一种聚醚醚酮增强复合材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种聚醚醚酮增强复合材料及其制备方法，本发明专利技术制备方法包括对玄武岩纤维的改性处理和复合；通过对含有磷酸钡的玄武岩纤维进行改性处理，最后在偶联剂的作用下与聚醚醚酮进行偶联、复合，从而得到玄武岩纤维与聚醚醚酮材料相容性更好的聚醚醚酮复合材料，玄武岩纤维对聚醚醚酮增强作用更好，使该复合材料性能更优异，有利于聚醚醚酮复合材料在各个领域的推广应用。

Polyether ether ketone reinforced composite material and preparation method thereof

The invention discloses a peek composite material and its preparation method, the preparation method of the invention comprises the Xuan Wuyan fiber modification and composite; modification by Xuan Wuyan fiber containing barium phosphate, finally by coupling agent and peek coupling, composite, and composite materials Xuan Wuyan fiber and PEEK material better compatibility, better effect of Xuan Wuyan fiber Reinforced PEEK, the composite materials with better performance, and is favorable for promotion and application of PEEK Composites in various fields.

【技术实现步骤摘要】
一种聚醚醚酮增强复合材料及其制备方法
本专利技术涉及聚醚醚酮复合材料领域，具体涉及一种聚醚醚酮增强复合材料及其制备方法。
技术介绍
聚醚醚酮是在主链结构中含有一个酮键和两个醚键的重复单元所构成的高聚物，聚醚醚酮具有很好的综合性能，聚醚醚酮耐高温，耐化学药品腐蚀性好，在使用温度内具有优异的机械性能，是特种塑料之一；但由于醚键和酮键具有较强的活性，导致聚醚醚酮存在成本高的缺陷，因此，对聚醚醚酮进行降低成本、保持性能等增强改性处理对聚醚醚酮的应用具有重要作用。现今对聚醚醚酮的纤维增强改性主要采用玻璃纤维材料和碳纤维材料进行改性处理，改性效果显著，但玻璃纤维和碳纤维生产成本高、环境污染大，严重限制了改性聚醚醚酮的应用。玄武岩纤维是一种新出现的新型无机环保绿色高性能纤维材料，是未来我国重点发展的四大高性能纤维之一，它是由二氧化硅、氧化铝、氧化钙、氧化铁和二氧化钛等氧化物组成的玄武岩石料在高温熔融后，通过纺丝工艺制备而成的。玄武岩连续纤维不仅稳定性好，而且还具有电绝缘性、抗腐蚀、抗燃烧、耐高温等多种优异性能，而且，玄武岩纤维的生产工艺产生的废弃物少，对环境污染小，产品废弃后可直接转入生态环境中，无任何危害，因而是一种名副其实的绿色、环保材料。因此，采用无毒、无污染、来源广泛、性能优异、稳定好的玄武岩纤维材料来替代玻璃纤维和碳纤维对聚醚醚酮材料进行增强，从而得到的聚醚醚酮增强复合材料是聚醚醚酮增强复合材料发展的新方向。但由于玄武岩纤维为无机材料，而聚醚醚酮为高分子有机材料，两者相容性极差，且玄武岩纤维自身结构和性能稳定，纤维表面光滑、表面活性位点少，造成玄武岩纤维在改性过程中更难以与聚醚醚酮材料进行化学键合和机械铆合，即玄武岩纤维在聚醚醚酮材料中是独立存在，对聚醚醚酮材料增强效果不佳，聚醚醚酮增强复合材料的性能较差。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服聚醚醚酮增强复合材料性能差的缺陷，提供一种聚醚醚酮增强复合材料及其制备方法；本专利技术方法通过对含有磷酸钡的玄武岩纤维进行改性处理，最后在偶联剂的作用下与聚醚醚酮进行偶联、复合，从而得到玄武岩纤维与聚醚醚酮材料相容性更好的聚醚醚酮复合材料，玄武岩纤维对聚醚醚酮增强作用更好，使该复合材料性能更优异，有利于聚醚醚酮复合材料在各个领域的推广应用。为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供了一种聚醚醚酮增强复合材料的制备方法，包括以下步骤：（1）改性处理：将玄武岩纤维用改性剂A进行浸泡处理，取出后置入改性剂B中，加热反应完全后，取出干燥得改性玄武岩纤维；（2）复合：将改性玄武岩纤维与聚醚醚酮材料、偶联剂进行复合处理，得到聚醚醚酮增强复合材料。上述一种聚醚醚酮增强复合材料的制备方法，其中步骤1中所述的包括玄武岩短纤维、玄武岩长纤维、连续玄武岩纤维、玄武岩纤维棉中的一种或多种。所述的玄武岩纤维中含有磷酸钡；磷酸钡中含有磷酸根，磷酸根与有机基团的键接能力强，能降低玄武岩纤维与有机材料的极性，增加与有机材料的相容性；优选的，所述的玄武岩纤维含有质量百分比0.1-2.0%的磷酸钡；最优选的，所述的玄武岩纤维含有质量百分比0.3-0.8%的磷酸钡。所述的改性剂A为4，4-二氟二苯甲酮与对苯二酚的二苯砜混合溶液；优选的，其中4，4-二氟二苯甲酮与对苯二酚的物质的量之比为1︰1。所述的改性剂B为碱金属碳酸盐溶液；优选的，所述碱金属碳酸盐为碳酸钠、碳酸钾中的一种或两种；所述的碱金属碳酸盐溶液pH值为10-14，溶液碱性越高，对玄武岩纤维的改性效果越好。所述的玄武岩纤维在改性剂A中浸泡的时间为1-3h，在浸泡过程中，溶液中的4，4-二氟二苯甲酮和对苯二酚在玄武岩纤维的表面吸附作用下均匀的附着在玄武岩纤维表面，浸泡时间过短，吸附单体量不足，浸泡时间过长，生产周期太长，效果也无明显提升。所述加热反应的温度为150-300℃，反应时间为5-20min，温度过高，反应时间过长，缩聚反应过度，聚合物分子量过大，不利于对玄武岩纤维的改性处理；最优选的，所述加热反应的温度为200℃，反应时间为10min，反应效果好，能源消耗低，时间短。上述一种聚醚醚酮增强复合材料的制备方法，其中步骤2中所述的偶联剂为硅烷偶联剂。所述改性玄武岩纤维的用量可根据聚醚醚酮增强复合材料在不同应用领域中要求进行调整，优选的，所述改性玄武岩纤维用量是聚醚醚酮树脂材料的1-20%。所述聚醚醚酮增强复合材料的制备方法步骤2中，还可以添加助剂；所述助剂包括分散剂、抗菌剂、抗静电剂、阻燃剂、抗老化剂、抗紫外线剂中的一种或多种；所述助剂的种类可根据聚醚醚酮增强复合材料在不同应用领域中要求进行针对性调整添加。所述的复合处理是指通过工艺手段将预处理玄武岩纤维与聚醚醚酮材料进行化学键合，使玄武岩纤维与聚醚醚酮材料形成统一的整体的方法。一种聚醚醚酮增强复合材料的制备方法，本专利技术制备方法先利用玄武岩纤维的表面吸附能力将4，4-二氟二苯甲酮和对苯二酚单体材料吸附在玄武岩纤维表面，再通过缩聚反应将吸附的单体进行聚合成一定分子量的聚合物，并使其与玄武岩纤维表面的磷酸钡键接，从而稳定的包覆在玄武岩纤维表面，显著增加玄武岩纤维与聚醚醚酮的相容性；最后通过复合处理，使玄武岩纤维与聚醚醚酮进行复合增强得到性能更加优异的聚醚醚酮增强复合材料，本专利技术方法简单、方便，适合聚醚醚酮增强复合材料的工业化、规模化生产。为了实现上述专利技术目的，进一步的，本专利技术提供了一种聚醚醚酮增强复合材料；所述聚醚醚酮增强复合材料是通过上述制备方法制备得到的，上述制备方法得到的复合材料中聚醚醚酮与玄武岩纤维之间键接力强，不易产生相分离，相容性好，玄武纤维对聚醚醚酮的增强作用显著增加，复合材料的性能也显著提高。与现有技术相比，本专利技术的有益效果：1、本专利技术制备方法通过对玄武岩纤维的改性处理，能显著增加玄武岩纤维与聚醚醚酮的相容性，使玄武岩纤维与聚醚醚酮进行复合增强得到性能更加优异的聚醚醚酮增强复合材料。2、本专利技术制备方法制备得到的复合材料性能优异，方法简单、方便，适合聚醚醚酮增强复合材料的工业化、规模化生产。3、本专利技术复合材料中聚醚醚酮与玄武岩纤维之间键接力强，不易产生相分离，相容性好，玄武纤维对聚醚醚酮的增强作用显著增加，复合材料的性能也显著提高。具体实施方式下面结合试验例及具体实施方式对本专利技术作进一步的详细描述。但不应将此理解为本专利技术上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本
技术实现思路
所实现的技术均属于本专利技术的范围。实施例1（1）改性处理：将含有质量百分比1.0%磷酸钡的玄武岩纤维用4，4-二氟二苯甲酮与对苯二酚的二苯砜混合溶液进行浸泡处理2h，取出后置入pH值为12的碳酸钠溶液中，加热到200℃后反应10min后，取出干燥得改性玄武岩纤维；（2）复合：将10重量份的改性玄武岩纤维与90重量份的聚醚醚酮材料、2重量份的硅烷偶联剂进行复合处理，得到聚醚醚酮增强复合材料。实施例2（1）改性处理：将含有质量百分比2.0%磷酸钡的玄武岩纤维用4，4-二氟二苯甲酮与对苯二酚的二苯砜混合溶液进行浸泡处理1h，取出后置入pH值为14的碳酸钾溶液中，加热到150℃后反应20min后，取出干燥得改性玄武岩纤维；（2）复合：将10重量份的改性玄武岩纤维与90重量份的聚醚醚酮材料、2重量份的硅烷偶联剂进行复合处理，得到聚醚醚酮增强复本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种聚醚醚酮增强复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）改性处理：将玄武岩纤维用改性剂A进行浸泡处理，取出后置入改性剂B中，加热反应完全后，取出干燥得改性玄武岩纤维；（2）复合：将改性玄武岩纤维与聚醚醚酮材料、偶联剂进行复合处理，得到聚醚醚酮增强复合材料；所述的玄武岩纤维中含有磷酸钡；所述的改性剂A为4，4‑二氟二苯甲酮与对苯二酚的二苯砜混合溶液；所述的改性剂B为碱金属碳酸盐溶液。

【技术特征摘要】
1.一种聚醚醚酮增强复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）改性处理：将玄武岩纤维用改性剂A进行浸泡处理，取出后置入改性剂B中，加热反应完全后，取出干燥得改性玄武岩纤维；（2）复合：将改性玄武岩纤维与聚醚醚酮材料、偶联剂进行复合处理，得到聚醚醚酮增强复合材料；所述的玄武岩纤维中含有磷酸钡；所述的改性剂A为4，4-二氟二苯甲酮与对苯二酚的二苯砜混合溶液；所述的改性剂B为碱金属碳酸盐溶液。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述的玄武岩纤维含有质量百分比1.0-2.0%的磷酸钡。3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述的玄武岩纤维含有质量百分比0.3-0.8%的磷酸钡。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述的改...

【专利技术属性】
技术研发人员：不公告发明人，
申请(专利权)人：德阳力久云智知识产权运营有限公司，
类型：发明
国别省市：四川,51