[发明专利]一种不同结晶度的轻质聚醚醚酮或其复合材料板材及制备方法

说明书

一种不同结晶度的轻质聚醚醚酮或其复合材料板材及制备方法，属于高分子材料制备技术领域。是将聚醚醚酮或其复合材料板材置于近临界或超临界CO₂流体中，在320～360℃的饱和温度和5～30MPa的饱和压力下进行溶胀和渗透，饱和时间为30min～3h，然后快速卸压至常压，并冷却至室温；重复上述操作1～3次，最后退火处理，即可得到具有不同结晶度、不同泡孔尺寸和高发泡倍率的轻质聚醚醚酮或其复合材料。本发明克服了以往在制备结晶性聚醚醚酮或其复合材料泡沫膨胀倍率小、泡孔尺寸单一、气体饱和困难等缺点，拓宽了聚醚醚酮的应用领域，改善现有结晶性聚醚醚酮或其复合材料发泡技术上的瓶颈。

技术领域

本发明属于高分子材料制备技术领域，具体涉及一种不同结晶度的轻质聚醚醚酮或其复合材料板材及制备方法。

背景技术

聚醚醚酮(PEEK)是一种主链由大量苯环、醚键和羰基重复连接构成的聚合物，因这种特殊的分子结构而具有耐高温、高强度、耐化学腐蚀、抗蠕变和高阻燃性等。作为特种工程塑料，PEEK除了在国防军事领域最先得到成功的应用外，也被广泛应用于航空航天、电子电气以及医疗器械等诸多领域。为了进一步拓宽PEEK及其复合材料的应用领域，充分发挥其作为特种工程塑料的优势，开发轻质结晶性PEEK及其复合材料具有重要的意义。

聚合物泡沫材料又称泡沫塑料，由于其特殊的多孔结构而具有诸如密度低、冲击性能好、比强度高、隔热性能优异、隔声效果佳等许多优异的性能，因此被广泛适用于包装、保暖、隔声、交通运输、建筑以及医疗等领域，已成为不可或缺的材料之一。

聚合物泡沫材料的制备方法主要分为两种：化学发泡和物理发泡。化学发泡是在聚合物中添加化学发泡剂，使其在加工过程中分解并产生气体而发泡。物理发泡是将聚合物在一定压力下的饱和惰性气体中使其充分溶解，而后通过快速升温或降压使体系达到过饱和状态，气体逸出而发泡。除此之外还有通过相转化法制备泡沫材料，但相转化法只适用于可溶性的聚合物，而且容易导致在泡沫材料内部残留溶剂。

早在20世纪80年代初期，N.P.Suh教授就提出微孔泡沫塑料的概念并将超临界技术应用到了微孔发泡过程中。21世纪初期，超临界发泡技术制备微孔泡沫塑料已经实现成功的商业化。

中国专利CN105367994A公开了一种轻质耐磨微发泡聚醚醚酮复合材料及制备方法与应用，其主要是通过添加化学发泡剂制得泡孔，达到轻质的目的，但该方法制得的产品发泡倍率小，密度仍然在1.35以上。中国专利CN102924743A公开了一种结晶性聚醚醚酮泡沫材料的制备方法，其主要是通过超临界CO₂法对聚醚醚酮珠粒发泡，制得的泡沫珠粒泡孔尺寸单一，发泡倍率最高16倍，而且这种泡沫珠粒需在高温蒸汽下粘结成型为相应制品，然而泡沫珠粒的双熔融峰之间的温差较窄，使后期蒸汽模压成型难以控制，实现应用存在困难。

结晶性聚醚醚酮或其复合材料板材的成型方式可以采用挤出成型和模压成型，材料除了树脂本身具有一定结晶度之外，复合材料中填料的加入会增加熔体粘度，从而限制泡孔生长，这些都增加了发泡的难度，尤其是在填料含量高的情况下，发泡更趋困难，所以目前并没有与之相关的轻质聚醚醚酮或其复合材料板材发泡专利公布。因此，开发具备耐高温、耐腐蚀和高强度的结晶性轻质聚醚醚酮或其复合材料板材值得被探索。

发明内容

本发明的目的是提供一种不同结晶度的轻质聚醚醚酮或其复合材料板材及制备方法。与已有专利相比，本发明中原料和制品均有不同，CN102924743A专利只是涉及纯聚醚醚酮的粒料，进行物理发泡(超临界)，而CN105367994A专利只是涉及聚醚醚酮复合材料，采用化学发泡而非物理发泡，两个专利制品膨胀倍率均不是很高。