聚醚醚酮复合材料组合物及其制备方法和用途.pdf

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摘要
申请专利号:

CN201811035099.3

申请日:

20180906

公开号:

CN109135177A

公开日:

20190104

当前法律状态:

有效性:

审查中

法律详情:

IPC分类号:

C08L61/16,C08L27/18,C08K13/04,C08K7/06,C08K7/24,C08K5/098,C08K3/30

主分类号:

C08L61/16,C08L27/18,C08K13/04,C08K7/06,C08K7/24,C08K5/098,C08K3/30

申请人:

南通汇平高分子新材料有限公司

发明人:

顾伟,杨帆

地址:

226010 江苏省南通市经济开发区科兴路1-1号

优先权:

CN201811035099A

专利代理机构:

代理人:

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内容摘要

本发明涉及一种聚醚醚酮复合材料组合物,其包括按份数计的如下组分:聚醚醚酮:50~80份;碳纤维:10~30份;聚四氟乙烯:10~30份;二硫化钼:3~5份;碳纳米管:2~5份;硬脂酸锌偶联剂:0.5~1份。本发明具有如下的有益效果:1)该材料与未改性的PEEK材料相比具有更高机械强度,避免加工的隔离件被冲刷;2)本发明获得的材料具有耐磨特性。

权利要求书

1.一种聚醚醚酮复合材料组合物,其特征在于,包括按份数计的如下组分: 2.如权利要求1所述的聚醚醚酮复合材料组合物,其特征在于,所述碳纤维的粒径为3~5mm。 3.如权利要求1所述的聚醚醚酮复合材料组合物,其特征在于,所述碳纳米管的粒径为20~50nm。 4.如权利要求1所述的聚醚醚酮复合材料组合物,其特征在于,所述硬脂酸锌偶联剂的粒径为40~50μm。 5.一种如权利要求1所述的聚醚醚酮复合材料组合物的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:将碳纳米管和碳纤维在超声的条件下进行分散混合后,加入聚醚醚酮、聚四氟乙烯、硬脂酸锌偶联剂,混匀均匀,得到混合料;将所述混合料加入双螺杆配混挤出机的主喂料口中,进行挤出造粒,得到所述聚醚醚酮复合材料组合物。 6.如权利要求5所述的聚醚醚酮复合材料组合物的制备方法,其特征在于,所述双螺杆配混挤出机的操作参数为:一区温度为365℃,二区温度为380℃,三区温度为380℃,四区温度为385℃,机头温度为385~395℃,主机转速为200~250转/min,喂料速度为10~30kg/h。 7.一种如权利要求1所述的聚醚醚酮复合材料组合物在加压转鼓隔离件制造中的用途。

说明书

技术领域

本发明涉及一种聚醚醚酮复合材料组合物及其制备方法和用途,属于特种新材料技术领域。

背景技术

在精对苯二甲酸(PTA)的生产企业;从原来的采用的真空过滤机已经普遍的改造节能效果更好,效率更高的加压转鼓过滤机;因为加压转鼓过滤机,一台就完成了PTA生产过程中的过滤、洗涤、干燥等多台真空过滤机的工作;但是,在加压转鼓过滤机各个工序之间,需要一个耐磨密封件进行隔离;我们称为隔离件,该隔离件目前采用纯聚醚醚酮(PEEK)挤出加工的板材加工而成。但是由于PEEK纯树脂加工后的零件耐磨性和机械强度不够,导致零件经常出现磨损,或者表面出现冲刷痕;从而隔离件需要很频繁的更换,影响了生产效率和停机带来的原材料损耗。

发明内容

针对现有技术中的缺陷,本发明的目的是提供一种聚醚醚酮复合材料组合物及其制备方法和用途。

本发明是通过以下技术方案实现的:

一种聚醚醚酮复合材料组合物,其包括按份数计的如下组分:

作为优选方案,所述碳纤维的粒径为3~5mm。

作为优选方案,所述碳纳米管的粒径为20~50nm。

作为优选方案,所述硬脂酸锌偶联剂的粒径为40~50μm。

一种如前述的聚醚醚酮复合材料组合物的制备方法,包括如下步骤:

将碳纳米管和碳纤维在超声的条件下进行分散混合后,加入聚醚醚酮、聚四氟乙烯、硬脂酸锌偶联剂,混匀均匀,得到混合料;

将所述混合料加入双螺杆配混挤出机的主喂料口中,进行挤出造粒,得到所述聚醚醚酮复合材料组合物。

作为优选方案,所述双螺杆配混挤出机的操作参数为:

一区温度为365℃,二区温度为380℃,三区温度为380℃,四区温度为385℃,机头温度为385~395℃,主机转速为200~250转/min,喂料速度为10~30kg/h。

一种如前述的聚醚醚酮复合材料组合物在加压转鼓隔离件制造中的用途。

与现有技术相比,本发明具有如下的有益效果:

1)该材料与未改性的PEEK材料相比具有更高机械强度,避免加工的隔离件被冲刷;

2)本发明获得的材料具有耐磨特性。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明,但不以任何形式限制本发明。应当指出的是,对本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。

实施例1:

一种专用于加压转鼓隔离件的聚醚醚酮复合材料,由按重量份计的以下成分制备而成:聚醚醚酮66.5份,碳纤维17份,碳纳米管3份,聚四氟乙烯10份,二硫化钼3份,硬脂酸锌0.5份。

所述碳纤维的粒径为3mm,碳纳米管的粒径为20~50nm;硬脂酸锌的粒径为40-50μm。

一种专用于加压转鼓隔离件的聚醚醚酮复合材料,包括如下步骤:

1)备料步骤:按照配方配比分别称取各组分,备用;

2)挤出造粒:首先将碳纳米管与碳纤维按照配方比例采用超声波进行碳纳米管的分散与混合;然后将碳纳米管与碳纤维混合物与配方比例的聚醚醚酮、聚四氟乙烯、硬质酸锌混合均匀后,得到混合料;将混合料加入双螺杆配混挤出机的主喂料口中,对混合后的物料进行挤出造粒,专用于加压转鼓隔离件的聚醚醚酮复合材料。所述双螺杆配混挤出机的参数设置为:一区温度为365℃,二区温度为380℃,三区温度为380℃,四区温度为385℃,机头温度为385℃,主机转速为200转/min,喂料速度为20kg/h。

实施例2:

一种专用于加压转鼓隔离件的聚醚醚酮复合材料,由按重量份计的以下成分制备而成:聚醚醚酮69.5份,碳纤维18份,碳纳米管2份,聚四氟乙烯5份,二硫化钼5份,硬脂酸锌0.5份。

所述碳纤维的粒径为3mm,碳纳米管的粒径为20~50nm;硬脂酸锌的粒径为40~50μm。

一种专用于加压转鼓隔离件的聚醚醚酮复合材料的制备方法,包括如下步骤:

1)备料步骤:按照配方配比分别称取各组分,备用;

2)挤出造粒:首先将碳纳米管与碳纤维按照配方比例采用超声波进行碳纳米管的分散与混合;然后将碳纳米管与碳纤维混合物与配方比例的聚醚醚酮、聚四氟乙烯、硬质酸锌混合均匀后,得到混合料;将混合料加入双螺杆配混挤出机的主喂料口中,对混合后的物料进行挤出造粒,专用于加压转鼓隔离件的聚醚醚酮复合材料。所述双螺杆配混挤出机的参数设置为:一区温度为365℃,二区温度为380℃,三区温度为380℃,四区温度为385℃,机头温度为385℃,主机转速为200转/min,喂料速度为20kg/h。

将实施例中得到的材料与纯PEEK得到的材料进行对比;具体检测结果下:

表1机械强度性能对比表

机械强度 温度 测试方法 单位 纯树脂 实施例1 实施例2 压缩强度 23℃ ISO604 MPa 125 250 265 拉伸强度 23℃ ISO527 MPa 100 190 185 弯曲模量 23℃ ISO178 GPa 4.1 17 17.8 Izod(有缺口) 23℃ ISO180 J/m 91 6 5.7 Izod(无缺口) 23℃ ISO180 J/m NB 35 40 热性能 条件 测试方法 单位 测试值 实施例1 实施例2 热变形温度 1.82MPa ISO75-f ℃ 157 357 367

表2在V=183m/min,200℃条件下进行耐磨性能对比表:

由表1和表2可知,本发明的实施例1~2制备得到的专用于加压转鼓隔离件的聚醚醚酮复合材料均具有优秀机械强度和耐磨特性,其中,实施例1和2的都取得了很好的效果。

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是,本发明并不局限于上述特定实施方式,本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改,这并不影响本发明的实质内容。

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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201811035099.3 (22)申请日 2018.09.06 (71)申请人 南通汇平高分子新材料有限公司 地址 226010 江苏省南通市经济开发区科 兴路1-1号 (72)发明人 顾伟杨帆 (51)Int.Cl. C08L 61/16(2006.01) C08L 27/18(2006.01) C08K 13/04(2006.01) C08K 7/06(2006.01) C08K 7/24(2006.01) C08K 5/098(2006.01) C08K 3/30(20。

2、06.01) (54)发明名称 聚醚醚酮复合材料组合物及其制备方法和 用途 (57)摘要 本发明涉及一种聚醚醚酮复合材料组合物, 其包括按份数计的如下组分: 聚醚醚酮: 5080 份; 碳纤维: 1030份; 聚四氟乙烯: 1030份; 二 硫化钼: 35份; 碳纳米管: 25份; 硬脂酸锌偶 联剂: 0.51份。 本发明具有如下的有益效果: 1) 该材料与未改性的PEEK材料相比具有更高机械 强度, 避免加工的隔离件被冲刷; 2)本发明获得 的材料具有耐磨特性。 权利要求书1页 说明书3页 CN 109135177 A 2019.01.04 CN 109135177 A 1.一种聚醚醚酮复合。

3、材料组合物, 其特征在于, 包括按份数计的如下组分: 2.如权利要求1所述的聚醚醚酮复合材料组合物, 其特征在于, 所述碳纤维的粒径为3 5mm。 3.如权利要求1所述的聚醚醚酮复合材料组合物, 其特征在于, 所述碳纳米管的粒径为 2050nm。 4.如权利要求1所述的聚醚醚酮复合材料组合物, 其特征在于, 所述硬脂酸锌偶联剂的 粒径为4050 m。 5.一种如权利要求1所述的聚醚醚酮复合材料组合物的制备方法, 其特征在于, 包括如 下步骤: 将碳纳米管和碳纤维在超声的条件下进行分散混合后, 加入聚醚醚酮、 聚四氟乙烯、 硬 脂酸锌偶联剂, 混匀均匀, 得到混合料; 将所述混合料加入双螺杆配混。

4、挤出机的主喂料口中, 进行挤出造粒, 得到所述聚醚醚 酮复合材料组合物。 6.如权利要求5所述的聚醚醚酮复合材料组合物的制备方法, 其特征在于, 所述双螺杆 配混挤出机的操作参数为: 一区温度为365, 二区温度为380, 三区温度为380, 四区温度为385, 机头温度 为385395, 主机转速为200250转/min, 喂料速度为1030kg/h。 7.一种如权利要求1所述的聚醚醚酮复合材料组合物在加压转鼓隔离件制造中的用 途。 权利要求书 1/1 页 2 CN 109135177 A 2 聚醚醚酮复合材料组合物及其制备方法和用途 技术领域 0001 本发明涉及一种聚醚醚酮复合材料组合物。

5、及其制备方法和用途, 属于特种新材料 技术领域。 背景技术 0002 在精对苯二甲酸(PTA)的生产企业; 从原来的采用的真空过滤机已经普遍的改造 节能效果更好, 效率更高的加压转鼓过滤机; 因为加压转鼓过滤机, 一台就完成了PTA生产 过程中的过滤、 洗涤、 干燥等多台真空过滤机的工作; 但是, 在加压转鼓过滤机各个工序之 间, 需要一个耐磨密封件进行隔离; 我们称为隔离件, 该隔离件目前采用纯聚醚醚酮(PEEK) 挤出加工的板材加工而成。 但是由于PEEK纯树脂加工后的零件耐磨性和机械强度不够, 导 致零件经常出现磨损, 或者表面出现冲刷痕; 从而隔离件需要很频繁的更换, 影响了生产效 率。

6、和停机带来的原材料损耗。 发明内容 0003 针对现有技术中的缺陷, 本发明的目的是提供一种聚醚醚酮复合材料组合物及其 制备方法和用途。 0004 本发明是通过以下技术方案实现的: 0005 一种聚醚醚酮复合材料组合物, 其包括按份数计的如下组分: 0006 0007 作为优选方案, 所述碳纤维的粒径为35mm。 0008 作为优选方案, 所述碳纳米管的粒径为2050nm。 0009 作为优选方案, 所述硬脂酸锌偶联剂的粒径为4050 m。 0010 一种如前述的聚醚醚酮复合材料组合物的制备方法, 包括如下步骤: 0011 将碳纳米管和碳纤维在超声的条件下进行分散混合后, 加入聚醚醚酮、 聚四。

7、氟乙 烯、 硬脂酸锌偶联剂, 混匀均匀, 得到混合料; 0012 将所述混合料加入双螺杆配混挤出机的主喂料口中, 进行挤出造粒, 得到所述聚 醚醚酮复合材料组合物。 0013 作为优选方案, 所述双螺杆配混挤出机的操作参数为: 0014 一区温度为365, 二区温度为380, 三区温度为380, 四区温度为385, 机头 说明书 1/3 页 3 CN 109135177 A 3 温度为385395, 主机转速为200250转/min, 喂料速度为1030kg/h。 0015 一种如前述的聚醚醚酮复合材料组合物在加压转鼓隔离件制造中的用途。 0016 与现有技术相比, 本发明具有如下的有益效果:。

8、 0017 1)该材料与未改性的PEEK材料相比具有更高机械强度, 避免加工的隔离件被冲 刷; 0018 2)本发明获得的材料具有耐磨特性。 具体实施方式 0019 下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。 以下实施例将有助于本领域的技术 人员进一步理解本发明, 但不以任何形式限制本发明。 应当指出的是, 对本领域的普通技术 人员来说, 在不脱离本发明构思的前提下, 还可以做出若干变形和改进。 这些都属于本发明 的保护范围。 0020 实施例1: 0021 一种专用于加压转鼓隔离件的聚醚醚酮复合材料, 由按重量份计的以下成分制备 而成: 聚醚醚酮66.5份, 碳纤维17份, 碳纳米管3份, 聚。

9、四氟乙烯10份, 二硫化钼3份, 硬脂酸 锌0.5份。 0022 所述碳纤维的粒径为3mm, 碳纳米管的粒径为2050nm; 硬脂酸锌的粒径为40-50 m。 0023 一种专用于加压转鼓隔离件的聚醚醚酮复合材料, 包括如下步骤: 0024 1)备料步骤: 按照配方配比分别称取各组分, 备用; 0025 2)挤出造粒: 首先将碳纳米管与碳纤维按照配方比例采用超声波进行碳纳米管的 分散与混合; 然后将碳纳米管与碳纤维混合物与配方比例的聚醚醚酮、 聚四氟乙烯、 硬质酸 锌混合均匀后, 得到混合料; 将混合料加入双螺杆配混挤出机的主喂料口中, 对混合后的物 料进行挤出造粒, 专用于加压转鼓隔离件的聚。

10、醚醚酮复合材料。 所述双螺杆配混挤出机的 参数设置为: 一区温度为365, 二区温度为380, 三区温度为380, 四区温度为385, 机 头温度为385, 主机转速为200转/min, 喂料速度为20kg/h。 0026 实施例2: 0027 一种专用于加压转鼓隔离件的聚醚醚酮复合材料, 由按重量份计的以下成分制备 而成: 聚醚醚酮69.5份, 碳纤维18份, 碳纳米管2份, 聚四氟乙烯5份, 二硫化钼5份, 硬脂酸锌 0.5份。 0028 所述碳纤维的粒径为3mm, 碳纳米管的粒径为2050nm; 硬脂酸锌的粒径为4050 m。 0029 一种专用于加压转鼓隔离件的聚醚醚酮复合材料的制备方。

11、法, 包括如下步骤: 0030 1)备料步骤: 按照配方配比分别称取各组分, 备用; 0031 2)挤出造粒: 首先将碳纳米管与碳纤维按照配方比例采用超声波进行碳纳米管的 分散与混合; 然后将碳纳米管与碳纤维混合物与配方比例的聚醚醚酮、 聚四氟乙烯、 硬质酸 锌混合均匀后, 得到混合料; 将混合料加入双螺杆配混挤出机的主喂料口中, 对混合后的物 料进行挤出造粒, 专用于加压转鼓隔离件的聚醚醚酮复合材料。 所述双螺杆配混挤出机的 参数设置为: 一区温度为365, 二区温度为380, 三区温度为380, 四区温度为385, 机 说明书 2/3 页 4 CN 109135177 A 4 头温度为38。

12、5, 主机转速为200转/min, 喂料速度为20kg/h。 0032 将实施例中得到的材料与纯PEEK得到的材料进行对比; 具体检测结果下: 0033 表1机械强度性能对比表 0034 机械强度温度测试方法单位纯树脂实施例1实施例2 压缩强度23ISO604MPa125250265 拉伸强度23ISO527MPa100190185 弯曲模量23ISO178GPa4.11717.8 Izod(有缺口)23ISO180J/m9165.7 Izod(无缺口)23ISO180J/mNB3540 热性能条件测试方法单位测试值实施例1实施例2 热变形温度1.82MPaISO75-f157357367 0035 表2在V183m/min,200条件下进行耐磨性能对比表: 0036 0037 由表1和表2可知, 本发明的实施例12制备得到的专用于加压转鼓隔离件的聚醚 醚酮复合材料均具有优秀机械强度和耐磨特性, 其中, 实施例1和2的都取得了很好的效果。 0038 以上对本发明的具体实施例进行了描述。 需要理解的是, 本发明并不局限于上述 特定实施方式, 本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改, 这并不影 响本发明的实质内容。 说明书 3/3 页 5 CN 109135177 A 5 。

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