CN101696310A - 填充有陶瓷纤维的聚四氟乙烯材料及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种填充有陶瓷纤维的聚四氟乙烯材料及其制造方法。所述的填充有陶瓷纤维的聚四氟乙烯材料是由聚四氟乙烯和作为填充剂的陶瓷纤维以100∶1-50的重量比共混后经挤压及烧结而制成。本发明提供的填充有陶瓷纤维的聚四氟乙烯材料及其制造方法能使由该材料制成的无油润摩擦件或密封件在不影响其物理性能和机械性能的前提下最高使用温度达到300℃，因而可以在高温度、高压力、高速度的特殊条件下使用，因此产品的使用寿命长、适用范围广。
Description
技术领域
本发明属于摩擦、密封材料技术领域，特别是涉及一种填充有陶瓷纤维的聚四氟乙烯材料及其制造方法。
背景技术
聚四氟乙烯为一种具有优异的耐高低温性能和化学稳定性、良好的电绝缘性能、非粘附性、耐候性、阻燃性和良好的自润滑性的化学原料，因此已在化工、石油、纺织、电子电气、医疗和机械等领域获得广泛应用。但当将其应用于不同的领域时，通常需要对其进行改性，以满足不同产品的要求，比如，当需要以聚四氟乙烯作为原料而用于制作无油润摩擦件或密封件时，目前通常是在聚四氟乙烯材料中填充青铜粉、石墨、二硫化钼、玻璃纤维、碳纤维、炭黑、聚酰亚胺等材料的一种或多种。但是，上述这些无油润摩擦件或密封件均存在下列问题：当这些无油润摩擦件或密封件的使用温度达到200℃时，其磨耗大幅度上升，因而使用寿命迅速降低，所以无法在更高的温度下使用，因此适用范围小。
发明内容
为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种具有能够在最高300℃的高温下保持产品的物理性能和机械性能不变的填充有陶瓷纤维的聚四氟乙烯材料。
本发明的另一个目的在于提供一种上述填充有陶瓷纤维的聚四氟乙烯材料制造方法。
为了达到上述目的，本发明提供的填充有陶瓷纤维的聚四氟乙烯材料是由聚四氟乙烯和作为填充剂的陶瓷纤维以100∶1-50的重量比共混后经挤压及烧结而制成。
本发明提供的填充有陶瓷纤维的聚四氟乙烯材料制造方法包括按顺序进行的下列步骤：
1)将聚四氟乙烯和作为填充剂的陶瓷纤维以100∶1-50的重量比在混料机中共混1-10分钟而制成混配料；
2)在由外模、上压模和下压模组成的普通模具内部空间中放入上述混配料，然后在40-100Mpa的压强、1-30mm/min的加压速率下保压10-80min而完成压制成型，之后卸压、出模而得到半成品毛坯；
3)将上述半成品毛坯放入烧结炉中进行烧结即可制成所述的填充有陶瓷纤维的聚四氟乙烯材料。
所述的步骤3)中半成品毛坯的烧结过程是首先在10-60℃/h的速率下升温，升温至300℃时保温2-4小时；然后在10-40℃/h的速率下升温，升温至330℃时保温2-4小时；再在10-20℃/h的速率下升温，升温至380℃时保温2-6小时；然后在10-20℃/h的速率下降温，降温至330℃时保温2-6小时；再在10-40℃/h的速率下降温，降温至300℃时保温2-4小时；最后在50℃/h的速率下降温至250℃后自然冷却。
本发明提供的填充有陶瓷纤维的聚四氟乙烯材料及其制造方法能使由该材料制成的无油润摩擦件或密封件在不影响其物理性能和机械性能的前提下最高使用温度达到300℃，因而可以在高温度、高压力、高速度的特殊条件下使用，因此产品的使用寿命长、适用范围广。
附图说明
图1为本发明提供的填充有陶瓷纤维的聚四氟乙烯材料制造方法所使用的模具将混配料压制成半成品毛坯过程示意图。
图2为本发明提供的填充有陶瓷纤维的聚四氟乙烯材料制造方法中烧结过程中时间-温度控制图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明提供的填充有陶瓷纤维的聚四氟乙烯材料及其制造方法进行详细说明。
实施例1：
如图1、图2所示，本实施例提供的填充有陶瓷纤维的聚四氟乙烯材料制造方法包括按顺序进行的下列步骤：
1)将聚四氟乙烯和作为填充剂的陶瓷纤维以100∶20的重量比在混料机中共混2分钟而制成混配料；
2)在由外模1、上压模2和下压模4组成的普通模具内部空间中放入上述混配料3，然后在55Mpa的压强、2mm/min的加压速率下保压10min而完成压制成型，之后卸压、出模而得到半成品毛坯；
3)将上述半成品毛坯放入烧结炉中，如图2所示，首先在50℃/h的速率下升温，升温至300℃时保温2小时；然后在30℃/h的速率下升温，升温至330℃时保温4小时；再在20℃/h的速率下升温，升温至380℃时保温4小时；然后在20℃/h的速率下降温，降温至330℃时保温3小时；再在30℃/h的速率下降温，降温至300℃时保温2小时；最后在50℃/h的速率下降温至250℃后自然冷却，即可制成所述的填充有陶瓷纤维的聚四氟乙烯材料。该聚四氟乙烯材料为棒材，产品规格为Φ30×100，使用温度为270℃。
实施例2：
本实施例提供的填充有陶瓷纤维的聚四氟乙烯材料制造方法包括按顺序进行的下列步骤：
1)将聚四氟乙烯和作为填充剂的陶瓷纤维以100∶25的重量比在混料机中共混3分钟而制成混配料；
2)在由外模1、上压模2和下压模4组成的普通模具内部空间中放入上述混配料3，然后在60Mpa的压强、1.5mm/min的加压速率下保压20min而完成压制成型，之后卸压、出模而得到半成品毛坯；
3)将上述半成品毛坯放入烧结炉中，首先在40℃/h的速率下升温，升温至300℃时保温2.5小时；然后在25℃/h的速率下升温，升温至330℃时保温3.5小时；再在15℃/h的速率下升温，升温至380℃时保温3.5小时；然后在15℃/h的速率下降温，降温至330℃时保温3.5小时；再在25℃/h的速率下降温，降温至300℃时保温2.5小时；最后在50℃/h的速率下降温至250℃后自然冷却，即可制成所述的填充有陶瓷纤维的聚四氟乙烯材料。该聚四氟乙烯材料为棒材，产品规格为Φ40×100，使用温度为270℃。
实施例3：
本实施例提供的填充有陶瓷纤维的聚四氟乙烯材料制造方法包括按顺序进行的下列步骤：
1)将聚四氟乙烯和作为填充剂的陶瓷纤维以100∶10的重量比在混料机中共混4分钟而制成混配料；
2)在由外模1、上压模2和下压模4组成的普通模具内部空间中放入上述混配料3，然后在40Mpa的压强、3mm/min的加压速率下保压15min而完成压制成型，之后卸压、出模而得到半成品毛坯；
3)将上述半成品毛坯放入烧结炉中，首先在60℃/h的速率下升温，升温至300℃时保温3小时；然后在20℃/h的速率下升温，升温至330℃时保温3小时；再在10℃/h的速率下升温，升温至380℃时保温5小时；然后在10℃/h的速率下降温，降温至330℃时保温3小时；再在20℃/h的速率下降温，降温至300℃时保温3小时；最后在50℃/h的速率下降温至250℃后自然冷却，即可制成所述的填充有陶瓷纤维的聚四氟乙烯材料。该聚四氟乙烯材料为棒材，产品规格为Φ50×100，使用温度为270℃。
Claims (3)
1.一种填充有陶瓷纤维的聚四氟乙烯材料，其特征在于：所述的填充有陶瓷纤维的聚四氟乙烯材料是由聚四氟乙烯和作为填充剂的陶瓷纤维以100∶1-50的重量比共混后经挤压及烧结而制成。
2.一种如权利要求1所述的填充有陶瓷纤维的聚四氟乙烯材料制造方法，其特征在于：所述的制造方法包括按顺序进行的下列步骤：
1)将聚四氟乙烯和作为填充剂的陶瓷纤维以100∶1-50的重量比在混料机中共混1-10分钟而制成混配料；
2)在由外模、上压模和下压模组成的普通模具内部空间中放入上述混配料，然后在40-100Mpa的压强、1-30mm/min的加压速率下保压10-80min而完成压制成型，之后卸压、出模而得到半成品毛坯；
3)将上述半成品毛坯放入烧结炉中进行烧结即可制成所述的填充有陶瓷纤维的聚四氟乙烯材料。
3.根据权利要求2所述的填充有陶瓷纤维的聚四氟乙烯材料制造方法，其特征在于：所述的步骤3)中半成品毛坯的烧结过程是首先在10-60℃/h的速率下升温，升温至300℃时保温2-4小时；然后在10-40℃/h的速率下升温，升温至330℃时保温2-4小时；再在10-20℃/h的速率下升温，升温至380℃时保温2-6小时；然后在10-20℃/h的速率下降温，降温至330℃时保温2-6小时；再在10-40℃/h的速率下降温，降温至300℃时保温2-4小时；最后在50℃/h的速率下降温至250℃后自然冷却。
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103660307A (zh) * | 2013-12-05 | 2014-03-26 | 吴忠仪表有限责任公司 | 一种四氟乙烯填料的成型工艺 |
| CN108591018A (zh) * | 2018-04-25 | 2018-09-28 | 河南省沪鑫实业有限公司 | 无油空压机活塞衬套及其加工方法 |
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2009
- 2009-10-29 CN CN200910071023A patent/CN101696310A/zh active Pending
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