CN101591462B - 聚四氟树脂改性高分子合金纳米材料及其制作方法和用途 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种聚四氟树脂改性高分子合金纳米材料及其制作方法和用途。该材料的组分是聚四氟、聚砜、聚苯硫醚、聚醚砜、聚醚酮、二氧化钛、钛酸钾晶须和玻璃纤维按一定重量配比。制作方法包括：(1)称量；(2)混合；(3)将混和的粉料在研磨系统中磨成纳米级；(4)将磨好的粉料、钛酸钾晶须、二氧化钛和玻璃纤维一起在280℃～320℃的温度进行二次交联造粒。该材料用于取代各种高分子工程材料及有色金属材料，它具有高分子材料的抗腐蚀性，高绝缘性能，低密度性，易加工性能；又具有有色金属的综合机械性能，抗冲击性能，耐高温性能(260℃)尺寸稳定性能；还具有无机材料的阻燃性能，抗老化性能。
Description
技术领域
本发明涉及一种基础材料，尤其是一种聚四氟树脂改性高分子合金纳米材料及其制备方法和用途。该材料用于取代各种高分子工程材料及有色金属材料。
技术背景
为改善高分子材料的性能，拓展应用市场对高分子材料进行改性，从而提高材料的综合机械性能，挖掘材料潜在的各种功能是人类材料工业最流行的方法，在许多领域广泛应用。例如：普碳钢渗入各种金属元素而成为合金钢，彻底改变了普碳钢自身的各种性能；玻璃是单纯的硅制品，经改性后变成从防弹玻璃到柔性玻璃等各种性能玻璃。
聚四氟是单一的抗蚀性能极强的树脂经改性后，不仅保留了其本身的特性，其综合机械性能、粘接性能，相容性能都得到了大幅度的提高，同时大幅度地提高了性价比。
聚四氟是单一的抗蚀性能极强的树脂，如何对聚四氟进行改性，改性后不仅保留其本身的特性，使其综合机械性能、粘接性能，相容性能都能得到大幅度的提高，同时大幅度地提高性价比，这是人们一直研究的重要课题。
发明内容
本发明要解决的技术问题，是提供一种特殊的合成技术——聚四氟树脂改性高分子合金纳米材料及其制作方法和用途。该技术是对聚四氟进行改性，使聚四氟改性后的合金材料具有高强度、耐冲击，高抗蚀，高绝缘，耐高温，能阻燃，尺寸稳定，相容性能好，抗老化性能更优异。
本发明的技术方案如下：
一种聚四氟树脂改性高分子合金纳米材料，由下列组分组成(按重量百分比计)：
聚四氟(FTFE)10-25％，聚砜(PSU)5-30％，聚苯硫醚(PPS)5-18％，聚醚砜(PES)4-14％，聚醚酮(PEK)6-12％，二氧化钛(TiO2)9-14％，钛酸钾晶须7-30％，玻璃纤维4-18％。
较好的，由下列组分组成(按重量百分比计)：
聚四氟10-20％，聚砜5-30％，聚苯硫醚8-18％，聚醚砜4-14％，聚醚酮8-10％，二氧化钛9-10％，钛酸钾晶须10-12％，玻璃纤维4-12％。
更好的，由下列组分组成(按重量百分比计)：
聚四氟15-20％，聚砜10-28％，聚苯硫醚5-8％，聚醚砜4-10％，聚醚酮8-10％，二氧化钛12-14％，钛酸钾晶须6-30％，玻璃纤维4-6％。
优选的，由下列组分组成(按重量百分比计)：
聚四氟20-25％，聚砜10-25％，聚苯硫醚10-12％，聚醚砜7-8％，聚醚酮6-12％，二氧化钛10-12％，钛酸钾晶须10-15％，玻璃纤维7-16％。
上述聚四氟树脂改性高分子合金纳米材料的制作方法，包括如下步骤：
(1)将各种组分进行检测、称量、置于各自容器中；
(2)将聚四氟、聚砜、聚苯硫醚、聚醚砜、聚醚酮、二氧化钛置混合罐中搅拌混合均匀；
(3)将混均匀的粉料置于研磨系统，研磨成纳米级；
(4)将研磨好的粉料和已称量的钛酸钾晶须、玻璃纤维一起在280℃～320℃的温度进行二次交联造粒。
上述聚四氟树脂改性高分子合金纳米材料的用途，包括：
1).取代各种有色金属；
2).取代各种特种工程塑料；
3).用于高腐蚀领域的石油、天然气和化工系统；
4).用于食品、医药和供水行业的产品制作；
5).用于电子、电器行业；
6).用于宇航工业、船舶工业和军事工业；
上述聚四氟树脂改性高分子合金纳米材料，还可以用于制造高强度和高防腐的ST材料专用产品，即ST复合管、ST管用嵌件、ST空调纳子和ST阀芯、阀板。
ST材料制造专用产品包括如下步骤：
①.将ST材料进行风干(120～150℃)2～4小时，挤塑机调整在280～320℃预热；
②.将产品模具安装到位，清理完原注塑机内异物；
③.在280～320℃的工作条件下进行注射成形。
本发明的有益效果：
本发明是将FTFE材料经改性的复合材料(亦称ST材料)，该复合材料(ST材料)具有耐腐蚀、耐高温、高绝缘、高强度、耐冲击性能等多种优异特性，用于取代现有的工程塑料、有色金属，具有特殊意义。
经实验表明，采有本发明的技术方案生产的ST材料具有如下综合性能：
1.高强度：可以用于取代各种有色金属，可以大幅度降低生产成本。
2.耐高温性：用于取代各种特种工程塑料，提高应用的适应性、拓展应用领域。
3.耐腐蚀：可以将产品进入各种高腐蚀领域，尤其是石油、天然气、化工系统。
4.无毒、无害、无污染：本复合产品可以广泛应用于食品、医药、供水行业的产品制作。
5.高绝缘：本材料(ST材料)制作的产品可广泛应用于电子、电器行业。
6.比重小：本材料用于宇航工业、船舶工业、军事等工业可大幅度降低产品重量(铜的五分之一重)，提高设备的操控性，也有利于武器的轻量化。
本发明材料(ST材料)的性能如下表一。
表一 ST材料检测数据一览表
本聚四氟树脂改性高分子合金纳米材料，既具有高分子材料的抗腐蚀性、高绝缘性、低密度性和易加工性，又具有有色金属的综合机械性能、抗冲击性能、耐高温性能(260℃)和尺寸稳定性能，还具有无机材料的阻燃性和抗老化性。同时还具有现有的工程塑料、有色金属材料无法具备的相容性和高粘结性，且无毒、无害、无污染、比重轻。
具体实施方式
实施例1～10
以下表二中是本发明ST材料的10组配方(组分含量为重量百分比)
表二
实施例11
一种聚四氟(FTFE)改性高分子合金材料的制备方法，包括如下步聚：
(1)选择上述实施例1～10的配方，将各种料进行检测、称量，置于各自容器中；
(2)将FTFE、PSU、PPS、PES、PEK、TiO2按所述顺序一边混合、一边倒入混合罐中；
(3)将混均匀的粉料置于研磨系统，研磨成纳米级；
(4)将研磨好的粉料和已称量的钛酸钾晶须、玻璃纤维一起在295℃～310℃的温度进行二次交联造粒，制得本发明ST材料。
上述聚四氟改性高分子合金纳米材料，取代有色金属的特殊合成树脂，用于制作具有耐腐蚀、耐高温、高绝缘、高强度、耐冲击性能的复合材料。
本发明ST材料是将FTFE材料经改性的复合材料(ST材料)，用本发明制作的复合材料具有耐腐蚀、耐高温、高绝缘、高强度、耐冲击性能等多种优异特性，用于取代现有的工程塑料、有色金属，具有特殊意义。
实施例12
用本ST材料制作产品的方法，按以下步聚进行：
①.将ST材料进行风干(150℃)3小时，挤塑机调整在320℃预热；
②.将产品模具安装到位，清理完原注塑机内异物；
③.在320℃的工作条件下进行注射成形。
本发明技术方案生产的复合材料制品，具有良好的物理、化学性能、也具有耐腐蚀、耐高温、高绝缘、高强度、耐冲击性能。
现以本发明ST材料制作的专用产品——ST复合管为例，说明其技术、经济效果：
1.用本发明技术方案生产的ST复合管是中国复管线史上一重大突破，保证了管线不污染介质而介质又无法腐蚀管线。完全解决了我国各类介质(除含氧强酸外)输送管线存在的向题，使我国用量最大的供水、供气、供石油、以及高腐蚀管线的各种要求都得到了满足，与普通钢管相比，提高了产品使用寿命100倍以上，和现用的防腐管线相比，综合成本降低了30％-500％以上。
2.用本ST材料制作ST管用嵌件，比原来的铜嵌件提高使用寿命10倍以上，成本下降20％以上。
3.用本ST材料制作的ST空调纳子比原来的铜纳子提高使用寿命10倍以上，成本降低20％以上。
4.用本ST材料制作的阀门专用ST滑板、ST滑芯比原用聚四氟滑板滑芯提高使用寿命10倍以上，成本降低30％以上。
5.用本ST材料制作的汽车专用ST雨刮器齿轮在不增加成本的条件下比原有的工程塑料齿轮提高使用寿命5倍以上。
Claims (7)
1.一种聚四氟树脂改性高分子合金纳米材料，其特征在于所述材料的各组份重量百分比为：
聚四氟10-25％，聚砜5-30％，聚苯硫醚5-18％，聚醚砜4-14％，聚醚酮6-12％，二氧化钛9-14％，钛酸钾晶须7-30％，玻璃纤维4-18％。
2.按权利要求1所述的聚四氟树脂改性高分子合金纳米材料，其特征在于所述材料各组份重量百分比为：
聚四氟10-20％，聚砜5-30％，聚苯硫醚8-18％，聚醚砜4-14％，聚醚酮8-10％，二氧化钛9-10％，钛酸钾晶须10-12％，玻璃纤维4-12％。
3.按权利要求1所述的聚四氟树脂改性高分子合金纳米材料，其特征在于所述材料各组份重量百分比为：
聚四氟15-20％，聚砜10-28％，聚苯硫醚5-8％，聚醚砜4-10％，聚醚酮8-10％，二氧化钛12-14％，钛酸钾晶须8-28％，玻璃纤维4-6％。
4.权利要求1至3其中任一项所述聚四氟树脂改性高分子合金纳米材料的制作方法，包括如下步骤：
(1)将各种组分进行检测、称量、置于各种容器中；
(2)将聚四氟、聚砜、聚苯硫醚、聚醚砜、聚醚酮、二氧化钛置混合罐中搅拌均匀；
(3)将混合均匀的物料置于研磨系统，研磨成纳米级；
(4)将研磨好的微粉和钛酸钾晶须、玻璃纤维一起在290℃～320℃的温度进行二次交联造粒。
5.权利要求1至3其中任一项所述的聚四氟树脂改性高分子合金纳米材料的用途：
1).取代各种有色金属；
2).取代各种特种工程塑料；
3).用于高腐蚀领域的石油、天然气和化工系统；
4).用于食品、医药和供水行业；
5).用于电子、电器行业；
6).用于宇航工业、船舶工业和军事工业。
6.权利要求1至3其中任一项所述的聚四氟树脂改性高分子合金纳米材料，其特征在于：用于制造高强度和高防腐的ST材料专用产品，即ST复合管、ST管用嵌件、ST空调纳子和ST阀芯、阀板，所述ST材料即将聚四氟材料经改性的复合材料。
7.一种制造权利要求6所述的ST材料专用产品的方法，该方法包括如下步骤：
①.将ST材料在120～150℃进行风干、时间2～4小时，挤塑机调整在280～320℃预热；
②.将产品模具安装到位，清理完原注塑机内异物；
③.在280～320℃的工作条件下进行注射成形。
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| CN1087921A (zh) * | 1992-12-09 | 1994-06-15 | 刘祚礼 | 特种砜和醚工程塑料及其非金属合金泵和阀技术 |
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2009
- 2009-05-27 CN CN2009100594600A patent/CN101591462B/zh not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN1087921A (zh) * | 1992-12-09 | 1994-06-15 | 刘祚礼 | 特种砜和醚工程塑料及其非金属合金泵和阀技术 |
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