一種高尺寸穩(wěn)定性、耐磨性優(yōu)異的peek閥片復(fù)合材料的制作方法
【專利說明】-種高尺寸穩(wěn)定性、耐磨性優(yōu)異的PEEK閥片復(fù)合材料
[0001]
技術(shù)領(lǐng)域： 本發(fā)明涉及高分子領(lǐng)域，具體涉及一種高尺寸穩(wěn)定性、耐磨性優(yōu)異的PEEK閥片復(fù)合材 料及其制備方法，主要應(yīng)用于工程機(jī)械氣體壓縮機(jī)閥片。
[000引【背景技術(shù)】： 閥片是氣體壓縮機(jī)最關(guān)鍵的易損部件之一。閥片的質(zhì)量和使用性能，決定了整個(gè)壓縮 機(jī)組的可靠性、壓縮功效和維修周期等H大性能。尤其是可靠性問題，是石油化工大型生產(chǎn) 線上壓縮機(jī)閥片的首要功能。壓縮機(jī)閥片的壽命低，帶來停機(jī)損失，增加維修負(fù)擔(dān)，也是長 期困擾壓縮機(jī)行業(yè)的共性問題。特別在壓縮腐蝕性氣體的場合，如石油、天然氣中含有硫 化氨氣體或氯化氨氣體壓縮生產(chǎn)線上等，金屬材料的閥片會提前出線腐蝕磨損失效或腐蝕 疲勞斷裂，導(dǎo)致生產(chǎn)停頓。由此可見，研制新型耐磨、耐腐蝕、抗疲勞的高初性材料閥片，提 高可靠性，延長使用壽命，正是壓縮機(jī)升級換代的關(guān)鍵所在，而PEEK材料具有耐高溫、高彈 性、高模量、尺寸穩(wěn)定性好、耐腐蝕、高溫下強(qiáng)度損失小、耐高溫磨損抗疲勞性能優(yōu)異等諸多 優(yōu)點(diǎn)，使其成為制備氣體壓縮機(jī)閥片的理想材料。
[000引
【發(fā)明內(nèi)容】
： 本發(fā)明制備了一種高尺寸穩(wěn)定性、耐磨性優(yōu)異的PEEK閥片復(fù)合材料，該材料制備的制 件用于工程機(jī)械中氣體壓縮機(jī)的閥片，利用碳酸巧晶須增加PEEK材料的剛性，利用聚四氣 己帰提高復(fù)合材料的尺寸穩(wěn)定性和耐磨性。該復(fù)合材料不僅具有較好的力學(xué)性能，耐腐蝕 性，而且具有良好的耐磨性、抗疲勞性、耐高溫。
[0004] 技術(shù)方案： 上述高尺寸穩(wěn)定性、耐磨性優(yōu)異的PEEK閥片復(fù)合材料的制備方法包括： 步驟一、對陽邸、PT陽在110~120化下進(jìn)行24小時(shí)烘干， 步驟二、將干燥好的PffiK、PTFE、和碳酸巧晶須、抗靜電劑、潤滑劑、助劑放入高速混合 機(jī)中，在常溫下攬拌5~10分鐘； 步驟H、將步驟二混合后的物料加入到雙螺桿擠出機(jī)的料筒中，經(jīng)過烙融共混擠出、水 冷、風(fēng)刀冷卻、造粒、均化、包裝； 其中，雙螺桿擠出機(jī)的溫度設(shè)置為；后段溫度為360~365化，中段和前段溫度為365~ 370化，螺桿轉(zhuǎn)速為220~280r/min。
[0005] 本發(fā)明解決了傳統(tǒng)PE邸增強(qiáng)改性后耐磨性能下降的問題，同時(shí)復(fù)配碳酸巧晶須、 PTFE增強(qiáng)體系可有效提高復(fù)合材料的剛性、耐磨性、耐高溫性，抗疲勞性，抗靜電劑可提高 產(chǎn)品體積電阻率，并使得材料具有良好的尺寸穩(wěn)定性，滿足于氣體壓縮機(jī)閥片的應(yīng)用。
[000引具體實(shí)例： 為便于進(jìn)一步說明本發(fā)明，下面結(jié)合具體實(shí)例對本發(fā)明進(jìn)行說明： 主要原料PE邸塑脂粉末，特性密度為1. 320g/cm3 ;填充晶須為長徑比L/D> 20的碳酸 巧晶須；填充使用采購的耐高溫、耐摩擦的PTFE粉末；助劑包括耐高溫的抗氧劑和潤滑劑； 抗靜電劑為ATMER-129。雙螺桿擠出機(jī)料筒溫度一區(qū)溫度；350~360化，二區(qū)溫度350~ 360化，H區(qū)溫度355~365化，四區(qū)溫度355~365化，五區(qū)溫度360~370化，六區(qū)溫度360~ 370°C，壓力為10~16MPa，螺桿長徑比35~40,主機(jī)轉(zhuǎn)速220~28化/min。將各組分按配 比混合均勻置于雙螺桿擠出機(jī)中，經(jīng)烙融混合擠出造粒。
[0007] 本發(fā)明各實(shí)施例中所得的改性化C〇3晶須/PTFE填充PEEK復(fù)合材料，按一下注塑 條件注塑成測試樣條。注塑條件；注塑溫度360~370化，注塑壓力60~70MPa,注塑速度 50 ~60mm/s。
[0008] 各實(shí)施例具體檢測標(biāo)準(zhǔn)如下： 缺口沖擊強(qiáng)度 IS0179 低溫缺口沖擊強(qiáng)度IS0179 (-50化，5H) 拉伸強(qiáng)度 IS0527 (5mm/min) 彎曲強(qiáng)度 IS0178 (3mm/min) 彎曲模量 IS0178 (3mm/min) 摩擦系數(shù) GB/T3960 體積電阻率 GB/T1410-2006 實(shí)施例1~5對應(yīng)的各組分用量、實(shí)施例性能檢測結(jié)果及氣體壓縮機(jī)閥片性能要求(見 表1和表2、表3) 表1實(shí)施例1~5的配方表
表2各實(shí)施例樣品對應(yīng)的性能
表3氣體壓縮機(jī)閥片性能要求
本發(fā)明采用幾種不同比例的碳酸巧晶須和聚四氣己帰復(fù)配體系，制備出不同綜合性能 的填充PEEK復(fù)合材料，從表2、表3可知，填充PEEK復(fù)合材料隨著碳酸巧晶須和聚四氣己帰 比例的增加，耐磨性能明顯增強(qiáng)，證明其此種材料適合在作為氣體壓縮機(jī)閥片使用，并且滿 足氣體壓縮機(jī)閥片性能標(biāo)準(zhǔn)要求，所W制備的高尺寸穩(wěn)定性、耐磨性優(yōu)異的PEEK閥片復(fù)合 材料適合作為氣體壓縮機(jī)閥片原料使用。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 該尺寸穩(wěn)定性、耐磨性優(yōu)異的PEEK閥片復(fù)合材料的配方組成如下所示： PEEK 70% ~80% CaCO3 晶須 10% ~15% PTFE 8% ~12% 潤滑劑 1% 抗靜電劑 0.5% 助劑 0. 1%~1%。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高尺寸穩(wěn)定性、耐磨性優(yōu)異的PEEK閥片復(fù)合材料，其特征在 于：所述的PEEK為特性粘度為I. 265g/cm3純原料顆粒狀樹脂。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高尺寸穩(wěn)定性、耐磨性優(yōu)異的PEEK閥片復(fù)合材料，其特征在 于：所述的碳酸鈣晶須為長徑比為L/D> 20的填充物。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高尺寸穩(wěn)定性、耐磨性優(yōu)異的PEEK閥片復(fù)合材料，其特征在 于：所述的聚四氟乙烯為耐高溫、高耐磨性的純原料粉末。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高尺寸穩(wěn)定性、耐磨性優(yōu)異的PEEK閥片復(fù)合材料，其特征在 于： 步驟一、將尼龍6在110~120°C下烘干4~5小時(shí)； 步驟二、將增韌劑馬來酸酐接枝聚烯烴彈性體和三元乙丙橡膠進(jìn)行共混，共混時(shí)間為 5 ~8min; 步驟三、將干燥尼龍6、復(fù)合增韌劑、空心玻璃微珠、抗氧劑、抗靜電劑放入高混機(jī)中，在 常溫下攪拌5~10分鐘； 步驟四、將步驟三混合后的物料加入到雙螺桿擠出機(jī)的料斗中，將玻璃纖維從雙螺桿 擠出機(jī)中段玻纖口加入，經(jīng)熔融共混擠出、水冷、風(fēng)刀冷卻、造粒、均化、包裝；其中，雙螺桿 擠出機(jī)的溫度設(shè)置為：后段溫度為235~245°C，螺桿轉(zhuǎn)速為220~280r/min。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種高尺寸穩(wěn)定性、耐磨性優(yōu)異的PEEK閥片復(fù)合材料及其制備方法。該發(fā)明材料是一種氣體壓縮機(jī)閥片用CaCO3晶須/PTFE/PEEK復(fù)合材料。制備該復(fù)合材料的技術(shù)工藝的創(chuàng)新性體現(xiàn)在：通過碳酸鈣晶須和聚四氟乙烯復(fù)配填充增強(qiáng)PEEK材料，以及利用聚四氟乙烯提高PEEK復(fù)合材料耐磨性，進(jìn)而將CaCO3晶須/PTFE/PEEK復(fù)合材料通過雙螺桿擠出機(jī)共混擠出，牽引、冷卻、切粒后得到改性高尺寸穩(wěn)定性、耐磨性優(yōu)異的PEEK閥片復(fù)合材料。在氣體壓縮機(jī)閥片領(lǐng)域，高尺寸穩(wěn)定性、耐磨性優(yōu)異的PEEK閥片復(fù)合材料與傳統(tǒng)金屬材料相比，具有良好的高剛性和高韌性，同時(shí)兼顧較高的尺寸穩(wěn)定性和耐磨性、抗疲勞性，另外還有可以提高壓縮機(jī)效率并降低噪音的優(yōu)點(diǎn)。
【IPC分類】C08L61/16, B29C47/92, C08L27/18, C08K13/04, C08K7/08
【公開號】CN105199313
【申請?zhí)枴緾N201410262638
【發(fā)明人】王興年, 代汝軍, 馬俊杰
【申請人】黑龍江鑫達(dá)企業(yè)集團(tuán)有限公司
【公開日】2015年12月30日
【申請日】2014年6月13日