[发明专利]高强度防自转十字滑环PEEK树脂复合材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及新能源汽车上的空调涡旋压缩机用高强度防自转十字滑环PEEK树脂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）分子主链中含有大量的酮键、醚键，因此PEEK具有优良的刚性和柔性性能，是一种耐高温、高性能的热塑性特种工程塑料PEEK具有良好的机械性能和耐化学腐蚀、耐磨损、耐水解等性能，耐高温性能超过PPS、PTFE、PI等特种塑料；比重轻，自润滑性能好，具有非常好的加工性能，广泛应用于航空、机械、电子、化工、汽车等工业领域，有代替传统金属材料的趋势。但由于表面结构的问题，纯PEEK的表面摩擦系数偏高，滑动性差，在高速、高载的情况下表面产生大量热能无法扩散，影响其使用。

以电动机作为主要动力的新能源汽车上一般使用空调涡旋压缩机作为制冷动力。空调涡旋压缩机是以压缩制冷剂起到制冷效果的压缩机，防自转十字滑环是空调涡旋压缩机防自转系统的主要部件，在空调涡旋压缩机工作过程中，为防止动涡盘自转，可以在压缩机的背压腔内设置十字滑环，在空调涡旋压缩机工作的情况下，十字滑环也需要进行高速往复运动，由于背压腔内压力极大，因此要求制备十字滑环的材料具有高强度。

发明内容

本发明的目的是提供一种高强度防自转十字滑环，具有高强度的特点。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案为：一种高强度防自转十字滑环PEEK树脂复合材料，其特征在于：由55-74份PEEK，18-32份碳纤维，6-8份蒙脱土，2-5份碳化硅陶瓷微粉组成。

优选的，所述碳纤维和碳化硅陶瓷微粉经硅烷偶联剂活化处理。

优选的，所述蒙脱土经季铵盐改性处理。

本发明还公开了上述高强度防自转十字滑环的制备方法，其步骤包括：

（1）、在蒙脱土悬浮液中加入季铵盐，搅拌溶解后，超声反应48小时以上，过滤获取固体，固体烘干后在450℃下煅烧4小时后磨粉；

（2）、在碳纤维和碳化硅陶瓷微粉分别加入硅烷偶联剂，搅拌均匀；

（3）、采用真空干燥箱对蒙脱土粉末、PEEK粉末、碳纤维和碳化硅陶瓷微粉进行真空干燥；

（4）、将上述干燥后的原料放入高混机中高速混合5-15分钟；

（5）、将混合物加热至黏流状态后注塑成型，成型温度360-380℃，模具温度130-260℃，成型压力10-40MPa，冷却脱模，获得高强度防自转十字滑环。

优选的，所述季铵盐为十六烷基三甲基溴化铵。

本发明在PEEK中添加碳纤维后可增加树脂的拉伸和压缩模量，降低成型收缩率，降低蠕变，提高尺寸稳定性，有利于减小尺寸公差。碳纤维的加入使PEEK可能存在翘曲的风险，PEEK中添加蒙脱土和碳化硅陶瓷微粉可显著提高其抗翘曲性，蒙脱土经季铵盐处理可以提高其极性，更均匀的分散于PEEK中，同时提高树脂的机械强度和耐磨性，用本发明材料制得的新能源汽车上的空调涡旋压缩机用高强度防自转十字滑环强度高，使用寿命长。

具体实施方式

实施例1

本空调涡旋压缩机用高强度防自转十字滑环的制备方法，其步骤包括：

（1）、在蒙脱土悬浮液中加入季铵盐，搅拌溶解后，超声反应48小时以上，过滤获取固体，固体烘干后在450℃下煅烧4小时后磨粉；

（2）、在碳纤维和碳化硅陶瓷微粉分别加入硅烷偶联剂，搅拌均匀；

（3）、采用真空干燥箱对蒙脱土粉末、PEEK粉末、碳纤维和碳化硅陶瓷微粉进行真空干燥，其中蒙脱土粉末8份、PEEK粉末55份、碳纤维32份、碳化硅陶瓷微粉5份；

（4）、将上述干燥后的原料放入高混机中高速混合5分钟；

（5）、将混合物加热至黏流状态后注塑成型，成型温度360℃，模具温度130℃，成型压力10MPa，冷却脱模，获得空调涡旋压缩机用高强度防自转十字滑环。

对制得的空调涡旋压缩机用高强度防自转十字滑环进行性能测试，测试结果见表1。

实施例2

本空调涡旋压缩机用高强度防自转十字滑环的制备方法，其步骤包括：

（1）、在蒙脱土悬浮液中加入季铵盐，搅拌溶解后，超声反应48小时以上，过滤获取固体，固体烘干后在450℃下煅烧4小时后磨粉；

（2）、在碳纤维和碳化硅陶瓷微粉分别加入硅烷偶联剂，搅拌均匀；

（3）、采用真空干燥箱对蒙脱土粉末、PEEK粉末、碳纤维和碳化硅陶瓷微粉进行真空干燥，其中蒙脱土粉末6份、PEEK粉末74份、碳纤维18份、碳化硅陶瓷微粉2份；