專(zhuān)利名稱(chēng)：一種碳纖維/聚醚醚酮復(fù)合材料的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種碳纖維/聚醚醚酮復(fù)合材料的制備方法，可用作耐高溫環(huán)境下的交流電傳 導(dǎo)材料。
背景技術(shù)：
碳納米管(CNT)本身具有獨(dú)特的高電導(dǎo)率，能夠通過(guò)較大的電流密度，與聚合物復(fù)合可極 大地改善聚合物復(fù)合材料的導(dǎo)電性能，在電磁屏蔽、吸波、紅外隱身、過(guò)電流保護(hù)器、防靜 電、導(dǎo)電等方面有著巨大的應(yīng)用前景。目前，國(guó)內(nèi)外有關(guān)聚合物基碳納米管復(fù)合材料的交流電傳導(dǎo)性能研究文獻(xiàn)，主要涉及到環(huán)氧樹(shù)脂聚丙烯、聚苯乙烯、聚碳酸酯等較低溫度樹(shù)脂體系，而對(duì)耐高溫復(fù)合材料交流電傳 導(dǎo)性能的研究較少。聚醚醚酮(PEEK)材料具有優(yōu)異的耐熱性能和力學(xué)性能，可通過(guò)不同成型加工方法制得 厚、薄和形狀復(fù)雜的制件，但PEEK有很高的熔點(diǎn)和熔體黏度，碳纖維及多壁碳納米管 (MWNT)極難在PEEK熔體中呈單根均勻分散。為此，目前一般采取固體合金化方法，使 MWNT在短切、解纏的同時(shí)，與PEEK粉體實(shí)現(xiàn)混合和均勻分散，制得PEEK/MWNT復(fù)合材 料，但這種方法存在下述弊端由于纖維在熔體中的流動(dòng)取向，因而這種材料成型件的導(dǎo)電 行為呈現(xiàn)明顯的各向異性。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明公開(kāi)了一種碳纖維/聚醚醚酮復(fù)合材料的制備方法，其目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中存 在的導(dǎo)電行為各向異性缺點(diǎn)，本發(fā)明通過(guò)將碳纖維、碳納米管填充聚醚醚酮，制備出具有優(yōu) 異導(dǎo)電性能的復(fù)合材料。一種碳纖維/聚醚醚酮復(fù)合材料的制備方法，其特征在于A) 按重量百分比將10—20%的碳纖維和79_89%的聚醚醚酮和1一10%的碳納米管進(jìn) 行機(jī)械共混；B) 將步驟A)制備的顆粒置于空氣循環(huán)爐中進(jìn)行干燥，在15(TC ±3 。C的溫度下放置3h， 或在160 。C士3'C的溫度下放置2h，直至水分重量百分比少于O. 02%，干燥過(guò)程中顆粒材料 應(yīng)散放于盤(pán)中，顆粒材料厚度約2. 5 cm;C)采用注塑成型工藝將步驟B)得到的顆粒材料置于料筒中，根據(jù)復(fù)合材料在料筒內(nèi) 的塑化機(jī)理，分三段加熱，后段溫度35(TC,有冷卻水冷卻以防止物料架橋，中段溫度360 370 'C，前段溫度380 390 。C，以便保證物料處于全熔融狀態(tài)；模具溫度為200 220 °C， 螺桿轉(zhuǎn)速為50 60r/min，注塑成型后制成碳纖維/聚醚醚酮復(fù)合材料。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是材料成型件的導(dǎo)電行為各向同性，并且該復(fù)合材料制備工 藝方法簡(jiǎn)單，成本低，工藝性好。
具體實(shí)施例方式
以下結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述，但本實(shí)施例并不用于限制本發(fā)明，凡是采 用本發(fā)明的相似方法及其相似變化，均應(yīng)列入本發(fā)明的保護(hù)范圍。
實(shí)施例l:
將復(fù)合材料組分的重量百分比按照聚醚醚酮89%，碳纖維10%,碳納米管1%機(jī)械
共混，然后將顆粒置于空氣循環(huán)爐中進(jìn)行干燥，在(150 ±3) 'C的溫度下放置3h，直至水分 少于0.02%。干燥時(shí)顆粒材料應(yīng)散放于盤(pán)中，厚度約2.5cm;從空氣循環(huán)爐中取出后再將顆 粒材料置于料筒屮，根據(jù)復(fù)合材料在料筒內(nèi)的塑化機(jī)理，分三段加熱，后段溫度35(TC,有冷 卻水冷卻以防止物料架橋，保證較高的固體輸送效率，中段溫度360 'C，前段溫度380'C以 便保證物料處于全熔融狀態(tài)。模具溫度為200'C，螺桿轉(zhuǎn)速為50 r/min，注塑成型后制成碳纖 維/聚醚醚酮復(fù)合材料。
對(duì)所得到的復(fù)合材料進(jìn)行電流傳導(dǎo)性能測(cè)試，其體積電阻率為10"ohm"cm。 實(shí)施例2:
將復(fù)合材料組分的重量百分比按照聚醚醚酮7 9%，碳纖維11%，碳納米管10%機(jī)
械共混，然后將顆粒置于空氣循環(huán)爐中進(jìn)行干燥，在(160 土3)'C的溫度下放置2h，直至水分 少于0.02%。干燥時(shí)顆粒材料應(yīng)散放于盤(pán)中，厚度約2. 5cm;從空氣循環(huán)爐中取出后再將顆 粒材料置于料筒中，根據(jù)復(fù)合材料在料筒內(nèi)的塑化機(jī)理，分三段加熱，后段溫度35(TC,有冷 卻水冷卻以防止物料架橋，保證較高的固體輸送效率，中段溫度370 'C，前段溫度390 'C以 便保證物料處于全熔融狀態(tài)。模具溫度為220 'C，螺桿轉(zhuǎn)速為60 r/min，注塑成型后制成碳 纖維/聚醚醚酮復(fù)合材料。
對(duì)所得到的復(fù)合材料進(jìn)行電流傳導(dǎo)性能測(cè)試，其體積電阻率為109Ohm-cm。
實(shí)施例3:將復(fù)合材料組分的重量百分比按照聚醚醚酮80%，碳纖維15%，碳納米管5%機(jī)械 共混，然后將顆粒置于空氣循環(huán)爐中進(jìn)行干燥，在(150 ±3) 'C的溫度下放置3 h，直至水分
少于0.02%。干燥時(shí)材顆粒料應(yīng)散放于盤(pán)中，厚度約2.5cm;從空氣循環(huán)爐中取出后再將顆
粒材料置于料筒中，根據(jù)復(fù)合材料在料筒內(nèi)的塑化機(jī)理，分三段加熱，后段溫度350°C,有冷
卻水冷卻以防止物料架橋，保證較高的固體輸送效率，中段溫度360 'C，前段溫度390 'C以
便保證物料處于全熔融狀態(tài)。模具溫度為220 'C，螺桿轉(zhuǎn)速為60 r/min，注塑成型后制成碳
纖維/聚醚醚酮復(fù)合材料。
對(duì)所得到的復(fù)合材料進(jìn)行電流傳導(dǎo)性能測(cè)試，其體積電阻率為101QOhm-cm。
權(quán)利要求
1.一種碳纖維/聚醚醚酮復(fù)合材料的制備方法，其特征在于A)按重量百分比將10-20％的碳纖維和79-89％的聚醚醚酮和1-10％的碳納米管進(jìn)行機(jī)械共混；B)將步驟A)制備的顆粒置于空氣循環(huán)爐中進(jìn)行干燥，在150℃±3℃的溫度下放置3h，或在160℃±3℃的溫度下放置2h，直至水分重量百分比少于0.02％，干燥過(guò)程中顆粒材料應(yīng)散放于盤(pán)中，顆粒材料厚度約2.5cm；C)采用注塑成型工藝將步驟B)得到的顆粒材料置于料筒中，根據(jù)復(fù)合材料在料筒內(nèi)的塑化機(jī)理，分三段加熱，后段溫度350℃，有冷卻水冷卻以防止物料架橋，中段溫度360～370℃，前段溫度380～390℃，以便保證物料處于全熔融狀態(tài)；模具溫度為200～220℃，螺桿轉(zhuǎn)速為50～60r/min，注塑成型后制成碳纖維/聚醚醚酮復(fù)合材料。
全文摘要
一種碳纖維/聚醚醚酮復(fù)合材料的制備方法，首先按重量百分比將10-20％的碳纖維和79-89％的聚醚醚酮和1-10％的碳納米管進(jìn)行機(jī)械共混；將制備的顆粒置于空氣循環(huán)爐中進(jìn)行干燥，在150℃±3℃的溫度下放置3h，或在160℃±3℃的溫度下放置2h，直至水分重量百分比少于0.02％；取出顆粒材料置于料筒中，分三段加熱，后段溫度350℃，有冷卻水冷卻以防止物料架橋，中段溫度360～370℃，前段溫度380～390℃，模具溫度為200～220℃，螺桿轉(zhuǎn)速為50～60r/min，注塑成型后制成碳纖維/聚醚醚酮復(fù)合材料。本發(fā)明制備的復(fù)合材料導(dǎo)電性能好，可用于軍工、航空航天等領(lǐng)域。
文檔編號(hào)B29C45/76GK101555342SQ200910051159
公開(kāi)日2009年10月14日 申請(qǐng)日期2009年5月14日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月14日
發(fā)明者洲 周, 健 李 申請(qǐng)人:上海第二工業(yè)大學(xué)