[发明专利]一种抗磨抗静电聚醚醚酮基复合材料及其制备方法和应用

说明书

本发明属于高分子材料技术领域，公开了一种抗磨抗静电聚醚醚酮基复合材料及其制备方法和应用，其制备方法包括：自润滑聚醚醚酮和碳纤维通过机械研磨混合均匀，获得混合粉末；随后将混合粉末置于压力为10～20MPa的真空条件下进行热压烧结处理，获得所述抗磨抗静电聚醚醚酮基复合材料。本发明复合材料具有摩擦系数低、磨损率低、摩擦静电小等特点，而且制备工艺简单、可控性好。该材料适合在常温及60℃～260℃下使用。作为固体润滑材料在航空航天和汽车制造领域具有重要的应用前景。

技术领域

本发明涉及高分子材料技术领域，尤其涉及一种抗磨抗静电聚醚醚酮基复合材料及其制备方法和应用。

背景技术

聚醚醚酮是一种热塑性树脂，作为一种特种高分子材料，聚醚醚酮具有优异的耐热性能、耐摩擦性能、耐腐蚀性能和良好的机械性能，这使得聚醚醚酮成为一种极具有吸引力的复合材料的基体材料，广泛应用于航空航天、医疗器械、汽车和电子行业。

现有技术中的聚醚醚酮基复合材料由于采用不同的制备方法，使得材料的各项性能有所差异，且目前成熟应用的高分子复合材料，虽然在室温、低速低载条件下具有良好的摩擦磨损性能，但在高温、高速重载恶劣条件下摩擦磨损性能迅速降低，限制了其应用范围。

为此，本发明提供一种抗磨抗静电聚醚醚酮基复合材料及其制备方法和应用。

发明内容

为了解决上述现有技术中的不足，本发明提供一种抗磨抗静电聚醚醚酮基复合材料及其制备方法和应用，本发明的复合材料能在室温至260℃范围内具有良好耐磨性能和良好抗静电性能。

本发明的一种抗磨抗静电聚醚醚酮基复合材料及其制备方法和应用是通过以下技术方案实现的：

本发明的第一个目的是提供一种抗磨抗静电聚醚醚酮基复合材料的制备方法，包括以下步骤：

自润滑聚醚醚酮和碳纤维通过机械研磨混合均匀，随后将其置于压力为10～20MPa的真空条件下进行热压烧结处理，获得所述抗磨抗静电聚醚醚酮基复合材料。

进一步地，所述热压烧结处理为：先以50～60℃/min的升温速率从室温升温至300℃，随后以8～10℃/min的升温速率从300℃升温至350℃，并保温5～15min。

进一步地，所述自润滑聚醚醚酮和碳纤维的质量比为4～19:1。

进一步地，所述自润滑聚醚醚酮为PEEK 450G粉末，且其粒径为12.5μm。

进一步地，所述短碳纤维的密度为1.8g/cm³，其横截面直径为900目，长径比为6～8:1。

进一步地，所述抗磨抗静电聚醚醚酮基复合材料的密度不超过1.5g/cm³。

进一步地，所述机械研磨为干式球磨，且其球料比为1～2:1，转速为200～300r/min，球磨时间为4～8h。

进一步地，所述球磨机的磨罐和磨球为碳化钨硬质合金。

进一步地，所述自润滑聚醚醚酮在球磨之前还经过干燥处理，所述干燥处理的干燥温度为90～110℃，干燥时间为4～12h。

进一步地，所述真空条件的真空度为10^-1～10⁰Pa。

本发明的第二个目的是提供一种上述制备方法制得的抗磨抗静电聚醚醚酮基复合材料。

本发明的第三个目的是提供一种上述制备方法制得的抗磨抗静电聚醚醚酮基复合材料在用于抗磨抗静电材料中的应用。

本发明与现有技术相比，具有以下有益效果：