[发明专利]一种聚芳醚酮耐磨材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种聚芳醚酮耐磨材料及其制备方法，属于复合材料技术领域。解决了如何提供一种耐热等级高、力学性能好、摩擦性能突出、自润滑性极好的聚芳醚酮耐磨材料及其制备方法的问题。本发明的耐磨材料，通过预成型体在硫酸浸泡后，去离子水清洗获得；预成型体由交替排列的复合材料层和碳纤维网组成，复合材料层由聚芳醚酮、高密度聚乙烯、磷酸钙多孔陶瓷、聚四氟乙烯、金刚砂、锡青铜粉末、石墨、碳化钛和润滑微球组成；润滑微球由芯球和包覆层组成，芯球为填充液体石蜡和二硫化钼的多孔微球，包覆层包覆在芯球的表面，材料为聚酰亚胺粉末。该耐磨材料具备优异的耐磨性、耐热性和力学性能。

技术领域

本发明属于复合材料技术领域，具体涉及一种聚芳醚酮耐磨材料及其制备方法。

背景技术

聚芳醚酮(英文名称polyetherketoneketone)，简称PAEK，是一类亚苯基环通过氧桥(醚键)和羰基(酮)连接而成的一类结晶型聚合物。按分子链中醚键、酮基与苯环连接次序和比例的不同，可形成许多不同的聚合物。主要有聚醚醚酮(PEEK)、聚醚酮(PEK)、聚醚酮酮(PEKK)、聚醚醚酮酮(PEEKK)和聚醚酮醚酮酮(PEKEKK)等品种。聚芳醚酮分子结构中含有刚性的苯环，因此具有优良的高温性能、力学性能、电绝缘性、耐辐射和耐化学品性等特点。

因此，在对材料性能要求越来越高的今天，聚芳醚酮及其复合材料的重要性日益凸显，常可用来制造耐高冲击齿轮、轴承、电熨斗零件、微波炉转盘传动件、汽车齿轮密封件、齿轮支撑座、轴衬、粉末涂料、超纯介质输送管道、航空航天结构材料等。但是如今科技飞速发展，对材料的性能要求也在不断提高，因此研究人员对聚芳醚酮进行了各种改性，但改性后，材料的自润滑性不好，且很多领域要求非常高的耐磨性能，是聚芳醚酮无法达到的，所以必须对其进行增强处理。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种耐热等级高、力学性能好、摩擦性能突出、自润滑性极好的聚芳醚酮耐磨材料及其制备方法。

本发明解决上述技术问题采取的技术方案如下。

聚芳醚酮耐磨材料，通过预成型体在浓度为50％-55％的硫酸中浸泡25-35h后，去离子水清洗15-20min获得；

所述预成型体由交替排列的复合材料层和碳纤维网组成，且最外层和最内层皆为复合材料层；

所述复合材料层的组成及重量份为：

所述润滑微球由芯球和包覆层组成，芯球为填充液体石蜡和二硫化钼的多孔微球，多孔微球的粒径为0.3-0.5mm，孔隙率为30％-70％，熔点在400℃以上；包覆层包覆在芯球的表面，材料为聚酰亚胺粉末，粒径为30-40μm。

优选的，所述碳纤维网的网孔尺寸为2-3mm，厚度为0.3-0.5mm。

优选的，所述碳纤维网为2-3层，复合材料层的厚度为1-1.2mm。

优选的，所述聚芳醚酮为聚醚酮酮、聚醚醚酮、聚醚酮、聚醚酮醚酮酮中的一种。

优选的，所述磷酸钙多孔陶瓷为羟基磷灰石或磷酸三钙，粒径为300-500μm。

优选的，所述的聚四氟乙烯的粒径为20-30μm；所述锡青铜粉末、金刚砂、石墨、二硫化钼的粒径为20-50μm，所述碳化钛的粒径为50-80nm。

优选的，所述液体石蜡与二硫化钼的质量比为(5-10):1。

优选的，所述多孔微球为碳球。

本发明还提供上述聚芳醚酮耐磨材料的制备方法，步骤如下：