技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及高分子復(fù)合材料領(lǐng)域，具體的涉及一種高強(qiáng)度聚醚醚酮樹(shù)脂復(fù)合材料。
背景技術(shù)：
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聚醚醚酮樹(shù)脂(peek)是一種性能優(yōu)異的特種工程塑料，與其他工程塑料相比具有諸多優(yōu)勢(shì)，如耐高溫、機(jī)械性能優(yōu)異、自潤(rùn)滑性能好、耐化學(xué)品腐蝕、阻燃、耐剝離性、耐輻照性、絕緣性穩(wěn)定，耐水解和易加工等，peek樹(shù)脂是韌性和剛性兼?zhèn)洳⑷〉闷胶獾乃芰?，特別是它對(duì)交變應(yīng)力的優(yōu)良耐疲勞性是所以塑料中最出眾的，可與合金媲美。
peek樹(shù)脂在航空航天領(lǐng)域、汽車(chē)制造業(yè)、電子信息產(chǎn)業(yè)、工業(yè)領(lǐng)域、醫(yī)療領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用，但因其tg僅145℃，故在tg溫度處強(qiáng)度急劇下降，且其價(jià)格較貴，限制了其應(yīng)用。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
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本發(fā)明的目的是提供一種高強(qiáng)度聚醚醚酮樹(shù)脂復(fù)合材料，其強(qiáng)度大，韌性和剛性大，耐熱性好，化學(xué)穩(wěn)定性好，廣泛應(yīng)用于汽車(chē)行業(yè)、航空航天等領(lǐng)域。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供該復(fù)合材料的制備方法。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：
一種高強(qiáng)度聚醚醚酮樹(shù)脂復(fù)合材料，以重量份計(jì)，包括以下組分：
聚醚醚酮20-30份，碳纖維2-5份，
納米蒙脫土5-10份，鈦酸鉀晶須1-3份，
β型碳化硅晶須1-3份，潤(rùn)滑劑1.5-2份，
分散劑0.8-1.6份，其他助劑0.5-1.5份。
作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，一種高強(qiáng)度聚醚醚酮樹(shù)脂復(fù)合材料，以重量份計(jì)，包括以下組分：
聚醚醚酮26份，碳纖維3.5份，
納米蒙脫土6份，鈦酸鉀晶須2.8份，
β型碳化硅晶須2份，潤(rùn)滑劑2份，
分散劑1.5份，其他助劑1份。
作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，所述聚醚醚酮的熔融粘度為280pas，粒徑大小為5-10μm，平均分子量為4-6萬(wàn)。
作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，所述碳纖維的長(zhǎng)度為20-30μm，直徑為300-500nm。
作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，所述鈦酸鉀晶須的真密度為3.30-5.52g/cm3，長(zhǎng)度為5-10μm，直徑為200-500nm。
作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，所述潤(rùn)滑劑為脂肪酸、脂肪酸單甘油酯、二聚脂肪酸二異氰酸酯、脂肪酸甲酯磺酸鈉中的一種或幾種混合。
作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，所述分散劑為n,n亞乙基雙硬脂酰胺、有機(jī)硅樹(shù)脂中的一種或兩種混合。
一種高強(qiáng)度聚醚醚酮樹(shù)脂復(fù)合材料的制備方法，包括以下步驟：
(1)將聚醚醚酮、碳纖維、納米蒙脫土、鈦酸鉀晶須、β型碳化硅晶須加入到混合機(jī)中，在150℃下混合攪拌5-10min，繼續(xù)加入潤(rùn)滑劑、分散劑和其他助劑，繼續(xù)攪拌10-20min，得到混合物料；
(2)將步驟(1)得到的混合物料在空氣循環(huán)爐中進(jìn)行干燥，并在150-160℃下放置2-3h，然后在高溫注塑機(jī)中注塑成型，得到高強(qiáng)度聚醚醚酮樹(shù)脂復(fù)合材料。
本發(fā)明具有以下有益效果：
本發(fā)明采用碳纖維、鈦酸鉀晶須、β型碳化硅晶須對(duì)聚醚醚酮進(jìn)行改性，其尺寸小，和樹(shù)脂相容性好，且不增加熔體的粘度，添加后的塑料加工性能不受影響；蒙脫土片層厚度為納米級(jí)，在聚醚醚酮樹(shù)脂中的分散性好；
本發(fā)明提供的聚醚醚酮復(fù)合材料，強(qiáng)度高、韌性、剛性大，耐磨、耐熱、耐腐蝕性能好，易于加工，廣泛用于航空航天、汽車(chē)行業(yè)、醫(yī)療器械等領(lǐng)域。
具體實(shí)施方式：
為更好的理解本發(fā)明，下面通過(guò)實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明，實(shí)施例只用于解釋本發(fā)明，不會(huì)對(duì)本發(fā)明構(gòu)成任何的限定。
實(shí)施例1
一種高強(qiáng)度聚醚醚酮樹(shù)脂復(fù)合材料，以重量份計(jì)，包括以下組分：
聚醚醚酮20份，碳纖維2份，
納米蒙脫土5份，鈦酸鉀晶須1份，
β型碳化硅晶須1份，潤(rùn)滑劑1.5份，
分散劑0.8份，其他助劑0.5份。
其制備方法包括以下步驟：
(1)將聚醚醚酮、碳纖維、納米蒙脫土、鈦酸鉀晶須、β型碳化硅晶須加入到混合機(jī)中，在150℃下混合攪拌5min，繼續(xù)加入潤(rùn)滑劑、分散劑和其他助劑，繼續(xù)攪拌10min，得到混合物料；
(2)將步驟(1)得到的混合物料在空氣循環(huán)爐中進(jìn)行干燥，并在150℃下放置2h，然后在高溫注塑機(jī)中注塑成型，得到高強(qiáng)度聚醚醚酮樹(shù)脂復(fù)合材料。
實(shí)施例2
一種高強(qiáng)度聚醚醚酮樹(shù)脂復(fù)合材料，以重量份計(jì)，包括以下組分：
聚醚醚酮30份，碳纖維5份，
納米蒙脫土10份，鈦酸鉀晶須3份，
β型碳化硅晶須3份，潤(rùn)滑劑2份，
分散劑1.6份，其他助劑1.5份。
其制備方法包括以下步驟：
(1)將聚醚醚酮、碳纖維、納米蒙脫土、鈦酸鉀晶須、β型碳化硅晶須加入到混合機(jī)中，在150℃下混合攪拌10min，繼續(xù)加入潤(rùn)滑劑、分散劑和其他助劑，繼續(xù)攪拌20min，得到混合物料；
(2)將步驟(1)得到的混合物料在空氣循環(huán)爐中進(jìn)行干燥，并在160℃下放置3h，然后在高溫注塑機(jī)中注塑成型，得到高強(qiáng)度聚醚醚酮樹(shù)脂復(fù)合材料。
實(shí)施例3
一種高強(qiáng)度聚醚醚酮樹(shù)脂復(fù)合材料，以重量份計(jì)，包括以下組分：
聚醚醚酮22份，碳纖維3份，
納米蒙脫土6份，鈦酸鉀晶須1.5份，
β型碳化硅晶須1.5份，潤(rùn)滑劑1.6份，
分散劑1份，其他助劑0.7份。
其制備方法包括以下步驟：
(1)將聚醚醚酮、碳纖維、納米蒙脫土、鈦酸鉀晶須、β型碳化硅晶須加入到混合機(jī)中，在150℃下混合攪拌6min，繼續(xù)加入潤(rùn)滑劑、分散劑和其他助劑，繼續(xù)攪拌14min，得到混合物料；
(2)將步驟(1)得到的混合物料在空氣循環(huán)爐中進(jìn)行干燥，并在152℃下放置2.2h，然后在高溫注塑機(jī)中注塑成型，得到高強(qiáng)度聚醚醚酮樹(shù)脂復(fù)合材料。
實(shí)施例4
一種高強(qiáng)度聚醚醚酮樹(shù)脂復(fù)合材料，以重量份計(jì)，包括以下組分：
聚醚醚酮24份，碳纖維3.5份，
納米蒙脫土7份，鈦酸鉀晶須1.8份，
β型碳化硅晶須1.8份，潤(rùn)滑劑1.7份，
分散劑1.2份，其他助劑0.9份。
其制備方法包括以下步驟：
(1)將聚醚醚酮、碳纖維、納米蒙脫土、鈦酸鉀晶須、β型碳化硅晶須加入到混合機(jī)中，在150℃下混合攪拌7min，繼續(xù)加入潤(rùn)滑劑、分散劑和其他助劑，繼續(xù)攪拌14min，得到混合物料；
(2)將步驟(1)得到的混合物料在空氣循環(huán)爐中進(jìn)行干燥，并在154℃下放置2.4h，然后在高溫注塑機(jī)中注塑成型，得到高強(qiáng)度聚醚醚酮樹(shù)脂復(fù)合材料。
實(shí)施例5
一種高強(qiáng)度聚醚醚酮樹(shù)脂復(fù)合材料，以重量份計(jì)，包括以下組分：
聚醚醚酮26份，碳纖維4份，
納米蒙脫土8份，鈦酸鉀晶須2份，
β型碳化硅晶須2份，潤(rùn)滑劑1.8份，
分散劑1.4份，其他助劑1.1份。
其制備方法包括以下步驟：
(1)將聚醚醚酮、碳纖維、納米蒙脫土、鈦酸鉀晶須、β型碳化硅晶須加入到混合機(jī)中，在150℃下混合攪拌8min，繼續(xù)加入潤(rùn)滑劑、分散劑和其他助劑，繼續(xù)攪拌16min，得到混合物料；
(2)將步驟(1)得到的混合物料在空氣循環(huán)爐中進(jìn)行干燥，并在156℃下放置2.6h，然后在高溫注塑機(jī)中注塑成型，得到高強(qiáng)度聚醚醚酮樹(shù)脂復(fù)合材料。
實(shí)施例6
一種高強(qiáng)度聚醚醚酮樹(shù)脂復(fù)合材料，以重量份計(jì)，包括以下組分：
聚醚醚酮28份，碳纖維4.5份，
納米蒙脫土9份，鈦酸鉀晶須2.5份，
β型碳化硅晶須2.5份，潤(rùn)滑劑1.9份，
分散劑1.5份，其他助劑1.3份。
其制備方法包括以下步驟：
(1)將聚醚醚酮、碳纖維、納米蒙脫土、鈦酸鉀晶須、β型碳化硅晶須加入到混合機(jī)中，在150℃下混合攪拌9min，繼續(xù)加入潤(rùn)滑劑、分散劑和其他助劑，繼續(xù)攪拌18min，得到混合物料；
(2)將步驟(1)得到的混合物料在空氣循環(huán)爐中進(jìn)行干燥，并在158℃下放置2.8h，然后在高溫注塑機(jī)中注塑成型，得到高強(qiáng)度聚醚醚酮樹(shù)脂復(fù)合材料。
下面對(duì)本發(fā)明提供的高強(qiáng)度聚醚醚酮樹(shù)脂復(fù)合材料進(jìn)行性能測(cè)試。
(1)力學(xué)和物理性能
表1
從表1來(lái)看，本發(fā)明提供的聚醚醚酮樹(shù)脂復(fù)合材料強(qiáng)度大，抗沖擊性能好，硬度大，耐熱性能優(yōu)異。