專利名稱：一種聚醚醚酮導熱絕緣涂料的使用方法
技術領域：
本發明涉及高性能特種工程塑料領域，具體涉及一種聚醚醚酮導熱絕緣涂料的使 用方法。
背景技術：
PEEK涂料被廣泛應用于耐高溫及防腐材料領域。使用PEEK制造的涂層在全世界 各個領域都有應用烹飪用具，如烙鐵和煎鍋；水泵零部件；汽車汽缸頂部的墊圈；壓縮機 零部件；半導體晶片架；油田天線；食品及化學藥品的攪拌零部件。PEEK涂料擁有巨大的優勢，例如超強的耐磨性、耐用性和粘連性。與氟涂料和尼龍 涂料相比，PEEK涂料主要表現出以下優點1、不需要預先涂過渡層，簡化了施工工藝。2、施 工后溶劑可以回收，減少了溶劑污染環境的問題；3、特別是在高溫下，PEEK的耐蝕譜非常 廣泛，在所有防腐涂料中可稱最佳；4、氟涂料涂層本身耐腐蝕壽命可很長，但由于其與金屬 附著力差，于使用過程中脫落會造成壽命短，而PEEK則是耐腐蝕壽命長；5、PEEK涂層的機 械載荷也十分之高，在高機械負荷條件下表現出色，而且具備良好的蒸汽耐受性和防浸透 功能并且可以很好地防止蒸汽滲入；6、涂膜在300°C高溫和23°C常溫環境下能保持同等強 度。涂層粘附牢固，用銳利器具刮蹭也不易劃傷或脫落，無須擔心涂膜脫落，同時又具有良 好的延展性。PEEK涂料柔軟性高，即使用尖銳的工具劃，也不會破裂或剝落。適合于對耐磨性和 耐撞擊性要求較高的壓縮機部件與軸承，以及激光打印機膠輥等部件。假如噴涂在機械設 備的撞擊部件上，還具有降低工作噪音的作用。新產品用于需要機械強度高的各種沖擊零 件和裝置，以及需要耐磨損和經常滑動的壓縮機、軸承、激光打印機的輥輪等部件上。在汽 車和工業機械設備內，將各滑動零件涂裝后，可提高滑動性，設備啟動運轉時十分安靜。另 外，這種涂料也可用于烹調用具和廚房設備，加工成的不粘涂層，飯菜粘不住，并且非常容 易清洗，燃燒時不會產生有害氣體。比起用氟樹脂加工的炒勺和飯鍋，涂層更加不易脫落， 而且炊具使用壽命可以提高約10倍。通常PEEK涂料存在導熱性較差的缺點，并且現有的PEEK涂料的施工工藝是將 PEEK樹脂細粉在水中調制成分散涂料，利用空氣噴涂設備噴涂到金屬底材之后，進行燒結。 這種工藝需要先制備成PEEK細粉料，工藝比較復雜。在一些對涂料的導熱性和絕緣性要求高的領域，現有的PEEK涂料不能滿足應用 的需要。中國專利CN200610040090. 2 (
公開日期2006年12月20日)公開一種聚醚醚酮復 合材料的制備方法，該方法是將聚醚醚酮與無機材料復合后，通過注射法或模壓燒結法成 型復合材料。該工藝比較復雜，并且由于該方法的無機材料并不能十分均勻地分散在PEEK 材料中，并且無機材料容易存在團結的現象。

發明內容
本發明的目的在于克服現有技術中PEEK涂料導熱性和絕緣性不能滿足應用需 要，施工工藝復雜的不足，提供一種聚醚醚酮導熱絕緣涂料的使用方法，該使用方法工藝簡 單，使用的聚醚醚酮導熱絕緣涂料具有良好的導熱性能和絕緣性能。本發明的上述目的通過如下技術方案予以實現
一種聚醚醚酮導熱絕緣涂料的使用方法，包括如下步驟將制備完成后未經冷卻的聚 醚醚酮導熱絕緣涂料，直接涂覆在基體材料上，將涂覆后基體材料用水清洗，除去溶劑和無 機鹽后，放入烘箱中在180°C下干燥3飛小時，然后將材料放在真空燒結爐中，在38(T40(TC 燒結5 10分鐘，得到表面涂覆有PEEK樹脂的基體材料；
所述聚醚醚酮導熱絕緣涂料通過如下方法制備往帶有分水器的反應瓶中依次加入環 丁砜、酮單體及二酚單體，然后加入二甲苯，加熱攪拌，原料完全溶解后，加入縮合劑升溫至 15(T20(TC下反應，反應完全后，除去二甲苯，然后繼續反應2飛h，然后加入導熱無機填料， 升溫至260°C反應廣2h，停止反應，即得到所述聚醚醚酮導熱絕緣涂料。所述酮單體為4，4’ - 二氟二苯甲酮；所述二酚單體為對苯二酚。所述反應完全是指，分水器中二甲苯溶液澄清透明后，再繼續反應2(Γ60分鐘，確 保不再有水生成。所述基體材料優選為不銹鋼片、陶瓷、鋁片、鋅片、鈦合金等，包括但不限于以上幾種。由于環丁砜是一種極性很強的溶劑，無機材料在環丁砜溶液中不容易團聚，使得 導熱無機填料可以在其中分散得更均勻。所述導熱無機填料為氮化硅、氮化鎵、納米氮化鋁中的一種或一種以上的混合物。 氮化硅、氮化鎵、納米氮化鋁這類無機填料具有高導熱率，應用在涂料里，不僅大幅度提高 涂料的導熱絕緣性能，而且對涂料有增韌增強作用，更有利于其應用。所述導熱無機填料的量優選為聚醚醚酮的0. Γ15重量％。所述導熱無機填料的量更優選為聚醚醚酮的2 5重量％。填料的添加量過大容易 導致涂料剝落。所述二酚單體與酮單體的摩爾比優選為1: 1.0廣1:1.03。作為一種最優選方案，所述二酚單體與酮單體的摩爾比最優選為1:1.01。所述縮合劑可以為已知的用于制備聚醚醚酮的縮合劑，作為一種最優選方案，所 述縮合劑最優選為Na2C03。所述二酚單體與縮合劑的摩爾比優選為1:1. 05^1:1. 3。作為一種最優選方案，所述二酚單體與縮合劑的摩爾比最優選為1:1. 1。所述制備方法制得的聚醚醚酮導熱絕緣涂料。本發明所述聚醚醚酮導熱絕緣涂料的使用方法比較簡單，由于采用環丁砜作為溶 劑聚合，聚合溶液可以直接通過噴涂或刮涂施工，將涂覆有所述聚醚醚酮涂料的基底材料 浸入溫水溶液中清洗多次，除掉涂料里面含有的溶劑和雜質，再在PEEK的熔點以上進行高 溫燒結成型，PEEK即可牢固地粘結在基底材料上，可得到表觀光滑，韌性、耐久性非常好的 PEEK涂覆材料。與現有技術相比，本發明具有如下有益效果
本發明在PEEK的聚合過程中引入高導熱率的無機填料，可以提高PEEK涂料的導熱性，同時還可以提高材料的韌性和其它機械性能；由于無機填料是在PEEK的聚合過程中添加 的，其在涂料中的分布更均勻；該涂料的使用方法，為直接采用未冷卻的聚合物溶液涂覆在 基底材料上，進行洗滌和燒結，即可使PEEK牢固地粘附在基底材料，從而改善材料的性能， 與現有的PEEK涂料使用相比，簡化了施工工藝。本發明所述涂料具有良好的導熱性、絕緣 性和韌性，可以廣泛應用于不粘鍋、化工防腐等領域。
具體實施例方式以下結合實施例來進一步解釋本發明，但實施例并不對本發明做任何形式的限定。導熱率測試方法
采用FYDP-4型導熱率測定儀，參考標準GB/Tl(^95-88 (絕熱材料穩態熱阻及有關特 性的測定熱流計法)及ASTM C518-04用熱流計法測定穩態熱通量和熱傳遞特性的試驗方 法。儀器采用在試樣一面加入穩定的熱面溫度，熱量通過試樣傳遞到冷面(室溫)，測量傳遞 的熱流來計算導熱系數和熱阻。采用導熱率測定儀測定導熱率。沖擊強度測試根據標準GB1732-79，1KG砝碼從某個(cm)高度落下，砸在定制的 沖擊頭上，沖擊頭再沖擊PEEK樹脂涂料正面，看沖擊后，有沒有脫落\開裂。沖擊強度=重 量*高度
體積電阻率測試根據標準GB/T1410-2006測試，將所壓片材料在500V電壓下保持1 分鐘，并測量所產生的電流，根據計算公式 P V=RX. λ/
Rx為體積電阻，單位為歐姆，Rx=Ux/(Is±Iq)其中，Ux為施加電壓，單位(V)，Is為電化 期間的穩態電流，單位(A)，Itl為電化前的短路電流，單位(A)，當Itl與Itl方向相同時候使用 負號，反之使用正號；
A為被保護電極的有效面積，單位(cm2)； 力為試樣的平均厚度，單位(cm)。實施例1
在裝有溫度計、通氮氣管、冷凝分水器、攪拌器的三口反應瓶中，先加入精制環丁砜 490g，然后加入 67. Ilg (0. 303mol)的 4，4’ - 二氟二苯甲酮和 33. 03g (0. 30mol)對苯二 酚(可得聚合物86. 4g，固含量為15%)，再加入7 二甲苯后，攪拌、加熱，待其全部溶解并待 溫度升到80°C時，加入34. 98g (相對于對苯二酚過量10摩爾％) Na2CO3,再繼續升溫，待溫 度升至150°C，體系開始共沸，分水器中有二甲苯和水冷凝，上層二甲苯回流，下層水不斷放 出，繼續升溫到190°C下帶水，待水回收到理論量時，上層二甲苯開始澄清透明，再繼續回流 20分鐘，然后開始從體系中蒸出二甲苯，然后繼續反應3小時，此時向反應體系中加入氮化 鋁(相對于聚醚醚酮的理論量2重量％)，體系溫度由加熱不斷上升，至溫度達到260°C后，保 持恒溫，體系粘度隨聚合反應進行粘度不斷增大，持續2小時后停止反應。為了得到所添加無機填料的PEEK樹脂真實導熱率，則采用將聚合物粘液注入冷 水中，待充分冷卻后，用粉碎機粉碎并過濾。將所得粉料加水，煮沸1小時，再過濾，反復煮 8次，直到料中的溶劑及副產物鹽全部除去。制得后的粉料在烘箱中140°C烘干12小時，使 水分含量低于0. 5%。將此粉末在高溫壓片機下380°C壓片，得到PEEK薄片。
對比例1
聚合方法與實施例1相同，不同的是在聚合反應過程中不添加無機填料，其他后處理 方法與實施例1完全相同，得到純PEEK樹脂。采用導熱率測定儀測試導熱率。所測試的導 熱率是在室溫下測得。實施例2
在裝有溫度計、通氮氣管、冷凝分水器、攪拌器的三口反應瓶中，先加入精制環丁砜 490g，然后加入 67. Ilg (0. 303mol)的 4，4’ - 二氟二苯甲酮和 33. 03g (0. 30mol)對苯二 酚(可得聚合物86. 4g，固含量為15%)，再加入74g 二甲苯后，攪拌、加熱，待其全部溶解并 待溫度升到80°C時，加入34. 98g (相對于對苯二酚過量10摩爾％)Na2C03，再繼續升溫，待 溫度升至150°C，體系開始共沸，分水器中有二甲苯和水冷凝，上層二甲苯回流，繼續升溫到 200°C下帶水，下層水不斷放出，待水回收到理論量時，上層二甲苯開始澄清透明，再繼續回 流20分鐘，然后開始從體系中蒸出二甲苯，然后繼續反應4小時，然后向反應體系中加入氮 化鎵(相對于聚醚醚酮的理論量2重量％)，體系溫度由加熱不斷上升，至溫度達到260°C后， 保持恒溫，體系粘度隨聚合反應進行粘度不斷增大，持續2小時后停止反應。實施例3
在裝有溫度計、通氮氣管、冷凝分水器、攪拌器的三口反應瓶中，先加入精制環丁砜 490g，然后加入 67. Ilg (0. 303mol)的 4，4’ - 二氟二苯甲酮和 33. 03g (0. 30mol)對苯二 酚(可得聚合物86. 4g，固含量為15%)，再加入74g 二甲苯后，攪拌、加熱，待其全部溶解并 待溫度升到80°C時，加入34. 98g (相對于對苯二酚過量10摩爾％) Na2CO3,再繼續升溫，待 溫度升至150°C，體系開始共沸，分水器中有二甲苯和水冷凝，上層二甲苯回流，繼續升溫到 200°C下帶水，下層水不斷放出，待水回收到理論量時，上層二甲苯開始澄清透明，再繼續回 流20分鐘，然后開始從體系中蒸出二甲苯，繼續反應3小時，向反應體系中加入氮化硅(相 對于聚醚醚酮的理論量4重量％)，體系溫度由加熱不斷上升，至溫度達到^(TC后，保持恒 溫，體系粘度隨聚合反應進行粘度不斷增大，持續2小時后停止反應。對比例與實施例廣3所得PEEK材料的性能比較如表1所示
表權利要求
1.一種聚醚醚酮導熱絕緣涂料的使用方法，其特征在于包括如下步驟將制備完成后 未經冷卻的聚醚醚酮導熱絕緣涂料，直接涂覆在基體材料上，將涂覆后基體材料用水清洗， 除去溶劑和無機鹽后，放入烘箱中在180°c下干燥;Γ5小時，然后將材料放在真空燒結爐 中，在38(T400°C燒結5 10分鐘，得到表面涂覆有聚醚醚酮的基體材料；所述聚醚醚酮導熱絕緣涂料通過如下方法制備往帶有分水器的反應瓶中依次加入環 丁砜、酮單體及二酚單體，然后加入二甲苯，加熱攪拌，原料完全溶解后，加入縮合劑升溫至 15(T20(TC下反應，反應完全后，除去二甲苯，然后繼續反應2飛h，然后加入導熱無機填料， 升溫至260°C反應廣2h，停止反應，即得到所述聚醚醚酮導熱絕緣涂料。
2.如權利要求1所述使用方法，其特征在于所述導熱無機填料為碳化硅、氮化鎵、納米 氮化鋁中的一種或一種以上的混合物。
3.如權利要求1所述使用方法，其特征在于所述基體材料為不銹鋼片、陶瓷、鋁片、鋅 片或鈦合金。
4.如權利要求1所述使用方法，其特征在于所述導熱無機填料的量為聚醚醚酮的0.Γ15 重量 ％。
5.如權利要求1所述使用方法，其特征在于所述導熱無機填料的量為聚醚醚酮的2飛重量％。
6.如權利要求1所述使用方法，其特征在于所述二酚單體與酮單體的摩爾比為1:1.01 1:1. 03。
7.如權利要求6所述使用方法，其特征在于所述二酚單體與酮單體的摩爾比為 1:1. 01。
8.如權利要求1所述使用方法，其特征在于所述縮合劑為Na2C03。
9.如權利要求1所述使用方法，其特征在于所述二酚單體與縮合劑的摩爾比為 1:1. 05 1:1. 3。
10.如權利要求9所述使用方法，其特征在于所述二酚單體與縮合劑的摩爾比為 1:1. 1。
全文摘要
本發明公開一種聚醚醚酮導熱絕緣涂料的使用方法。所述聚芳醚酮薄膜的使用方法是將制備完成后未經冷卻的聚醚醚酮導熱絕緣涂料，直接涂覆在基體材料上，將涂覆后基體材料用水清洗，除去溶劑和無機鹽后，放入烘箱中在180℃下干燥3~5小時，然后將材料放在真空燒結爐中，在380~400℃燒結5~10分鐘，得到表面涂覆有聚醚醚酮的基體材料。所述聚醚醚酮導熱絕緣涂料是通過在聚醚醚酮的合成過程中，加入導熱無機填料獲得的。所述涂料具有良好的導熱性、絕緣性和韌性，可以廣泛應用于不粘鍋、化工防腐。所述的使用方法簡化了現有的施工工藝，可以更容易地獲得表觀光滑，韌性、耐久性非常好的PEEK涂覆材料。
文檔編號C09D5/25GK102139263SQ20111002111
公開日2011年8月3日 申請日期2011年1月19日 優先權日2011年1月19日
發明者曹民, 曾祥斌, 趙東輝, 饒先花 申請人:上海金發科技發展有限公司, 金發科技股份有限公司