BE1024587B1 - Werkwijze voor het vervaardigen van fluorpolymeer of polyether ether keton producten en een fluorpolymeer of polyether ether keton product - Google Patents
Werkwijze voor het vervaardigen van fluorpolymeer of polyether ether keton producten en een fluorpolymeer of polyether ether keton product Download PDFInfo
- Publication number
- BE1024587B1 BE1024587B1 BE2016/5957A BE201605957A BE1024587B1 BE 1024587 B1 BE1024587 B1 BE 1024587B1 BE 2016/5957 A BE2016/5957 A BE 2016/5957A BE 201605957 A BE201605957 A BE 201605957A BE 1024587 B1 BE1024587 B1 BE 1024587B1
- Authority
- BE
- Belgium
- Prior art keywords
- temperature
- fluoropolymer
- peek
- product
- cooling
- Prior art date
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C43/00—Compression moulding, i.e. applying external pressure to flow the moulding material; Apparatus therefor
- B29C43/006—Pressing and sintering powders, granules or fibres
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C67/00—Shaping techniques not covered by groups B29C39/00 - B29C65/00, B29C70/00 or B29C73/00
- B29C67/02—Moulding by agglomerating
- B29C67/04—Sintering
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C43/00—Compression moulding, i.e. applying external pressure to flow the moulding material; Apparatus therefor
- B29C43/003—Compression moulding, i.e. applying external pressure to flow the moulding material; Apparatus therefor characterised by the choice of material
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C43/00—Compression moulding, i.e. applying external pressure to flow the moulding material; Apparatus therefor
- B29C43/32—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
- B29C43/52—Heating or cooling
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
- B29K2027/00—Use of polyvinylhalogenides or derivatives thereof as moulding material
- B29K2027/12—Use of polyvinylhalogenides or derivatives thereof as moulding material containing fluorine
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
- B29K2071/00—Use of polyethers, e.g. PEEK, i.e. polyether-etherketone or PEK, i.e. polyetherketone or derivatives thereof, as moulding material
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Casting Or Compression Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
Abstract
De onderhavige uitvinding betreft in een eerste aspect een werkwijze voor het vervaardigen van een fluorpolymeer of polyether ether keton product. In een tweede aspect betreft de huidige uitvinding een fluorpolymeer of polyether ether keton product.
Description
WERKWI JZE VOOR HET VERVAARDI GEN VAN FLUORPOLYMEER OF
POLYETHER ETHER KETON PRODUCTEN EN EEN FLUORPOLYMEER OF
POLYETHER ETHER KETON PRODUCT
BE2016/5957
TECHNISCH VELD
De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het vervaardigen van fluorpolymeer of polyether ether keton producten en op een fluorpolymeer of polyether ether keton product.
ACHTERGROND
Fluorpolymeer producten, zoals polychloortrifluorethyleen (PCTFE), en polyether ether keton (PEEK) producten zijn omwille van hun hoge temperatuurresistentie, goede isolerende eigenschappen, goede anti-adhesie eigenschappen, een hoge chemische resistentie, en omwille van hun intertheid gewenst voor toepassing in vele hoog-kwalitatieve voorwerpen zoals flensdichtingen, enveloppe-dichtingen, Vringen (Chevron ringen), as-dichtingen, compressorringen, kogelkraanzittingen en back-up ringen en dit in verscheidene sectoren waaronder de luchtvaart-, automobiel-, voedsel-, petrochemische, olie- en gas- en medische industrie.
Een manier om een fluorpolymeer of PEEK product te verkrijgen is door een fluorpolymeer of PEEK omvattend poeder te sinteren bij een temperatuur hoger dan het smeltpunt van het fluorpolymeer of PEEK, gevolgd door mechanisch persen bij verhoogde temperatuur en vervolgens koelen.
Zo beschrijft WO 01/60911 Al smelt-verwerkbare fluorpolymeren en een werkwijze voor het onder een gesmolten vorm verwerken van een smeltverwerkbaar tetrafluorethyleen polymeer. Concreet beschrijft WO 01/60911 Al onder meer het smelt-persen van polytetrafluorethyleen bij 380 °C. WO 01/60911 Al heeft het probleem dat geen rekening wordt gehouden met de equilibratie van het fluorpolymeer voor het persen bij een verhoogde temperatuur.
De huidige uitvinding heeft als doel om ten minste dit probleem op te lossen.
BE2016/5957
SAMENVATTI NG
Tot dit doel verschaft de uitvinding in een eerste aspect een werkwijze volgens conclusie 1.
Door het uitoefenen van de werkwijze volgens conclusie 1 wordt door het rüsten van een fluorpolymeer of PEEK omvattend poeder voor een stap van sinteren ervoor gezorgd dat de kans van scheurvorming tijdens een latere sintercyclus bij verhoogde temperatuur tegen wordt gegaan. Poeders en materialen met een temperatuur lager dan 19 °C hebben immers een grotere kans op scheurvorming tijdens een latere sintercyclus. De maatregel volgens onderhavige uitvinding is zeer wenselijk om na sinteren, mechanisch persen en koelen een finaal warmgeperst fluorpolymeer of PEEK product te verkrijgen met een minimum aan barsten of scheuren en een hoge dichtheid.
Verder betreft de huidige uitvinding in een tweede aspect een fluorpolymeer of PEEK product volgens conclusie 9.
FI GUREN
Fig. 1 stelt schematisch een geprefereerde uitvoeringsvorm van de werkwijze volgens onderhavige uitvinding voor.
Fig. 2 stelt een geprefereerd temperatuurverloop voor tijdens een sinterstap en een koelstap van een werkwijze volgens onderhavige uitvinding.
GEDETAI LLEERDE BESCHRI JVI NG VAN DE UITVI NDI NG
De term fluorpolymeer of PEEK omvattend poeder dient in de huidige tekst begrepen te worden als een poedervormig product omvattende minstens 1 gewichtspercent PEEK en/of één of meerdere fluorpolymeren. In geprefereerde uitvoeringsvormen zijn de één of meerdere fluorpolymeren geselecteerd uit de groep omvattende perfluoralkoxy polymeren (PFA), copolymeren van ethyleen en tetrafluorethyleen (ETFE), fluorethyleenpropyleen polymeren (FEP) en polychloortrifluorethyleen polymeren (PCTFE), of eender welke combinatie van voorgaande. In uitvoeringsvormen omvat het poeder andere fluorpolymeren zoals, maar niet beperkt tot, perfluormethylvinylether polymeren (MFA),
BE2016/5957 polyvinylideenfluoride (PVDF) en Copolymeren van ethyleen en chloortrifluorethyleen (ECTFE), of eender welke combinatie van voorgaande. In uitvoeringsvormen kan het fluorpolymeer of PEEK omvattend poeder additieven omvatten geselecteerd uit de groep omvattende glasvezel, grafiet, carbon, carbonvezel, brons en roestvrij staal, of eender welke combinatie van voorgaande. Het fluorpolymeer of PEEK omvattend poeder kan deels of volledig een niet-vrijvloeiend poeder of een vrij-vloeiend poeder zijn, en is bij voorkeur deels, en meer bij voorkeur volledig een vrij-vloeiend poeder. Een vrij-vloeiend poeder is eenvoudiger om te bewerken dan een niet-vrij-vloeiend poeder. Bij een niet-vrijvloeiend poeder klitten deeltjes van het poeder immers aan elkaar door onder meer vocht en cohesiekrachten.
WO 94/02547 Al beschrijft vormgegeven PTFE samenstellingen met läge kruip die geproduceerd zijn door een gelijktijdige applicatie van druk en verhoogde temperatuur. Ook beschrijft WO 94/02547 Al een procès voor het maken van vormgegeven samenstellingen met läge kruip door het gelijktijdig aanwenden van druk en verhoogde temperatuur.
CN 102 504 478 B beschrijft een poreus PEEK zelfsmerend slijtvast composietmateriaal en een bereidingsmethode ervan.
Victrex is een voorbeeid van een bedrijf dat werkzaam is in het vervaardigen van PEEK producten (zie https://www.victrex.eom/~/media/datasheets/ victrex_tds_450g. pdf).
Standard Rubber Products Co. is een voorbeeid van een bedrijf dat werkzaam is in het vervaardigen van PTFE producten (zie http://www.srpco.com/wpcontent/uploads/2017/07/Virg in-and-Filled-PTFE-Teflon.pdf).
Quadrant is een voorbeeid van een bedrijf dat werkzaam is in het vervaardigen van ETFE producten (zie http://www.quadrantplastics.com/fileadmin/quadrant/ documents/QEPP/EU/Product_Data_Sheets_PDF/Symalit/Symalit_ETFE1000_E_PD S_0907.pdf).
Daikin Chemical Europe is een voorbeeid van een bedrijf dat werkzaam is in het vervaardigen van PCTFE producten (zie https://www.daikinchem.de/ downloads/PCTFE.pdf).
BE2016/5957
Een eerste aspect van de uitvinding betreft een werkwijze voor het vervaardigen van een fluorpolymeer of PEEK product, omvattende de stappen van:
- het sinteren van een fluorpolymeer of PEEK omvattend poeder bij een temperatuur tussen 230 en 420 °C, bij voorkeur tussen 245 en 405 °C;
- het mechanisch persen van het fluorpolymeer of PEEK omvattend poeder bij temperatuur tussen 230 en 420 °C, bij voorkeur tussen 245 en 405 °C en bij een drukniveau van 5 tot 100 MPa, bij voorkeur van 10 tot 70 MPa, meer bij voorkeur van 13 tot 43 MPa, aldus resulterend in een warm-geperst fluorpolymeer of PEEK product; en
- het koelen van het warm-geperst fluorpolymeer of PEEK product tot een temperatuur van 19 tot 25 °C, bij voorkeur van 21 tot 25 °C, aldus resulterend in een finaal warm-geperst fluorpolymeer of PEEK product, waarbij voor de stap van het sinteren het fluorpolymeer of PEEK omvattend poeder eerst gedurende 0,5 tot 6 uur, bij voorkeur gedurende 1 tot 3 uur rust bij een temperatuur van 19 tot 25 °C, bij voorkeur van 21 tot 25 °C.
In geprefereerde uitvoeringsvormen is een fluorpolymeer of PEEK product uitgevoerd als een staaf, plaat, cilinder of near-net-shape product.
Door het uitoefenen van de werkwijze volgens conclusie 1 wordt door het rüsten van een fluorpolymeer of PEEK omvattend poeder voor een stap van sinteren ervoor gezorgd dat de kans van scheurvorming tijdens een latere sintercyclus bij verhoogde temperatuur tegen wordt gegaan. Poeders en materialen met een temperatuur lager dan 19 °C hebben immers een grotere kans op scheurvorming tijdens een latere sintercyclus. De maatregel volgens onderhavige uitvinding is zeer wenselijk om na sinteren, mechanisch persen en koelen een finaal warmgeperst fluorpolymeer of PEEK product te verkrijgen met een minimum aan barsten of scheuren en een hoge dichtheid. Deze maatregel biedt een vindingrijke wijze om kwaliteitsdefecten van fluorpolymeer of PEEK producten zoals barst- en scheurvorming in een gevorderde mate tegen te gaan.
In een geprefereerde uitvoeringsvorm voorziet de onderhavige uitvinding in een werkwijze volgens het eerste aspect van de uitvinding, waarbij het fluorpolymeer geselecteerd is uit de groep omvattende: PCTFE, ETFE, FEP en PFA, of eender welke combinatie van voorgaande. Genoemde fluorpolymeren zijn omwille van excellente mechanische eigenschappen zeer gewenst voor pecifieke toepassingen in hoog-kwalitatieve voorwerpen van toepassing in verscheidene sectoren
BE2016/5957 waaronder, maar niet beperkt tot, de luchtvaart-, automobiel-, voedsel-, petrochemische, olie- en gas- en medische industrie.
In een geprefereerde uitvoeringsvorm voorziet de onderhavige uitvinding in een werkwijze volgens het eerste aspect van de uitvinding, waarbij het poeder uniform verdeeld wordt als voorbereiding van de stap van het sinteren. Indien nodig worden hiervoor eventuele stukken of brokken aanwezig in het poeder gebroken. Een uniforme verdeling van het poeder is günstig voor het verkrijgen van een warm-geperst fluorpolymeer of PEEK product met uniforme eigenschappen en een verlaagd risico op barsten of breuken.
In een geprefereerde uitvoeringsvorm voorziet de onderhavige uitvinding in een werkwijze volgens het eerste aspect van de uitvinding, waarbij een turbulente luchtstroom rond het fluorpolymeer of PEEK omvattend poeder en/of warm-geperst fluorpolymeer of PEEK product verplaatst wordt tijdens de stap van het sinteren, het mechanisch persen en/of het koelen, bij voorkeur tijdens de stap van het sinteren, het mechanisch persen en het koelen. In een geprefereerde uitvoeringsvorm kunnen turbulente luchtstromen verkregen worden middels een inrichting voor geforceerde luchtcirculatie die voorzien is in een oven waarin een fluorpolymeer of PEEK omvattend poeder geplaatst zou worden voor de stap van het sinteren. Een turbulente luchtstroom zorgt voor een uniforme verdeling van luchtstromen en is bijgevolg voordelig voor het verkrijgen van een finaal warmgeperst fluorpolymeer of PEEK product met uniforme eigenschappen en een verlaagd risico op barsten of breuken.
In een geprefereerde uitvoeringsvorm voorziet de onderhavige uitvinding in een werkwijze volgens het eerste aspect van de uitvinding, waarbij
In een geprefereerde uitvoeringsvorm voorziet de onderhavige uitvinding in een werkwijze volgens het eerste aspect van de uitvinding, waarbij het volgende temperatuurverloop uitgeoefend wordt tijdens de stap van het sinteren:
- opwarmen van een temperatuur van 19 tot 25 °C, bij voorkeur van 21 tot 25 °C, tot een temperatuur van 295 tot 305 °C, bij voorkeur van 298 °C tot 302 °C, en vervolgens een toename tot een temperatuur van 315 tot 325 °C, bij voorkeur van 318 tot 322 °C;
- aanhouden van de temperatuur van 315 tot 325 °C, bij voorkeur van 318 tot 322 °C;
BE2016/5957
- opwarmen tot een temperatuur van 360 tot 400 °C, bij voorkeur van 370 tot 380 °C, en meer bij voorkeur van 373 tot 377 °C; en
- aanhouden van de temperatuur van 360 tot 400 °C, bij voorkeur van 370 tot 380 °C, en meer bij voorkeur van 373 tot 377 °C.
Dergelijk temperatuurverloop is uitstekend geschikt voor het sinteren van een fluorpolymeer of PEEK omvattend poeder, waarbij barsten, scheuren of andere vormafwijkingen van een warm-geperst fluorpolymeer of PEEK product zo veel mogelijk worden vermeden.
In een geprefereerde uitvoeringsvorm voorziet de onderhavige uitvinding in een werkwijze volgens het eerste aspect van de uitvinding, waarbij het volgende temperatuurverloop uitgeoefend wordt tijdens de stap van het sinteren:
- opwarmen van een temperatuur van 19 tot 25 °C, bij voorkeur van 21 tot 25 °C, tot een temperatuur van 295 tot 305 °C, bij voorkeur van 298 °C tot 302 °C aan een opwarmsnelheid van 25 tot 31 °C per uur, bij voorkeur van 26,5 tot 29,5 °C per uur, en vervolgens een toename tot een temperatuur van 315 tot 325 °C, bij voorkeur van 318 tot 322 °C aan een opwarmsnelheid van 4 tot 12 °C per uur, bij voorkeur van 5 tot 11 °C per uur;
- aanhouden van de temperatuur van 315 tot 325 °C, bij voorkeur van 318 tot 322 °C;
- opwarmen tot een temperatuur van 360 tot 400 °C, bij voorkeur van 370 tot 380 °C, en meer bij voorkeur van 373 tot 377 °C, aan een opwarmsnelheid van 4 tot 12 °C per uur, bij voorkeur van 5 tot 11 °C per uur; en
- aanhouden van de temperatuur van 360 tot 400 °C, bij voorkeur van 370 tot 380 °C, en meer bij voorkeur van 373 tot 377 °C.
Dergelijk temperatuurverloop met aangegeven opwarmsnelheden is uitermate geschikt voor het sinteren van een fluorpolymeer of PEEK omvattend poeder, waarbij barsten, scheuren of andere vormafwijkingen van een warm-geperst fluorpolymeer of PEEK product zo veel mogelijk worden vermeden.
In een geprefereerde uitvoeringsvorm voorziet de onderhavige uitvinding in een werkwijze volgens het eerste aspect van de uitvinding, waarbij het volgende temperatuurverloop uitgeoefend wordt tijdens de stap van het koelen:
BE2016/5957
- koelen van een temperatuur van 360 tot 400 °C, bij voorkeur van 370 tot 380 °C, en meer bij voorkeur van 373 tot 377 °C, tot een temperatuur van 285 tot 295 °C, bij voorkeur van 288 tot 292 °C; en
- koelen tot een temperatuur van 19 tot 25 °C, bij voorkeur van 21 tot 25 °C.
Dergelijk temperatuurverloop is uitstekend geschikt voor het koelen van het warmgeperst fluorpolymeer of PEEK product, waarbij barsten, scheuren of andere vormafwijkingen van het product zo veel mogelijk worden vermeden.
In een geprefereerde uitvoeringsvorm voorziet de onderhavige uitvinding in een werkwijze voigens het eerste aspect van de uitvinding, waarbij het volgende temperatuurverloop uitgeoefend wordt tijdens de stap van het koelen:
- koelen van een temperatuur van 360 tot 400 °C, bij voorkeur van 370 tot 380 °C, en meer bij voorkeur van 373 tot 377 °C, tot een temperatuur van 285 tot 295 °C, bij voorkeur van 288 tot 292 °C aan een koelsnelheid van 5 tot 18 °C per uur, bij voorkeur van 7 tot 16 °C per uur; en
- koelen tot een temperatuur van 19 tot 25 °C, bij voorkeur van 21 tot 25 °C aan een koelsnelheid van 30 tot 50 °C per uur, bij voorkeur van 40 tot 50 °C.
Dergelijk temperatuurverloop met aangegeven koelsnelheden is uitermate geschikt voor het koelen van het warm-geperst fluorpolymeer of PEEK product, waarbij barsten, scheuren of andere vormafwijkingen van het product zo veel mogelijk worden vermeden.
In een geprefereerde uitvoeringsvorm voorziet de onderhavige uitvinding in een werkwijze voigens het eerste aspect van de uitvinding, waarbij de stap van het sinteren en de stap van het koelen tesamen 1 tot 26 uur, bij voorkeur 1,5 tot 25 uur duren. Dergelijke duur, in combinatie met bovenstaande temperatuurverlopen, opwarmsnelheden en koelsnelheden, is bijzonder geschikt voor het verkrijgen van een fluorpolymeer of PEEK product waarbij barsten, scheuren of andere vormafwijkingen van het product zo veel mogelijk worden vermeden.
In een geprefereerde uitvoeringsvorm voorziet de onderhavige uitvinding in een werkwijze voigens het eerste aspect van de uitvinding, waarbij het finaal warmgeperst fluorpolymeer of PEEK product een krimp van 0,05% tot 5%, bij voorkeur van 0,3% tot 4,2% vertoont ten opzichte van het warm-geperst fluorpolymeer of
BE2016/5957
PEEK product. Deze krimp verkregen met de werkwijze volgens onderhavige uitvinding is acceptabel in het relevante technische veld, zorgt ernaast voor dat barsten, scheuren of andere vormafwijkingen van het fluorpolymeer of PEEK product vermeden worden en zorgt ervoor dat de dimensionering van een dergelijk fluorpolymeer of PEEK product efficiënt en eenvoudig kan worden gepland.
Een tweede aspect van de uitvinding betreft een fluorpolymeer of PEEK product omvattende minstens 60 %, bij voorkeur minstens 65%, meer bij voorkeur minstens 68% van een fluorpolymeer of PEEK, waarbij het fluorpolymeer of PEEK product een dichtheid heeft van 1,1 tot 2,4 g/cm3, bij voorkeur van 1,2 tot 2,3 g/cm3 volgens ISO 12086. In geprefereerde uitvoeringsvormen betreft een fluorpolymeer in het bijzonder één of meerdere fluorpolymeren geselecteerd uit de groep omvattende PFA, ETFE, FEP en PCTFE, of eender welke combinatie van voorgaande. In uitvoeringsvormen worden andere fluorpolymeren geselecteerd zoais, maar niet beperkt tot, MFA, PVDF en ECTFE, of eender welke combinatie van voorgaande. Een dergelijk fluorpolymeer of PEEK product met genoemde hoeveelheden aan een fluorpolymeer of PEEK en genoemde dichtheid is optimaal geschikt om ingezet te worden in vele hoog-kwalitatieve voorwerpen zoais, maar niet beperkt tot, flensdichtingen, enveloppe-dichtingen, V-ringen (Chevron ringen), as-dichtingen, compressorringen, kogelkraanzittingen en back-up ringen en dit in verscheidene sectoren waaronder, maar niet beperkt tot, de luchtvaart-, automobiel-, voedsel-, petrochemische, olie- en gas- en medische industrie. In geprefereerde uitvoeringsvormen is een fluorpolymeer of PEEK product uitgevoerd als een staaf, plaat, cilinder of near-net-shape product.
In een geprefereerde uitvoeringsvorm voorziet de onderhavige uitvinding in een fluorpolymeer of PEEK product volgens het tweede aspect van de uitvinding, waarbij het fluorpolymeer of PEEK product verder tot hoogstens 40 %, bij voorkeur tot hoogstens 35%, meer bij voorkeur tot hoogstens 32% additieven omvat geselecteerd uit de groep omvattende glasvezel, grafiet, carbon, carbonvezel, brons en roestvrij staal, of eender welke combinatie van voorgaande. Genoemde hoeveelheden en types van additieven zijn optimaal geschikt om hoogkwalitatieve fluorpolymeer of PEEK producten te verkrijgen die aangepast zijn aan prestatievereisten voor specifieke toepassingen in hoog-kwalitatieve voorwerpen van toepassing in verscheidene sectoren waaronder, maar niet beperkt tot, de luchtvaart-, automobiel-, voedsel-, petrochemische, olie- en gas- en medische industrie.
BE2016/5957
In een geprefereerde uitvoeringsvorm voorziet de onderhavige uitvinding in een fluorpolymeer of PEEK product volgens het tweede aspect van de uitvinding, waarbij het fluorpolymeer of PEEK product een shore D hardheid van 51 tot 89, bij voorkeur van 53 tot 87 volgens DIN 53 505 heeft.
In een geprefereerde uitvoeringsvorm voorziet de onderhavige uitvinding in een fluorpolymeer of PEEK product volgens het tweede aspect van de uitvinding, waarbij het fluorpolymeer of PEEK product een treksterkte van 16 tot 114 MPa, bij voorkeur van 18 tot 112 MPa heeft bij 23 °C en volgens DIN 53 455.
In een geprefereerde uitvoeringsvorm voorziet de onderhavige uitvinding in een fluorpolymeer of PEEK product volgens het tweede aspect van de uitvinding, waarbij het fluorpolymeer of PEEK product een rek bij breuk van 10% tot 380%, bij voorkeur van 20% tot 370% heeft bij 23 °C en volgens DIN 53 455.
Genoemde waarden van de hier genoemde materiaaleigenschappen voor het fluorpolymeer of PEEK product volgens onderhavige uitvinding tonen de uitzonderlijke geschiktheid van het fluorpolymeer of PEEK product voor hoogkwalitatieve voorwerpen zoals, maar niet beperkt tot, flensdichtingen, enveloppedichtingen, V-ringen (Chevron ringen), as-dichtingen, compressorringen, kogelkraanzittingen en back-up ringen en dit in verscheidene sectoren waaronder, maar niet beperkt tot, de luchtvaart-, automobiel-, voedsel-, petrochemische, olieen gas- en medische industrie.
In een geprefereerde uitvoeringsvorm voorziet de onderhavige uitvinding in een fluorpolymeer of PEEK product volgens het tweede aspect van de uitvinding vervaardigd volgens een werkwijze volgens het eerste aspect van de uitvinding. Overeenkomstig worden alle technische verwezenlijkingen en positieve kenmerken van de werkwijze volgens het eerste aspect van de huidige uitvinding gecombineerd met deze van het fluorpolymeer of PEEK product volgens het tweede aspect van de huidige uitvinding.
VOORBEELD
De uitvinding zal nu verder worden toegelicht aan de hand van volgend voorbeeld, zonder hiertoe overigens te worden beperkt.
BE2016/5957
Het voorbeeld betreft een specifieke werkwijze voor het produceren van een warmgeperst PCTFE product, welke schematisch afgebeeld wordt in Fig. 1. Er wordt uitgegaan van een vrij-vloeiend poeder 1 van PCTFE. Een vrij-vloeiend poeder is eenvoudiger om te bewerken dan een niet-vrij-vloeiend poeder. Bij een niet-vrijvloeiend poeder klitten deeltjes immers aan elkaar door onder meer vocht en cohesiekrachten. In een eerste stap I wordt het vrij-vloeiend PCTFE poeder 1 in een container 2 gedurende 0,5 tot 6 uur voor-geconditioneerd bij een temperatuur tussen 22 en 24 °C. Deze voor-conditionering zorgt ervoor dat de kans van scheurvorming tijdens een latere pers-stap tijdens een sintercyclus tegen wordt gegaan. PCTFE poeders met een temperatuur lager dan 19 °C hebben immers een grotere kans op scheurvorming tijdens een latere pers-stap tijdens een sintercyclus.
In een tweede stap II wordt een gewenste hoeveelheid voor-geconditioneerd vrijvloeiend PCTFE poeder 1 afgewogen en wordt het poeder 1 vervolgens in een eerste ronde matrijshelft 4 aangebracht, in welke matrijshelft 4 een cilindervormig inbrengstuk 5 aangebracht is. Bij het aanbrengen in de eerste matrijshelft 4 wordt er aandacht aan geschonken dat het poeder 1 gelijkmatig verdeeld wordt. Indien nodig worden hiervoor eventuele stukken of brokken aanwezig in het poeder 1 gebroken. Het is vanzelfsprekend dat verdere toevoegingen mogelijk zijn op dit stadium. Zo kunnen voor bepaalde toepassingen metalen inserts samen met het poeder 1 in de eerste matrijshelft 4 voorzien worden. De eerste matrijshelft 4 voorzien van voor-geconditioneerd vrij-vloeiend PCTFE poeder 1 wordt vervolgens in een hete-lucht oven 9 gebracht met een turbulente luchtstroom-verdeling. De turbulente verdeling van een luchtstroom 10 wordt verkregen door een geforceerde luchtcirculatie in de oven 9. In de oven 9 wordt het PCTFE poeder 1 opgewarmd tot een temperatuur waarop het poeder 1 zal sinteren. Het toegepaste procès van sinteren bestaat uit verschillende sinter-stappen S1-S4, waarbij tot een bepaalde temperatuur wordt opgebouwd of een bepaalde temperatuur T gedurende een bepaalde tijd aangehouden wordt. Deze sinter-stappen (S1-S7) en de overeenkomende temperaturen Tl, T3 en T5 zijn schematisch afgebeeld in Fig. 2. Vermits PCTFE een laag geleidend materiaal is, is het van groot belang dat de temperatuur zeer traag stijgt om een uniform temperatuurprofiel te verkrijgen doorheen het PCTFE poeder. In een eerste sinter-stap SI wordt de temperatuur TI tussen 22 en 24 °C verhoogd naar een temperatuur T3 van 315 °C tot 325 °C, door eerst te verwarmen met een sneiheid van 25 °C tot 31 °C per uur tot een
BE2016/5957 temperatuur van 295 °C tot 305 °C, waarna verder verwarmd wordt aan een snelheid van 4 °C tot 12 °C per uur. In een tweede sinter-stap S2 wordt vervolgens de temperatuur T3 aangehouden gedurende 0,5 tot 1,5 uur. In een derde sinter-stap S3 wordt aan een snelheid van 4 °C tot 12 °C per uur de temperatuur T3 verhoogd tot een temperatuur T5 van 370 °C tot 380 °C. Bij deze temperaturen wordt het smeltpunt van PCTFE, rond 342 °C gelegen, bereikt. In een vierde sinter-stap S4 wordt de temperatuur T5 van 370 °C tot 380 °C gedurende 0,5 tot 3 uur aangehouden.
In een derde stap III wordt een aldus verwarmd PCTFE poeder 1, nog steeds aanwezig in de eerste matrijshelft 4, uit de oven 9 gehaald en op een voet 3 uit massief materiaal geplaatst. Zodoende kan de matrijshelft 4 goed op zijn plaats blijven tijdens een persbewerking uitgeoefend op het verwarmd poeder 1, ook wel warm persen te noemen. Ten opzichte van een lagere temperatuur biedt compressie bij verhoogde temperatuur het voordeel dat zo een betere vloei van het materiaal verkregen wordt en het bijgevolg eenvoudiger is om het materiaal te comprimeren. Vervolgens wordt een tweede matrijshelft 6 neergelaten en wordt deze aangesloten op de eerste matrijshelft 4, waarna een verhoogde druk uitgeoefend wordt op het poeder 1 dat een temperatuur heeft van 370 °C tot 380 °C (pijl a in Fig. 1). De aangewende druk is een drukniveau van 13 tot 43 MPa die aangehouden wordt tijdens 5 tot 30 minuten. Vervolgens worden de matrijshelften 4, 6 geopend (pijl b in Fig. 1) en wordt het aldus verkregen warm-geperst cilindervormig PCTFE product 7' met een interne cilindervormige holte 8' uit de eerste matrijshelft 4 gehaald.
In een vierde stap IV wordt het warm-geperst cilindervormig PCTFE product 7' met een interne cilindervormige holte 8' gekoeld. Deze koeling gebeurt bij voorkeur met behulp van een turbulente luchtstroom-verdeling. Het toegepaste procès van koelen bestaat uit verschillende koel-stappen S5-S7, waarbij tot een bepaalde temperatuur T wordt afgebouwd. Deze koel-stappen (S5-S7) en de overeenkomende temperaturen Tl, T2 en T4 zijn schematisch afgebeeld in Fig. 2. In een eerste koel-stap S5 wordt de temperatuur T5 met een koelsnelheid van 5 °C tot 18 °C per uur afgekoeld tot een temperatuur T4 van 325 °C tot 335 °C. In een tweede koel-stap S6 wordt de temperatuur T4 met een koelsnelheid van 5 °C tot 18 °C per uur afgekoeld tot een temperatuur T2 van 285 °C tot 295 °C. In een derde koel-stap S7, ten slotte, wordt de temperatuur T2 met een koelsnelheid van 30 °C tot 50 °C per uur afgekoeld tot een temperatuur T1 van 19 °C tot 25 °C.
BE2016/5957
Aldus wordt in een vijfde stap V na voltooiing van het koelen uit stap IV een finaal warm-geperst cilindervormig PCTFE product 7 met een interne cilindervormige holte 8 verkregen. Het finaal warm-geperst PCTFE product 7 vertoont een krimp van 0,5% tot 4% ten opzichte van het warm-geperst PCTFE product 7' voor de stap van het koelen. Dit product 7 omvat een minimum aan luchtinsluitsels, barsten en scheuren, en heeft een hoge temperatuurbestendigheid, goede isolerende eigenschappen, goede anti-adhesie eigenschappen, een hoge chemische resistentie, en is inert. Daarom is dit PCTFE product 7, verkregen volgens een werkwijze volgens onderhavige uitvinding, uitermate geschikt voor toepassingen in verscheidene industrieën, zoals, maar niet uitsluitend beperkt tot, de luchtvaart-, automobiel-, voedsel-, petrochemische, olie-, gas- en medische industrie.
Hieronder volgt een overzicht van de betekenis van de cijfers en letters gebruikt in de figuren:
vrij-vloeiend poeder container voet eerste matrijshelft inbrengstuk tweede matrijshelft
7' warm-geperst product finaal warm-geperst product, na koelen verkregen
8' interne holte van warm-geperst product interne holte van finaal warm-geperst product, na koelen verkregen oven luchtstroom a sluiten van matrijshelften (4, 6) en uitoefenen van verhoogde druk b openen van matrijshelften (4, 6)
I eerste stap van voorbeeld tweede stap van voorbeeld
III derde stap van voorbeeld
IV vierde stap van voorbeeld
V vijfde stap van voorbeeld
S Sinter- of koelstap van voorbeeld
S1-S7 Sinter- of koelstappen SI tot S7
BE2016/5957
T Temperatuur
T1-T5 Temperaturen Tl tot T5
BE2016/5957
Claims (12)
- CONCLUSI ES1. Werkwijze voor het vervaardigen van een fluorpolymeer of PEEK product, omvattende de stappen van:- het sinteren van een fluorpolymeer of PEEK omvattend poeder (1) bij een temperatuur tussen 230 en 420 °C;- het mechanisch persen van het fluorpolymeer of PEEK omvattend poeder (1) bij een temperatuur tussen 230 en 420 °C en bij een drukniveau van 5 tot 100 MPa, aldus resulterend in een warmgeperst fluorpolymeer of PEEK product (7'); en- het koelen van het warm-geperst fluorpolymeer of PEEK product (7') tot een temperatuur van 19 tot 25 °C, aldus resulterend in een finaal warm-geperst fluorpolymeer of PEEK product (7), met het kenmerk, dat voor de stap van het sinteren het fluorpolymeer of PEEK omvattend poeder (1) eerst gedurende 0,5 tot 6 uur rust bij een temperatuur van 19 tot 25 °C, en dat het fluorpolymeer geselecteerd is uit de groep omvattende: PCTFE, ETFE, FEP en PFA, of eender welke combinatie van voorgaande.
- 2. Werkwijze volgens conclusie 1, waarbij het poeder (1) uniform verdeeld wordt als voorbereiding van de stap van het sinteren.
- 3. Werkwijze volgens conclusie 1 of 2, waarbij een turbulente luchtstroom (10) rond het fluorpolymeer of PEEK omvattend poeder (1) en/of warm-geperst fluorpolymeer of PEEK product (7') verplaatst wordt tijdens de stap van het sinteren, het mechanisch persen en/of het koelen.
- 4. Werkwijze volgens één der conclusies 1 tot 3, waarbij het volgende temperatuurverloop uitgeoefend wordt tijdens de stap van het sinteren:- opwarmen van een temperatuur van 19 tot 25 °C tot een temperatuur van 295 tot 305 °C, en vervolgens een toename tot een temperatuur van 315 tot 325 °C;- aanhouden van de temperatuur van 315 tot 325 °C;- opwarmen tot een temperatuur van 360 tot 400 °C; en- aanhouden van de temperatuur van 360 tot 400 °C.BE2016/5957
- 5. Werkwijze volgens conclusie 4 waarbij het volgende temperatuurverloop uitgeoefend wordt tijdens de stap van het sinteren:- opwarmen van een temperatuur van 19 tot 25 °C tot een temperatuur van 295 tot 305 °C aan een opwarmsnelheid van 25 tot 31 °C per uur, en vervolgens een toename tot een temperatuur van 315 tot 325 °C aan een opwarmsnelheid van 4 tot 12 °C per uur;- aanhouden van de temperatuur van 315 tot 325 °C;- opwarmen tot een temperatuur van 360 tot 400 °C aan een opwarmsnelheid van 4 tot 12 °C per uur; en- aanhouden van de temperatuur van 360 tot 400 °C.
- 6. Werkwijze volgens één der conclusies 4 of 5, waarbij het volgende temperatuurverloop uitgeoefend wordt tijdens de stap van het koelen:- koelen van een temperatuur van 360 tot 400 °C tot een temperatuur van 285 tot 295 °C; en- koelen tot een temperatuur van 19 tot 25 °C.
- 7. Werkwijze volgens conclusie 6, waarbij het volgende temperatuurverloop uitgeoefend wordt tijdens de stap van het koelen:- koelen van een temperatuur van 360 tot 400 °C tot een temperatuur van 285 tot 295 °C aan een koelsnelheid van 5 tot 18 °C per uur; en- koelen tot een temperatuur van 19 tot 25 °C aan een koelsnelheid van 30 tot 50 °C per uur.
- 8. Fluorpolymeer of PEEK product omvattende minstens 60 % van een fluorpolymeer of PEEK, met het kenmerk, dat het fluorpolymeer of PEEK product een dichtheid heeft van 1,1 tot 2,4 g/cm3 volgens ISO 12086, en dat het fluorpolymeer of PEEK product vervaardigd is volgens een werkwijze volgens één der conclusies 1 tot 7.
- 9. Fluorpolymeer of PEEK product volgens conclusie 8, waarbij het fluorpolymeer of PEEK product verder tot hoogstens 40 % additieven omvat geselecteerd uit de groep omvattende glasvezel, grafiet, carbon, carbonvezel, brons en roestvrij staal, of eender welke combinatie van voorgaande.BE2016/5957
- 10. Fluorpolymeer of PEEK product voigens conclusie 8 of 9, waarbij het fluorpolymeer of PEEK product een shore D hardheid van 51 tot 89 voigens DIN 53 505 heeft.5
- 11. Fluorpolymeer of PEEK product voigens één der conclusie 8 tot 10, waarbij het fluorpolymeer of PEEK product een treksterkte van 16 tot 114 MPa heeft bij 23 °C en voigens DIN 53 455.
- 12. Fluorpolymeer of PEEK product voigens één der conciusies 8 tot 11, waarbij 10 het fluorpolymeer of PEEK product een rek bij breuk van 10% tot 380% heeft bij 23 °C en voigens DIN 53 455.BE2016/5957WERKWI JZE VOOR HET VERVAARDI GEN VAN FLUORPOLYMEER OF POLYETHER ETHER KETON PRODUCTEN EN EEN FLUORPOLYMEER OFPOLYETHER ETHER KETON PRODUCT
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
BE2016/5957A BE1024587B1 (nl) | 2016-12-21 | 2016-12-21 | Werkwijze voor het vervaardigen van fluorpolymeer of polyether ether keton producten en een fluorpolymeer of polyether ether keton product |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
BE2016/5957A BE1024587B1 (nl) | 2016-12-21 | 2016-12-21 | Werkwijze voor het vervaardigen van fluorpolymeer of polyether ether keton producten en een fluorpolymeer of polyether ether keton product |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
BE1024587B1 true BE1024587B1 (nl) | 2018-04-12 |
Family
ID=57850820
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
BE2016/5957A BE1024587B1 (nl) | 2016-12-21 | 2016-12-21 | Werkwijze voor het vervaardigen van fluorpolymeer of polyether ether keton producten en een fluorpolymeer of polyether ether keton product |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
BE (1) | BE1024587B1 (nl) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
BE1030539B1 (nl) * | 2022-05-18 | 2023-12-19 | Vaneflon Nv | Werkwijze voor het persen van een fluorpolymeer en/of polyether ether keton product |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1994002547A1 (en) * | 1992-07-21 | 1994-02-03 | E.I. Du Pont De Nemours And Company | Polytetrafluoroethylene with improved creep resistance, and preparation thereof |
CN101580753A (zh) * | 2009-06-19 | 2009-11-18 | 大庆石油学院 | 新型聚醚醚酮自润滑耐磨复合材料及其制备方法 |
CN102504478B (zh) * | 2011-11-24 | 2013-06-26 | 东北石油大学 | 多级孔聚醚醚酮自润滑耐磨复合材料及其制备方法 |
-
2016
- 2016-12-21 BE BE2016/5957A patent/BE1024587B1/nl active IP Right Grant
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1994002547A1 (en) * | 1992-07-21 | 1994-02-03 | E.I. Du Pont De Nemours And Company | Polytetrafluoroethylene with improved creep resistance, and preparation thereof |
CN101580753A (zh) * | 2009-06-19 | 2009-11-18 | 大庆石油学院 | 新型聚醚醚酮自润滑耐磨复合材料及其制备方法 |
CN102504478B (zh) * | 2011-11-24 | 2013-06-26 | 东北石油大学 | 多级孔聚醚醚酮自润滑耐磨复合材料及其制备方法 |
Non-Patent Citations (6)
Title |
---|
ANONYMOUS: "Room temperature - Simple English Wikipedia, the free encyclopedia", 24 August 2015 (2015-08-24), XP055395353, Retrieved from the Internet <URL:https://simple.wikipedia.org/w/index.php?title=Room_temperature&oldid=5200290> [retrieved on 20170802] * |
B WERTHMUEL: ">> ETHYLENE-TETRAFLUOROETHYLENE [ETFE]", 1 September 2007 (2007-09-01), pages 1 - 1, XP055395237, Retrieved from the Internet <URL:http://media.quadrantplastics.com/fileadmin/quadrant/documents/QEPP/EU/Product_Data_Sheets_PDF/Symalit/Symalit_ETFE1000_E_PDS_0907.pdf> [retrieved on 20170801] * |
DAIKIN: "EG-71j NEOFLON PCTFE MOLdiNg POwdEr PrOduCT iNFOrMaTiON", 12 September 2013 (2013-09-12), pages 1 - 20, XP055395242, Retrieved from the Internet <URL:http://www.daikinchem.de/downloads/PCTFE.pdf> [retrieved on 20170801] * |
P BRAINJOB ET AL: "Technical Data Sheet - TDS - Physical Properties of PTFE and Filled PTFE Products Virgin PTFE Chemically Modified PTFE 15% Glass Filled PTFE 25% Glass Filled PTFE 5% Glass +5% MoS2 Filled PTFE 15% Glass +5% MoS2 Filled PTFE 25% Carbon / 23% Carbon + 2% Graphite Filled PTFE 35% Carbon / 33% Carbon +", 5 August 2015 (2015-08-05), pages 1 - 1, XP055394490, Retrieved from the Internet <URL:http://www.srpco.com/sites/default/files/Virgin&20and&20Filled&20PTFE&20(Teflon).pdf> [retrieved on 20170728] * |
RAE P J ET AL: "The properties of poly(tetrafluoroethylene) (PTFE) in compression", POLY, ELSEVIER SCIENCE PUBLISHERS B.V, GB, vol. 45, no. 22, 13 October 2004 (2004-10-13), pages 7615 - 7625, XP004595811, ISSN: 0032-3861, DOI: 10.1016/J.POLYMER.2004.08.064 * |
VICTREX PLC: "VICTREX HIGH PERFORMANCE PAEK POLYMERS Victrex plc Revision July 2014 1 VICTREX PEEK 450G Material Properties CONDITIONS TEST METHOD UNITS TYPICAL VALUE Mechanical Data Tensile Strength Yield", 1 July 2014 (2014-07-01), pages 1 - 2, XP055394646, Retrieved from the Internet <URL:https://www.victrex.com/~/media/datasheets/victrex_tds_450g.pdf> [retrieved on 20170728] * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
BE1030539B1 (nl) * | 2022-05-18 | 2023-12-19 | Vaneflon Nv | Werkwijze voor het persen van een fluorpolymeer en/of polyether ether keton product |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN110753773B (zh) | 结构支承件、生产结构支承件的方法 | |
JP5001361B2 (ja) | 分割されたリングの圧縮成形方法 | |
BE1024587B1 (nl) | Werkwijze voor het vervaardigen van fluorpolymeer of polyether ether keton producten en een fluorpolymeer of polyether ether keton product | |
US3954932A (en) | Poly(phenylene sulfide) containing mixtures and processes for producing free sintered parts therefrom | |
CN109825012B (zh) | 一种改性聚四氟乙烯复合材料及其制备方法 | |
GB2321503A (en) | Lubricated radial bearing | |
EP3104029A1 (en) | Plain bearing | |
JP2019533788A (ja) | ポリテトラフルオロエチレン、ペルフルオロアルコキシポリマー、及び充填剤の組成物からなるシール要素及び/又はガイドリング | |
KR20130072246A (ko) | 개질 폴리테트라 플루오로에틸렌수지의 내마모재료 | |
Hidalgo et al. | Water soluble Invar 36 feedstock development for μPIM | |
BE1024586B1 (nl) | Werkwijze voor het vervaardigen van een polytetrafluorethyleen product en polytetrafluorethyleen product | |
Van Rooyen et al. | Preparation of PTFE/graphene nanocomposites by compression moulding and free sintering: A guideline | |
CN105524407B (zh) | 高耐热性peek复合材料及其制备方法 | |
US3152201A (en) | Manufacture of polytetrafluoroethylene powders | |
Berginc et al. | Influence of feedstock characteristics and process parameters on properties of MIM parts made of 316L | |
CN109593307A (zh) | Ptfe复合活塞环及其制备方法 | |
US4312961A (en) | Polymeric fluorocarbon rotomolding/rotolining composition | |
Beard et al. | Material characterisation of additive manufacturing components made from a polyetherketone (PEK) high temperature thermoplastic polymer | |
JPH07242769A (ja) | 含油多孔体 | |
CN109705503B (zh) | 一种含氟耐磨材料及其制备方法与应用 | |
BE1030544B1 (nl) | Werkwijze voor het vervaardigen van een staafvormig fluorpolymeer product | |
Ramli et al. | Powder injection molding of SS316L/HA composite: rheological properties and mechanical properties of the green part | |
JP2812479B2 (ja) | ガラス繊維含有ポリテトラフルオロエチレン組成物およびその成形品 | |
RU2409783C1 (ru) | Способ изготовления уплотнительной манжеты | |
JPS6153349A (ja) | 四フツ化エチレン樹脂組成物 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
FG | Patent granted |
Effective date: 20180412 |