專利名稱：聚芳醚酮片材或板材的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于高分子材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一類具有強(qiáng)度高、耐高溫和耐腐蝕等特點(diǎn)的聚芳醚酮片材或板材。
背景技術(shù)：
聚芳醚酮類樹脂是一類芳香性半結(jié)晶聚合物，具有耐熱等級(jí)高、耐輻射、沖擊強(qiáng)度高、耐磨性和耐疲勞性好、阻燃、電性能優(yōu)異等特點(diǎn)。自商品化以來，已經(jīng)在航空航天、汽車、 電子電氣、化工、機(jī)械和醫(yī)療等領(lǐng)域獲得了較廣泛的應(yīng)用。應(yīng)用于上述領(lǐng)域的聚芳醚酮制品一般是通過注射成型的方法制造的結(jié)構(gòu)型制品，但有些應(yīng)用領(lǐng)域需要聚芳醚酮片材或板材制品，如電子、汽車、機(jī)械、航空航天、石油化工等工業(yè)領(lǐng)域產(chǎn)品的關(guān)鍵零部件，這些部件一般要求具有很高的精度，而且數(shù)量不是非常多，往往需要通過精密機(jī)械加工制造，這樣就需要采用聚芳醚酮板(片)材來制造精密零部件。特別是我國大飛機(jī)計(jì)劃的啟動(dòng)，對(duì)聚芳醚酮片材或板材的需求較為迫切，飛機(jī)的許多數(shù)量較少的零部件(如密封環(huán)、緊固件等)需要聚芳醚酮片材或板材經(jīng)過機(jī)械加工制造；飛機(jī)的內(nèi)飾、航天器的內(nèi)飾等都需要聚芳醚酮片材或板材。其他領(lǐng)域如汽車、電子等領(lǐng)域也是如此。本發(fā)明的目的就是為了制備滿足不同領(lǐng)域需求的聚芳醚酮片材或板材。與本發(fā)明相關(guān)的背景技術(shù)是聚芳醚酮樹脂的合成方法技術(shù)(中國專利“聚醚醚砜和聚醚醚酮三元共聚物的制備方法”，專利號(hào)ZL 200610016723. 6，既可以制備聚醚醚砜又可以制備聚醚醚酮樹脂以及它們的共聚物；“環(huán)丁砜為溶劑合成含聯(lián)苯聚醚醚酮和聚醚醚酮三元共聚物的方法”，專利號(hào)ZL 200610016889. 8，既可以制備含聯(lián)苯聚醚醚酮又可以制備聚醚醚酮樹脂以及它們的共聚物；“聚芳醚酮共聚物的制備”，專利號(hào)ZL 01138739. 4，既可以制備聚醚醚酮又可以制備聚醚醚酮酮樹脂以及它們的共聚物和“高粘度含聯(lián)苯結(jié)構(gòu)聚醚醚酮酮樹脂的合成”，專利號(hào)ZL 97102708.0，既可以制備含聯(lián)苯聚醚醚酮酮又可以制備聚醚醚酮酮樹脂以及它們的共聚物)和熔體粘度調(diào)節(jié)劑超支化聚芳醚酮的制備技術(shù)(中國專利“超支化聚芳醚酮、其制備方法及在粘度調(diào)節(jié)劑方面的應(yīng)用”，專利號(hào)ZL 200810051200. 4，可以制備與聚芳醚酮樹脂具有良好相容性的熔體粘度調(diào)節(jié)劑)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是利用聚芳醚酮樹脂，包括聚醚醚酮(PEEK)、聚醚醚酮酮(PEEKK)、 含聯(lián)苯聚醚醚酮(PEDEK)和含聯(lián)苯聚醚醚酮酮(PEDEKK)樹脂，通過添加高溫潤滑劑、熔體粘度調(diào)節(jié)劑，采用熔融擠出成型方法制備聚芳醚酮片材或板材。用于制備聚芳醚酮片材或板材的設(shè)備由擠出機(jī)、過濾網(wǎng)、口模和三輥壓光機(jī)組成， 其中擠出機(jī)料筒(樹脂熔融)溫度為280 450°C，口模溫度為360 430°C，三輥壓光機(jī)溫度為50 280°C ；通過更換或調(diào)整口模，可以得到厚度為0. 2 20mm的聚芳醚酮片材或板材，而且通過控制三輥壓光機(jī)的定型溫度可以生產(chǎn)出半結(jié)晶態(tài)或無定型態(tài)片材，當(dāng)三輥壓光機(jī)定型溫度為160 280°C時(shí)，可以生產(chǎn)出半結(jié)晶態(tài)片材或板材，當(dāng)三輥壓光機(jī)定型溫度為50 160°C且板材厚度小于6mm時(shí)，可生產(chǎn)出無定型態(tài)片材或板材。由于聚芳醚酮樹脂具有高強(qiáng)度、耐高溫、耐腐蝕等特性，制備的聚芳醚酮片材或板材具有強(qiáng)度高、耐高溫和耐腐蝕等特點(diǎn)。本發(fā)明所述的用于制備聚芳醚酮片材或板材的專用料，按各組份和100wt%計(jì)算， 含90. 0 100. Owt %聚芳醚酮樹脂，0 3. Owt %的高溫潤滑劑和0 10. Owt %結(jié)構(gòu)式如V 或者VI所示的超支化聚芳醚酮，所制得的片材或板材尺寸依據(jù)口模、三輥壓光機(jī)的尺寸參數(shù)和擠出成型工藝而定，本發(fā)明所使用的口模寬度為400 500mm，模唇厚度為0. 2 2mm， 三輥壓光機(jī)的輥輪寬度為500mm，三輥壓光機(jī)的輥間距為0. 1 25mm，輥速(牽引速度) 為0. 5 20m/min。因此，本發(fā)明所制得的片材或板材寬度為380 500mm，厚度為0. 2 25mm。其由如下方法制備，(1)將干燥處理后的聚芳醚酮樹脂通過料斗加入到具有四個(gè)加熱區(qū)的擠出機(jī)料筒內(nèi)熔融，第I加熱區(qū)的溫度為280 340°C，第II加熱區(qū)的溫度為330 380°C，第III加熱區(qū)的溫度為380 420°C，第IV加熱區(qū)的溫度為380 450°C;從第II加熱區(qū)開始，每一加熱區(qū)的溫度比前一加熱區(qū)高0 50°C ；熔融的聚芳醚酮樹脂依靠擠出機(jī)螺桿的旋轉(zhuǎn)推進(jìn)，經(jīng)安裝于機(jī)頭與口模之間的過濾裝置過濾后流入狹縫式口模，口模的寬度為500mm，口模的模唇厚度為0. 2 2mm ；(2)進(jìn)入狹縫式口模的聚芳醚酮熔體在溫度為360 430°C的口模中成型為熔融料片；(3)然后將所述的熔融料片導(dǎo)離口模，導(dǎo)入三輥壓光機(jī)進(jìn)行冷卻定型；通過調(diào)整三輥壓光機(jī)的溫度為50 280°C，可以得到無定型或半結(jié)晶型固體聚芳醚酮片材或板材； 通過調(diào)整狹縫式口模的模唇厚度(數(shù)值范圍為0. 2 2mm)、三輥壓光機(jī)的輥間距(數(shù)值為 0. 1 25mm)及輥速(0. 5 20m/min)可得到不同厚度的聚芳醚酮片材或板材。進(jìn)一步的優(yōu)選實(shí)施方式，包括以下四種配方，配方a:聚芳醚酮樹脂100. Owt %配方b:聚芳醚酮樹脂98. 0 99. 5wt%高溫潤滑劑0. 5 2. Owt %配方C:聚芳醚酮樹脂92. 0 98. Owt %超支化聚芳醚酮聚合物2. 0 8. Owt %配方d:聚芳醚酮樹脂90. 0 97. 5wt%
高溫潤滑劑0. 5 2. Owt %超支化聚芳醚酮聚合物2.0 8. Owt %聚醚醚酮(PEEK)樹脂的對(duì)數(shù)比濃粘度為0.76 0.80、熔融指數(shù)為12 30g/10min，其結(jié)構(gòu)式如(I )所示，η為彡1的整數(shù)，表示聚合度。
權(quán)利要求
1.一種聚芳醚酮片材或板材，其特征在于按各組份和IOOwt %計(jì)算，含有90. O 100. Owt %的聚芳醚酮樹脂，0 3. Owt %的高溫潤滑劑和0 10. Owt %超支化聚芳醚酮，且 其由如下步驟制備，(1)將干燥處理后的聚芳醚酮樹脂通過料斗加入到具有四個(gè)加熱區(qū)的擠出機(jī)料筒內(nèi)熔 融，第I加熱區(qū)的溫度為280 340°C，第II加熱區(qū)的溫度為330 380°C，第III加熱區(qū)的溫 度為380 420°C，第IV加熱區(qū)的溫度為380 450°C;從第II加熱區(qū)開始，每一加熱區(qū)的溫 度比前一加熱區(qū)高0 50°C ；熔融的聚芳醚酮樹脂依靠擠出機(jī)螺桿的旋轉(zhuǎn)推進(jìn)，經(jīng)安裝于 機(jī)頭與口模之間的過濾裝置過濾后流入狹縫式口模，口模的寬度為500mm，口模的模唇厚度 為 0. 2 2mm ；(2)進(jìn)入狹縫式口模的聚芳醚酮熔體在溫度為360 430°C的口模中成型為熔融料片；(3)然后將所述的熔融料片導(dǎo)離口模，導(dǎo)入三輥壓光機(jī)進(jìn)行冷卻定型；三輥壓光機(jī)的 溫度為50 280°C，三輥壓光機(jī)的輥間距為0. 1 25mm，輥速為0. 5 20m/min，從而得到 寬度為380 500mm、厚度為0. 2 25mm的聚芳醚酮片材或板材。
2.如權(quán)利要求1所述的一種聚芳醚酮片材或板材，其特征在于聚芳醚酮樹脂為聚醚 醚酮PEEK樹脂、聚醚醚酮酮PEEKK樹脂、含聯(lián)苯聚醚醚酮PEDEK樹脂或含聯(lián)苯聚醚醚酮酮 PEDEKK 樹脂。
3.如權(quán)利要求2所述的一種聚芳醚酮片材或板材，其特征在于聚醚醚酮PEEK樹脂的 對(duì)數(shù)比濃粘度為0. 76 0. 80、熔融指數(shù)為12 30g/10min，其結(jié)構(gòu)式如(I )所示，n為 ^ 1的整數(shù)，表示聚合度，
4.如權(quán)利要求2所述的一種聚芳醚酮片材或板材，其特征在于聚醚醚酮酮PEEKK樹 脂的對(duì)數(shù)比濃粘度為0. 74 0. 80、熔融指數(shù)為20 40g/10min，其結(jié)構(gòu)式如(II )所示， n為彡1的整數(shù)，表示聚合度，
5.如權(quán)利要求2所述的一種聚芳醚酮片材或板材，其特征在于含聯(lián)苯聚醚醚酮PEDEK 樹脂的對(duì)數(shù)比濃粘度為0. 74 0. 80、熔融指數(shù)為20 40g/10min，其結(jié)構(gòu)式如(III)所示， n為彡1的整數(shù)，表示聚合度，
6.如權(quán)利要求2所述的一種聚芳醚酮片材或板材，其特征在于含聯(lián)苯聚醚醚酮酮40g/10min，其結(jié)構(gòu)式如PEDEKK樹脂的對(duì)數(shù)比濃粘度為0. 72 0. 78、熔融指數(shù)為20 (IV)所示，η為彡1的整數(shù)，表示聚合度，
7.如權(quán)利要求1所述的一種聚芳醚酮片材或板材，其特征在于所述的過濾裝置為過濾網(wǎng)。
8.如權(quán)利要求1所述的一種聚芳醚酮片材或板材，其特征在于所述的縫隙式口模具有高光潔度。
9.如權(quán)利要求1所述的一種聚芳醚酮片材或板材，其特征在于超支化聚芳醚酮包括無定型和半結(jié)晶型兩種，無定型超支化聚合物的結(jié)構(gòu)式如(V )所示，
10.如權(quán)利要求1所述的一種聚芳醚酮片材或板材，其特征在于高溫潤滑劑為德國 Wacker公司生產(chǎn)的顆粒狀或粉沫狀的GENIOPLAST Pellet S。
全文摘要
本發(fā)明屬于高分子材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種具有強(qiáng)度高、耐高溫和耐腐蝕等特點(diǎn)的聚芳醚酮片材或板材。按各組份和100wt％計(jì)算，聚芳醚酮片材或板材含90.0～100.0wt％聚芳醚酮樹脂，0～3.0wt％的高溫潤滑劑和0～10.0wt％超支化聚芳醚酮聚芳醚酮。聚芳醚酮片材或板材的擠出成型方法包括樹脂的高溫熔融擠出、熔體過濾、熔體進(jìn)入狹縫式口模、熔體于口模中形成熔體料片、料片進(jìn)入三輥壓光機(jī)的冷卻定型等步驟。通過控制三輥壓光機(jī)的定型溫度可以制備半結(jié)晶型或無定型片材。制備的聚芳醚酮片材具有強(qiáng)度高、高耐熱溫度和耐腐蝕等特點(diǎn)，在航空航天、武器裝備、電子、汽車、機(jī)械、石油化工等高技術(shù)領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用。
文檔編號(hào)B29C59/04GK102337018SQ201110213909
公開日2012年2月1日 申請(qǐng)日期2011年7月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月29日
發(fā)明者周政, 姜振華, 張?jiān)弃Q, 張淑玲, 牟建新, 王貴賓 申請(qǐng)人:吉林大學(xué)