本實(shí)發(fā)明涉及一種復(fù)合材料，尤其涉及一種低成本PEEK復(fù)合材料。
背景技術(shù)：
：聚醚醚酮(PEEK)是一種全芳香族半結(jié)晶性的熱塑性工程塑料，由于大分子鏈上含有剛性的苯環(huán)、柔順的醚鍵及提高分子間作用力的羰基，結(jié)構(gòu)規(guī)整，因而具有高耐熱性、高強(qiáng)度、高模量、高斷裂韌性等優(yōu)異的綜合性能。另外，PEEK有出眾的滑動(dòng)特性，適合于要求低摩擦系數(shù)和耐磨使用，但是成本高昂，無機(jī)鹽晶須具有優(yōu)良的性能，在復(fù)合材料中既表現(xiàn)出短纖維的特性，也有納米粒子的特性，而且成本低廉，對其他有機(jī)物的改性也取得良好的效果。CaCO3晶須具有成本低、白度高、填充量大的特點(diǎn)，可以大量地用于改善聚合物復(fù)合材料的力學(xué)和摩擦學(xué)性能。采用無機(jī)鹽晶須CaCO3晶須改性PEEK，改性后的PEEK復(fù)合材料在提高摩擦學(xué)性能同時(shí)，也保持了良好好的機(jī)械力學(xué)性能和較低成本，擴(kuò)大復(fù)合材料的應(yīng)用范圍。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：（一）要解決的技術(shù)問題本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是開發(fā)出一種低成本，同時(shí)性能優(yōu)越于PEEK原料的復(fù)合材料。（二）技術(shù)方案為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：一種低成本PEEK復(fù)合材料，由碳酸鈣晶須(CaCO3)、聚四氟乙烯(PTFE)、PEEK混合構(gòu)成。作為本發(fā)明優(yōu)選的技術(shù)方案，碳酸鈣晶須(CaCO3)、聚四氟乙烯(PTFE)、PEEK質(zhì)量百分比為20%：10%：70%。作為本發(fā)明優(yōu)選的技術(shù)方案，碳酸鈣晶須(CaCO3)的直徑為0.1~1.0um,比表面積為7.0m3/g，長度為20~30um。。本發(fā)明還提供了上述PEEK復(fù)合材料的制備方法，包括以下步驟：一次干燥：采用干燥箱對PEEK粉末進(jìn)行干燥；高速混合：采用高速混合機(jī)將CaCO3晶須、PTFE、PEEK進(jìn)行混料，以使CaCO3晶須、PTFE、PEEK均勻共混；擠出造粒：使用雙螺桿配混擠出機(jī)對混合后的物料進(jìn)行擠出造粒，將擠出的料條進(jìn)行風(fēng)冷至常溫后，進(jìn)行切粒；二次干燥：將切出的顆粒物料進(jìn)行干燥處理；注塑成型：采用常規(guī)高溫注塑方法，模具為耐高溫模具，將二次干燥處理后的顆粒物料通過高溫模具制成符合測試要求的形狀。作為本發(fā)明優(yōu)選的技術(shù)方案，一次干燥和二次干燥步驟中的溫度均為150℃，干燥時(shí)間為2h；作為本發(fā)明優(yōu)選的技術(shù)方案，高速混合步驟中混料時(shí)間為10min；所述的碳酸鈣晶須(CaCO3)、聚四氟乙烯(PTFE)、PEEK質(zhì)量百分比為20%：10%：70%。作為本發(fā)明優(yōu)選的技術(shù)方案，擠出造粒步驟中擠出機(jī)的參數(shù)設(shè)置為一區(qū)溫度為340℃，二區(qū)溫度為380℃，三區(qū)溫度為385℃，四區(qū)溫度為375℃，五區(qū)溫度為375℃，六區(qū)溫度為380℃，七區(qū)溫度為370℃，八區(qū)溫度為370℃，機(jī)頭溫度為380℃，主機(jī)轉(zhuǎn)速為290r/min，喂料頻率為13Hz；擠出造粒步驟中切出的顆粒為3mm長左右的圓柱形顆粒物料。作為本發(fā)明優(yōu)選的技術(shù)方案，注塑成型步驟中注塑機(jī)的設(shè)置參數(shù)為注塑溫度為380℃，注塑壓力為90MPa，儲(chǔ)料壓力為110MPa，關(guān)模壓力為33MPa，模具溫度為120℃，螺桿轉(zhuǎn)速為80r/min。作為本發(fā)明優(yōu)選的技術(shù)方案，注塑成型步驟中，耐高溫模具為本公司自制模具。（三）有益效果(1)CaCO3晶須具有成本低、白度高、填充量大的特點(diǎn)，本發(fā)明中加入CaCO3晶須和PTFE的含量高達(dá)30%，大大降低了復(fù)合材料的成本；(2)本發(fā)明（20%CaCO3/10%PTFE/PEEK）復(fù)合材料的磨損率小于3.5×10-7mm3/Nm，比純PEEK原料磨損率下降了26倍；(3)本發(fā)明中加入了CaCO3晶須，可以大幅改善復(fù)合材料的極限PV值，提高復(fù)合材料的承載能力；(4)本發(fā)明中添加CaCO3晶須提高了復(fù)合材料的表面承載能力，在摩擦過程中也減少摩擦副表面粘著和剝層，阻止基體樹脂的熱塑性變形；(5)本發(fā)明中添加的PTFE能夠優(yōu)先粘著轉(zhuǎn)移使得CaCO3/PTFE/PEEK復(fù)合材料在對偶表面形成的轉(zhuǎn)移膜最薄，連續(xù)性與均勻性最好，與CaCO3晶須協(xié)同有效提高復(fù)合材料的摩擦學(xué)性能。附圖說明圖1為PEEK復(fù)合材料的制備方法的流程示意圖。下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實(shí)施方式做進(jìn)一步說明。具體實(shí)施方式實(shí)施例1本發(fā)明的PEEK復(fù)合材料由碳酸鈣晶須(CaCO3)、聚四氟乙烯(PTFE)、PEEK混合構(gòu)成，碳酸鈣晶須(CaCO3)、聚四氟乙烯(PTFE)、PEEK質(zhì)量百分比為20%：10%：70%，碳酸鈣晶須(CaCO3)的直徑為0.1~1.0um,比表面積為7.0m3/g，長度為20~30um。其機(jī)械性能參見表一表一、PEEK復(fù)合材料機(jī)械性能表項(xiàng)目單位參數(shù)洛氏硬度68彎曲強(qiáng)度MPa19824摩擦系數(shù)0.26本實(shí)施例的PEEK復(fù)合材料在保持了PEEK自身耐摩擦、高力學(xué)性能、耐高溫等優(yōu)異性能的同時(shí)，本發(fā)明CaCO3晶須及聚四氟乙烯(PTFE)加入量約30%，大大降低了所制備PEEK復(fù)合材料的成本，一定程度上解決了PEEK產(chǎn)品成本高、價(jià)格昂貴的因素，使其能更廣泛的應(yīng)用到汽車、航空航天、加工制造等領(lǐng)域。參見圖1，本PEEK復(fù)合材料的制備方法，依次包括以下步驟：一次干燥：采用干燥箱對PEEK粉末進(jìn)行干燥，溫度為150℃，干燥時(shí)間為2h；；高速混合：采用高速混合機(jī)將CaCO3晶須、PTFE、PEEK進(jìn)行混料，以使CaCO3晶須、PTFE、PEEK均勻共混，混料時(shí)間為10min；所述的碳酸鈣晶須(CaCO3)、聚四氟乙烯(PTFE)、PEEK質(zhì)量百分比為20%：10%：70%。；擠出造粒：使用雙螺桿配混擠出機(jī)對混合后的物料進(jìn)行擠出造粒，將擠出的料條進(jìn)行風(fēng)冷至常溫后，進(jìn)行切粒，擠出造粒步驟中擠出機(jī)的參數(shù)設(shè)置為一區(qū)溫度為340℃，二區(qū)溫度為380℃，三區(qū)溫度為385℃，四區(qū)溫度為375℃，五區(qū)溫度為375℃，六區(qū)溫度為380℃，七區(qū)溫度為370℃，八區(qū)溫度為370℃，機(jī)頭溫度為380℃，主機(jī)轉(zhuǎn)速為290r/min，喂料頻率為13Hz；擠出造粒步驟中切出的顆粒為3mm長左右的圓柱形顆粒物料。二次干燥：將切出的顆粒物料進(jìn)行干燥處理，溫度為150℃，干燥時(shí)間為2h；注塑成型：采用常規(guī)注塑方法，將二次干燥處理后的顆粒物料制成符合要求的形狀，注塑機(jī)的設(shè)置參數(shù)為注塑溫度為380℃，注塑壓力為90MPa，儲(chǔ)料壓力為110MPa，關(guān)模壓力為33MPa，模具溫度為120℃，螺桿轉(zhuǎn)速為80r/min，耐高溫模具為本公司自制模具。當(dāng)前第1頁1 2 3