[发明专利]一种钢基聚醚醚酮复合板及其制备方法

说明书

技术领域

      本发明属于工程塑料与金属复合板及其制备领域，特别涉及一种以聚醚醚酮与钢板为主要原料的复合板及其制备方法。

背景技术

聚醚醚酮具有以下一些优良的性能：

（1）耐高温：聚醚醚酮树脂具有较高的玻璃化转变温度（143℃）和熔点（334℃），这是它可在有耐热性要求的用途中可靠应用的理由之一。其负载热变型温度高达316℃（30%GF或CF增强牌号），连续使用温度为260℃；（2）机械特性： 聚醚醚酮树脂是韧性和刚性兼备并取得平衡的塑料。特别是它对交变应力的优良耐疲劳性是所有塑料中最出众的，可与合金材料媲美；（3）自润滑性(耐腐蚀性)：聚醚醚酮 树脂在所有塑料中具有出众的滑动特性，适合于严格要求低摩擦 系数和耐摩耗用途使用。特别是碳纤、石墨、聚四氟乙烯各占10%比例混合改性的滑动牌号或30%CF增强牌号等均为具有优异滑动特性的牌号；（4）耐化学药品性 ：聚醚醚酮 树脂具有优异的耐化学药品性，在通常的化学药品中，能溶解或 者破坏它的只有浓硫酸，它的耐腐蚀性与镍钢相近；（5）阻燃性 聚醚醚酮树脂是非常稳定的聚合物，1.45mm厚的样品，不加任何阻燃剂就可达到最高阻燃标准；（6）耐剥离性：聚醚醚酮树脂的耐剥离性很好，因此可制成包覆很薄的电线或电磁线，并可在苛刻条件下使用；（7）耐疲劳性：聚醚醚酮树脂在所有树脂中具有最好的耐疲劳性；（8）耐辐照性：耐γ辐照的能力很强，超过了通用树脂中耐辐照性最好的聚苯乙烯。可以作成γ辐照剂量达1100Mrad时仍能保持良好的绝缘能力的高性能电线；（9）耐水解性：聚醚醚酮树脂及其复合材料不受水和高压水蒸气的化学影响，用这种材料作成的制品在高温高压水中连续使用仍可保持优异特性；（10）易加工性：聚醚醚酮树脂虽然是超耐热性树脂，但由于它具有高温流动性好和热分解温度很高等特点，因此可采用如下加工方式：注射成型、挤出成型、模压成型、吹塑成型、熔融纺丝、旋转成型、粉末喷涂；（11）绝缘性稳定性： 聚醚醚酮具有良好的电绝缘性能，并保持到很高的温度范围。其介电损耗在高频情况下也很小；（12）耐磨性：具有相当于聚酰亚胺的良好耐磨性，聚醚醚酮纯树脂与H10钢材质对磨的磨耗量为2.7×10g^－4，聚醚醚酮纯树脂与S17钢材质对磨的磨耗量为9.7×10^－4g。

45号钢,20号钢等为优质碳素结构用钢,硬度不高易切削加工,模具中常用来做模板,梢子,导柱等,但须热处理。调质处理后零件具有良好的综合机械性能，广泛应用于各种重要的结构零件，特别是那些在交变负荷下工作的连杆、螺栓、齿轮及轴类等。但表面硬度较低，不耐磨。可用调质表面淬火提高零件表面硬度。

聚醚醚酮由于其独特的性能，目前已经应用很多，但现在在一些特殊行业由于其刚性差而限制了使用。钢还具有耐腐蚀性能差、传热快、不耐磨、比重大等缺陷，因此需将二者结合起来，充分发挥其主要优点，为工业生产提供一种优良材质的复合板。

发明内容

本发明针对目前的技术不足，提供了一种钢基聚醚醚酮复合板及其制备方法，综合了金属和聚醚醚酮的综合性能，提高了应用领域，解决了一些特殊行业配件的关键问题。本发明的钢基聚醚醚酮复合板制作方法简单，无特殊的设备要求，生产条件易满足、易控制的生产工艺，制作的产品粘合性能好、尺寸稳定性好、易加工。

本发明的技术方案如下：

钢基聚醚醚酮复合板，由钢基板和聚醚醚酮组成，该聚醚醚酮为纤维增强的聚醚醚酮粉料，其各成分及其重量配比为：聚醚醚酮65-70份，PAN碳素纤维10-12份，聚四氟乙烯8-10份，石墨粉12-13份，偶联剂0.5-3份。其中钢基可为45号钢、20号钢、Q235钢或铸铁，偶联剂为硅烷偶联剂，硅烷偶联剂的型号为市售品种如KH-550、KH-560、KH-570或KH-792等。

钢基聚醚醚酮复合板的制备方法，其中原料各成分以重量配比计：

（1）将聚醚醚酮粉料65-70份在使用前烘干，在150-170℃下烘置2-4小时；

（2）将处理后的聚醚醚酮，PAN碳素纤维10-12份，聚四氟乙烯8-10份，石墨粉12-13份，偶联剂0.5-3份，置于高混机中混合均匀，混合20分钟，即为纤维增强的聚醚醚酮粉料；    

（3）模具在使用前需要在150℃下预处理；

（4）冷压：将加工处理好的钢基板放置于模具下层，将预处理好的纤维增强的聚醚醚酮粉料放入模具后，放置到液压机上加压到400-600 Kg/cm²，保压1－5分钟；