一種硼纖維增強聚醚醚酮樹脂複合材料及其製備方法與流程
2023-10-11 12:46:34 2
技術領域：
本發明涉及高分子複合材料領域，具體的涉及一種硼纖維增強聚醚醚酮樹脂複合材料。
背景技術：
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聚醚醚酮(peek)作為一種全芳香族半結晶性的熱塑性工程塑料，由於其具有耐熱、高強度、耐腐蝕、阻燃、耐摩擦、耐輻射、絕緣、加工性能良好等優異性能，並可以進行注射、擠出、模壓、吹塑、熔融拉絲、流延、發泡、靜電噴塗等方法加工而被廣泛應用於工業、電子、航空及汽車等領域。但純peek樹脂脆性大、剪切性能差、使用溫度相對較低且價格昂貴等缺點，難以滿足不同的使用要求，這就促使了人們對聚醚醚酮的改性進行研究。
硼纖維在目前已有的增強纖維中具有獨特的性能，尤其它的壓縮強度是其拉伸強度的2倍，是其他增強纖維尚未看到的，其強度高、質量輕、物性好，可面向工業製品方面進行開發。
技術實現要素：
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本發明的目的是提供一種硼纖維增強聚醚醚酮樹脂複合材料，具有更高的強度，韌性大，耐熱性強，耐磨，力學性能優異，成本低，且製備方法簡單，對設備要求低，無毒，製備過程中無有毒物質釋放，有利於環境保護。
本發明的另一個目的是提供該硼纖維增強聚醚醚酮樹脂複合材料的製備方法。
為實現上述目的，本發明採用以下技術方案：
一種硼纖維增強聚醚醚酮樹脂複合材料，以重量份計，包括以下組分：
聚醚醚酮20-50份，硼纖維3-5份，
聚氨酯5-10份，環氧樹脂4-8份，
纖維素納米晶須1.5-3份，潤滑劑1-2份，
抗氧劑0.5-1.5份，增塑劑1-3份，穩定劑2.5-3份。
作為上述技術方案的優選，一種硼纖維增強聚醚醚酮樹脂複合材料，以重量份計，包括以下組分：
聚醚醚酮35份，硼纖維3.3份，
聚氨酯6份，環氧樹脂5份，
纖維素納米晶須2.5份，潤滑劑1.8份，
抗氧劑1份，增塑劑2份，穩定劑2.6份。
作為上述技術方案的優選，所述硼纖維的直徑為500-800nm，長度為1-2μm。
作為上述技術方案的優選，所述聚氨酯為聚醚型聚氨酯。
作為上述技術方案的優選，所述纖維素納米晶須的直徑為1-2μm，長度為30-50μm。
作為上述技術方案的優選，所述潤滑劑為脂肪醯胺、聚乙烯蠟、氧化聚乙烯蠟、硬脂酸甘油酯中的一種或多種混合。
作為上述技術方案的優選，所述抗氧劑為多酚抗氧劑和亞磷酸酯類抗氧劑的混合物。
作為上述技術方案的優選，所述增塑劑為鄰苯二甲酸酯類、環氧大豆油、苯三酸酯類中的一種或多種混合。
作為上述技術方案的優選，所述穩定劑為脂肪酸鋅、β-二酮鎂、β-氨基巴豆酸酯、硫脲衍生物中的一種或多種混合。
一種硼纖維增強聚醚醚酮樹脂複合材料的製備方法，包括以下步驟：
(1)將聚氨酯、硼纖維、纖維素納米晶須、環氧樹脂加入到高速捏合機中，在120-150℃下，捏合10-15min，繼續加入聚醚醚酮、潤滑劑、抗氧劑、增塑劑、穩定劑，捏合10-20min，得到混合物料；
(2)將步驟(1)得到的混合物料由雙螺杆擠出機擠出造粒後，由注塑機注塑成型，得到硼纖維增強聚醚醚酮樹脂複合材料。
本發明具有以下有益效果：
本發明首先採用聚氨酯、環氧樹脂對纖維素納米晶須和硼纖維進行表面改性，從而增加其與聚醚醚酮的相容性，本發明提供的硼纖維增強聚醚醚酮樹脂複合材料具有更高的強度，韌性大，耐熱性強，耐磨，力學性能優異，成本低，且製備方法簡單，對設備要求低，無毒，製備過程中無有毒物質釋放，有利於環境保護。
具體實施方式：
為了更好的理解本發明，下面通過實施例對本發明進一步說明，實施例只用於解釋本發明，不會對本發明構成任何的限定。
實施例1
一種硼纖維增強聚醚醚酮樹脂複合材料，以重量份計，包括以下組分：
聚醚醚酮20份，硼纖維3份，
聚氨酯5份，環氧樹脂4份，
纖維素納米晶須1.5份，潤滑劑1份，
抗氧劑0.5份，增塑劑1份，穩定劑2.5份。
其製備方法包括以下步驟：
(1)將聚氨酯、硼纖維、纖維素納米晶須、環氧樹脂加入到高速捏合機中，在120℃下，捏合10min，繼續加入聚醚醚酮、潤滑劑、抗氧劑、增塑劑、穩定劑，捏合10min，得到混合物料；
(2)將步驟(1)得到的混合物料由雙螺杆擠出機擠出造粒後，由注塑機注塑成型，得到硼纖維增強聚醚醚酮樹脂複合材料。
實施例2
一種硼纖維增強聚醚醚酮樹脂複合材料，以重量份計，包括以下組分：
聚醚醚酮50份，硼纖維5份，
聚氨酯10份，環氧樹脂8份，
纖維素納米晶須3份，潤滑劑2份，
抗氧劑1.5份，增塑劑3份，穩定劑3份。
其製備方法包括以下步驟：
(1)將聚氨酯、硼纖維、纖維素納米晶須、環氧樹脂加入到高速捏合機中，在150℃下，捏合15min，繼續加入聚醚醚酮、潤滑劑、抗氧劑、增塑劑、穩定劑，捏合20min，得到混合物料；
(2)將步驟(1)得到的混合物料由雙螺杆擠出機擠出造粒後，由注塑機注塑成型，得到硼纖維增強聚醚醚酮樹脂複合材料。
實施例3
一種硼纖維增強聚醚醚酮樹脂複合材料，以重量份計，包括以下組分：
聚醚醚酮30份，硼纖維3.5份，
聚氨酯6份，環氧樹脂5份，
纖維素納米晶須2份，潤滑劑1.2份，
抗氧劑0.7份，增塑劑1.5份，穩定劑2.6份。
其製備方法包括以下步驟：
(1)將聚氨酯、硼纖維、纖維素納米晶須、環氧樹脂加入到高速捏合機中，在130℃下，捏合11min，繼續加入聚醚醚酮、潤滑劑、抗氧劑、增塑劑、穩定劑，捏合12min，得到混合物料；
(2)將步驟(1)得到的混合物料由雙螺杆擠出機擠出造粒後，由注塑機注塑成型，得到硼纖維增強聚醚醚酮樹脂複合材料。
實施例4
一種硼纖維增強聚醚醚酮樹脂複合材料，以重量份計，包括以下組分：
聚醚醚酮35份，硼纖維4份，
聚氨酯7份，環氧樹脂6份，
纖維素納米晶須2.3份，潤滑劑1.4份，
抗氧劑0.9份，增塑劑1.8份，穩定劑2.7份。
其製備方法包括以下步驟：
(1)將聚氨酯、硼纖維、纖維素納米晶須、環氧樹脂加入到高速捏合機中，在135℃下，捏合12min，繼續加入聚醚醚酮、潤滑劑、抗氧劑、增塑劑、穩定劑，捏合14min，得到混合物料；
(2)將步驟(1)得到的混合物料由雙螺杆擠出機擠出造粒後，由注塑機注塑成型，得到硼纖維增強聚醚醚酮樹脂複合材料。
實施例5
一種硼纖維增強聚醚醚酮樹脂複合材料，以重量份計，包括以下組分：
聚醚醚酮40份，硼纖維4.5份，
聚氨酯8份，環氧樹脂7份，
纖維素納米晶須2.6份，潤滑劑1.6份，
抗氧劑1.1份，增塑劑2.5份，穩定劑2.8份。
其製備方法包括以下步驟：
(1)將聚氨酯、硼纖維、纖維素納米晶須、環氧樹脂加入到高速捏合機中，在140℃下，捏合14min，繼續加入聚醚醚酮、潤滑劑、抗氧劑、增塑劑、穩定劑，捏合16min，得到混合物料；
(2)將步驟(1)得到的混合物料由雙螺杆擠出機擠出造粒後，由注塑機注塑成型，得到硼纖維增強聚醚醚酮樹脂複合材料。
實施例6
一種硼纖維增強聚醚醚酮樹脂複合材料，以重量份計，包括以下組分：
聚醚醚酮45份，硼纖維4.8份，
聚氨酯9份，環氧樹脂7份，
纖維素納米晶須1.3份，潤滑劑1.8份，
抗氧劑1.3份，增塑劑2.8份，穩定劑2.9份。
其製備方法包括以下步驟：
(1)將聚氨酯、硼纖維、纖維素納米晶須、環氧樹脂加入到高速捏合機中，在145℃下，捏合14min，繼續加入聚醚醚酮、潤滑劑、抗氧劑、增塑劑、穩定劑，捏合18min，得到混合物料；
(2)將步驟(1)得到的混合物料由雙螺杆擠出機擠出造粒後，由注塑機注塑成型，得到硼纖維增強聚醚醚酮樹脂複合材料。