[发明专利]聚醚醚酮棒材及其制备方法和用途

说明书

技术领域

本发明涉及一种以聚醚醚酮(PEEK)树脂为主要原料开发的棒形特种耐高温热塑性工程塑料及其制备方法和用途，具体地说是一种聚醚醚酮棒材及其制备方法和用途。

背景技术

聚醚醚酮(PEEK)是八十年代初由英国ICI公司首先开发成功的特种耐高温热塑性工程塑料，它具有耐高温，耐辐照，耐化学药品，耐磨损、阻燃等特点，已成为许多高技术领域中的关键原材料。目前除ICI公司外，德国巴斯夫公司、美国杜邦公司等多家公司相继开发生产PEEK，目前全球主要PEEK生产公司为英国Victrex公司，主要用于汽车、电子电气、航空航天、机械设备和医疗等领域，需求量快速增长，2004年英国Vicrtrex公司的PEEK产量已达2600吨/年。据国外权威机构预测2002年～2007年全球PEEK的年均增长率将保持在20％左右。ZL97102708.0公开了吉林大学特种工程塑料研究所研制的具有自主知识产权的PEEK树脂合成路线，由于PEEK树脂具有较高的玻璃化转变温度(143℃)和熔点(334℃)，熔体粘度太大，结晶度很低，通常只有20％～30％，且结晶速度很慢，它与金属粘结性极好，增大了加工的难度，特别是由纯聚醚醚酮树脂制成的棒材加工更为困难，在很大程度上限制了其应用，并使得由其制造而成的零部件的成本居高不下，其优良性能难以得到最大发挥。

发明内容

本发明的目的是针对现有的PEEK棒材存在的加工中因熔体粘度太大，结晶速度慢以及加工成形后的PEEK棒材因为与金属粘结性好而存在的加工难度大的问题发明了一种新的聚醚醚酮棒材，同时给出了该棒材的制备方法和用途。

本发明的技术方案是：

一种聚醚醚酮棒材，其特征在于它由下述重量份的组份组成：

聚醚醚酮树脂    55.5～100份

润滑剂          2～4份

成核剂          0.05～0.5份

填料            0.05～43份。

所述的润滑剂为石墨、二硫化钼、氮化硼、PTFE粉(偏聚四氟乙烯)、有机硅化合物或碳纤维粉中的一种或若干种的组合物，该组合物的混合比例可为等比例，也可为不等比例。

所述的成核剂为粒径在50μm以下的无机粉体、二氧化硅、氮化硼或高岭土中的一种或若干种的组合物，该组合物的混合比例可为等比例，也可为不等比例。

所述的填料为玻纤、碳纤、碳化硅晶须、二硫化钼、石墨或PTFE粉中的一种或若干种的组合物，该组合物的混合比例可为等比例，也可为不等比例。

所述的聚醚醚酮棒材的制备方法为：首先将55.5～100份的聚醚醚酮树脂，2～4份的润滑剂，0.05～0.5份的成核剂，0.01～43份的填料加入到双阶真空排气单螺杆挤出机中，控制所述的双阶真空排气单螺杆挤出机的挤出温度为350～380℃，使它们先在上阶螺杆中塑化，得到熔融的物料，经真空排气后，送入下阶螺杆中，在8～12MPa工作压力下经过挤出机头挤出后经最终定型、冷却、凝固即得本发明的聚醚醚酮棒材。

所述的聚醚醚酮棒材的直径为20～80mm。

本发明的聚醚醚酮棒材可用于制备发动机内罩、汽车轴承、垫片、密封件、离合器、齿环零部件、泵体或阀门零部件。

当本发明的聚醚醚酮棒材用于制备齿环零部件时尤其可用于制备各种车用活塞环。

本发明的有益效果：

本发明的PEEK棒材具有诸多优异性能，通过二次加工可制备各种零部件，使其在航空航天、汽车工业、电子电气、精密仪表仪器、工业领域、医疗领域、能源领域、特种电线电缆及特种涂料等领域有着广泛的应用，其中

在航空航天工业中，PEEK可作为一种军工材料应用于航天航空领域，主要替代铝和其它金属材料制造各种飞机零部件，PEEK密度小、加工性能好，因此可以直接加工成型精细度要求高的大型部件，由于其耐水解性、耐腐蚀性及优异的阻燃性，常用于制备飞机内外部零件，可降低飞机发生火灾时的危害程度。PEEK用作火箭的电池槽、螺栓、螺母及火箭发动机的零部件等。

在汽车工业领域中，节能、减重、低噪音一直是汽车发展所追求的重要指标，可利用PEEK棒材良好耐摩擦性能和机械性能，替代金属作为制造发动机内罩的材料、汽车轴承、垫片、密封件、离合器齿环等各种零部件，在汽车的传动、刹车和空调系统中也有广泛应用。尤其是作为不锈钢和钛的替代品，PEEK树脂是一种非常好的选择。引外还可加工气体压缩机的阀片，并使用PEEK代替传统钢材，克服噪音大、需要油润滑、寿命短等缺点。