合粉料；

C、混合粉料在130℃干燥5小时，然后在60MPa模压成型后烧结，烧结温度为420℃， 得到成品。

对制得的高耐热性PEEK复合材料进行性能测试，测试结果见表1。

表1高耐热性PEEK复合材料的性能测试结果

备注：摩擦磨损试验条件：初始负荷196N，转速200r/min,干摩擦2h。对磨轮：45钢， 42-45HRC。