一種高耐熱、耐磨性優(yōu)異的peek閥片復(fù)合材料的制作方法
【專利說明】
[0001]
技術(shù)領(lǐng)域： 本發(fā)明涉及高分子領(lǐng)域，具體涉及一種高耐熱、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)用于工程機械氣體壓縮機閥片。
[0002]
【背景技術(shù)】： 閥片是氣體壓縮機最關(guān)鍵的易損部件之一。閥片的質(zhì)量和使用性能，決定了整個壓縮 機組的可靠性、壓縮功效和維修周期等三大性能。尤其是可靠性問題，是石油化工大型生產(chǎn) 線上壓縮機閥片的首要功能。壓縮機閥片的壽命低，帶來停機損失，增加維修負擔，也是長 期困擾壓縮機行業(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 化氫氣體或氯化氫氣體壓縮生產(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、抗疲勞的高韌性材料閥片，提 高可靠性，延長使用壽命，正是壓縮機升級換代的關(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、高溫下強度損失小、耐高溫磨損抗疲勞性能優(yōu)異等諸多 優(yōu)點，使其成為制備氣體壓縮機閥片的理想材料。
[0003]

【發(fā)明內(nèi)容】
： 本發(fā)明制備了一種高耐熱、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 工程機械中氣體壓縮機的閥片，利用短玻纖增加PEEK材料的剛性，利用聚四氟乙烯提高復(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： 上述高耐熱、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PEEK、PTFE在110~120°C下進行24小時烘干， 步驟二、將干燥好的PEEK、PTFE、和短玻纖、抗靜電劑、潤滑劑、助劑放入高速混合機中， 在常溫下攪拌5~10分鐘； 步驟三、將步驟二混合后的物料加入到雙螺桿擠出機的料筒中，經(jīng)過熔融共混擠出、水 冷、風(fēng)刀冷卻、造粒、均化、包裝； 其中，雙螺桿擠出機的溫度設(shè)置為：后段溫度為360~365°C，中段和前段溫度為365~ 370°C，螺桿轉(zhuǎn)速為220~280r/min。
[0005] 本發(fā)明解決了傳統(tǒng)PEEK增強改性后耐磨性能下降的問題，同時復(fù)配短玻纖、PTFE 增強體系可有效提高復(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，滿足于氣體壓縮機閥片的應(yīng)用。
[0006] 具體實例： 為便于進一步說明本發(fā)明，下面結(jié)合具體實例對本發(fā)明進行說明： 主要原料PEEK塑脂粉末，特性密度為1. 320g/cm3 ;短玻纖為長徑比L/D> 20的短玻 纖；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；抗靜電劑為 ATMER-129。雙螺桿擠出機料筒溫度一區(qū)溫度：350~360°C，二區(qū)溫度350~360°C，三區(qū)溫 度355~365°C，四區(qū)溫度355~365°C，五區(qū)溫度360~370°C，六區(qū)溫度360~370°C，壓力 為10~16MPa，螺桿長徑比35~40,主機轉(zhuǎn)速220~280r/min。將各組分按配比混合均勻 置于雙螺桿擠出機中，經(jīng)熔融混合擠出造粒。
[0007] 本發(fā)明各實施例中所得的改性短玻纖/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°C，注塑壓力60~70MPa，注塑速度50~ 60mm/s〇
[0008] 各實施例具體檢測標準如下： 缺口沖擊強度 IS0179 低溫缺口沖擊強度 IS0179 (_50°C，5H) 拉伸強度 IS0527 (5mm/min) 彎曲強度 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 實施例1~5對應(yīng)的各組分用量、實施例性能檢測結(jié)果及氣體壓縮機閥片性能要求(見 表1和表2、表3) 表1實施例1~5的配方表
表2各實施例樣品對應(yīng)的性能
表3氣體壓縮機閥片性能要求
本發(fā)明采用幾種不同比例的短玻纖和聚四氟乙烯復(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)合材料隨著短玻纖和聚四氟乙烯比例的增 加，耐磨性能明顯增強，證明其此種材料適合在作為氣體壓縮機閥片使用，并且滿足氣體壓 縮機閥片性能標準要求，所以制備的高耐熱、耐磨性優(yōu)異的PEEK閥片復(fù)合材料適合作為氣 體壓縮機閥片原料使用。
【主權(quán)項】
1. 該高耐熱、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% 短玻纖 10%~15% PTFE 8% ~12% 抗靜電劑 0.5% 助劑 0%~1%。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高耐熱、耐磨性優(yōu)異的PEEK閥片復(fù)合材料，其特征在于：所 述的PEEK為白色粉末狀的純原料樹脂，密度1. 30g/cm3。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高耐熱、耐磨性優(yōu)異的PEEK閥片復(fù)合材料，其特征在于：所 述的玻纖為短切玻纖，直徑8Pm。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高耐熱、耐磨性優(yōu)異的PEEK閥片復(fù)合材料，其特征在于：所 述的PTFE為白色粉末狀的出原料樹脂，密度2.lg/cm3。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高耐熱、耐磨性優(yōu)異的PEEK閥片復(fù)合材料，其特征在于：所 述的抗靜電劑為磷酸鹽型抗靜電劑ATMER-129。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高耐熱、耐磨性優(yōu)異的PEEK閥片復(fù)合材料，其特征在于：所 述的助劑為主要由玻纖分散劑、防玻纖外露劑、耐高溫抗氧劑按一定比例配混而成。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種高耐熱、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閥片用短玻纖/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：通過短玻纖和聚四氟乙烯復(fù)配填充增強PEEK材料，以及利用聚四氟乙烯提高PEEK復(fù)合材料耐磨性，進而將短玻纖/PTFE/PEEK復(fù)合材料通過雙螺桿擠出機共混擠出，牽引、冷卻、切粒后得到改性高耐熱、耐磨性優(yōu)異的PEEK閥片復(fù)合材料。在氣體壓縮機閥片領(lǐng)域，高耐熱、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效率并降低噪音的優(yōu)點。
【IPC分類】C08L27/18, C08L71/08, C08K7/14
【公開號】CN105348772
【申請?zhí)枴緾N201410413379
【發(fā)明人】王興年, 唐國良, 代汝軍
【申請人】黑龍江鑫達企業(yè)集團有限公司
【公開日】2016年2月24日
【申請日】2014年8月21日