[發(fā)明專利]金屬襯塑耐腐蝕耐摩擦復(fù)合材料及制備方法和應(yīng)用

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201611047080.1
• 申請(qǐng)日: 2016-11-23
• 公開（公告）號(hào): CN106751443B
• 公開（公告）日: 2019-02-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳立豪;喬占鳳;萬長宇
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 大連路陽科技開發(fā)有限公司
• 主分類號(hào): C08L61/16
• 分類號(hào): C08L61/16;C08K3/04;C08K7/06;F04C29/00;B29C45/14;B29C45/72
• 代理公司: 大連智高專利事務(wù)所(特殊普通合伙) 21235
• 代理人: 胡景波

金屬襯塑耐腐蝕耐摩擦復(fù)合材料及制備方法和應(yīng)用。該金屬襯塑耐腐蝕耐摩擦復(fù)合材料，包括耐腐蝕耐摩擦復(fù)合材料和金屬嵌件，所述耐腐蝕耐摩擦復(fù)合材料包括聚醚醚酮70?95wt％，碳纖維5?30wt％，微粉2?10wt％，石墨2?5wt％；所述金屬嵌件為鋼、鑄鐵或銅等。本發(fā)明復(fù)合材料以聚醚醚酮樹脂為基體，具有優(yōu)異的耐摩擦性、耐腐蝕性能、耐高溫性能，使用壽命長，特別適用于腐蝕性氣液體輸送泵中使用。本發(fā)明襯塑材料耐腐蝕性能、耐摩擦性能和高溫性能優(yōu)異，日常維護(hù)維修量小，極大的降低的設(shè)備成本。本發(fā)明產(chǎn)品采用注塑一次成型加工而成，制造工藝采用傳統(tǒng)注塑工藝，生產(chǎn)效率高，可大批量生產(chǎn)。將本發(fā)明應(yīng)用于真空泵的過流部件上效果更加顯著。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于高分子材料成型技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及金屬襯塑耐腐蝕耐摩擦復(fù)合材料及制作方法。

背景技術(shù)

聚醚醚酮樹脂(PEEK)具有耐熱等級(jí)高、耐輻射、沖擊強(qiáng)度高、耐摩擦、熱穩(wěn)定性好、耐疲勞性好、電性能優(yōu)異、耐腐蝕等優(yōu)點(diǎn)，自商品化以來，已經(jīng)在航空航天、汽車、電子電器、石油化工、機(jī)械和醫(yī)療等領(lǐng)域獲得了廣泛的應(yīng)用。

工業(yè)生產(chǎn)中，很多領(lǐng)域的設(shè)備都會(huì)接觸到腐蝕性(氣體、液體)介質(zhì)，直接影響到設(shè)備或相關(guān)部件的使用壽命。如水環(huán)式真空泵、旋片式真空泵、滑閥式真空泵、羅茨真空泵等。在石油、化工、制藥、食品、造紙等行業(yè)生產(chǎn)過程中會(huì)產(chǎn)生大量含有水蒸汽的腐蝕性氣體，這些氣體對(duì)設(shè)備的腐蝕性強(qiáng)，現(xiàn)有的鑄鐵或鋼質(zhì)真空泵不耐腐蝕不耐磨，真空泵在運(yùn)轉(zhuǎn)中出現(xiàn)被腐蝕，磨損嚴(yán)重，導(dǎo)致無法長期、穩(wěn)定的保證系統(tǒng)的真空度，運(yùn)行壽命短，用戶承擔(dān)綜合運(yùn)行成本過高，給連續(xù)化生產(chǎn)帶來極大不便。

近年來，金屬襯塑制品工藝一直都在應(yīng)用，包括注塑過程中加入金屬嵌件、塑料進(jìn)行金屬嵌件加熱壓入等工藝。由于金屬件與塑料的結(jié)合形式多種多樣，目前的金屬襯塑件在成型或加工過程中經(jīng)常出現(xiàn)金屬與塑料結(jié)合面容易脫落的問題，極大的縮短了結(jié)合件的使用壽命，同時(shí)也限制了金屬襯塑件的應(yīng)用領(lǐng)域。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種金屬襯塑耐腐蝕耐摩擦復(fù)合材料及制備方法，發(fā)明人針對(duì)PEEK及其復(fù)合材料的塑鋼結(jié)合工藝進(jìn)行研究，總結(jié)出PEEK及其復(fù)合材料與金屬件結(jié)合的工藝標(biāo)準(zhǔn)，更重要的是這種復(fù)合材料耐高溫，長期使用溫度在260℃腐蝕性強(qiáng)的液體中都沒有質(zhì)量問題。該復(fù)合材料的制備方法解決了腐蝕性氣液體輸送過程中對(duì)輸送泵等的損壞及金屬表面與塑料結(jié)合面容易出現(xiàn)脫落的問題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：金屬襯塑耐腐蝕耐摩擦復(fù)合材料的制備方法，包括以下步驟：

(1)將聚醚醚酮、微粉、石墨加入到高速混合機(jī)中混合，通過加料口進(jìn)入雙螺桿擠出機(jī)，通過側(cè)喂料口加入碳纖維擠出造粒、干燥處理后備用；

(2)將金屬嵌件進(jìn)行預(yù)熱處理，使金屬嵌件表面溫度達(dá)到200℃以上；

(3)將預(yù)熱處理后的金屬嵌件放入模具中，將注塑機(jī)升溫使步驟(1)所得復(fù)合材料充分熔融，進(jìn)行注射、保壓、冷卻、脫模即得產(chǎn)品。

進(jìn)一步的，所述步驟(1)中高速混合機(jī)溫度50-80℃，高速混合10-20分鐘。

進(jìn)一步的，所述步驟(2)中所述預(yù)熱處理具體步驟為：將金屬嵌件放入高溫烘箱內(nèi)進(jìn)行加熱，通過高溫烘箱的溫度設(shè)定及實(shí)測(cè)溫度監(jiān)控，對(duì)金屬嵌件溫度進(jìn)行控制，使金屬嵌件表面溫度達(dá)到200-240℃。

進(jìn)一步的，步驟(3)中注塑壓力為30-120MPa，注塑機(jī)溫度為350-380℃，保壓壓力為50-120MPa，保壓時(shí)間為5-20s，冷卻時(shí)間200-300s。