CN102153828A - 一种防腐蚀泄漏材料及其制备方法 - Google Patents

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张建新
肖平
周云峰
张德波
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Abstract

本发明一种防腐蚀泄漏材料及其制备方法涉及一种采用无机含氟化合物填充PTFE的复合材料。本发明所述的无机含氟化合物PTFE复合材料包括以下重量比的组分：A∶PTFE＝20～50∶50～80；其中A为无机含氟化合物。本发明提供的复合材料可以在氟气存在的环境下长期使用，且材料成本低，从而极大提高工作效率，降低生产成本。

Description

一种防腐蚀泄漏材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及高分子化工技术领域，具体的说，涉及一种防腐蚀泄漏材料及其制备方法。
背景技术
国内，用于防腐蚀泄漏的材料主要有：(1)稀有金属钛、锆、钽；(2)聚四氟乙烯树脂；(3)呋喃树脂；(4)耐酸酚醛树脂等。这些材料的耐腐蚀性能极佳，均可耐强酸、强氧化剂、还原剂、强碱和各种有机溶剂的腐蚀，但均会被氟气腐蚀。
在氟气的腐蚀下，上述包括聚四氟乙烯(PTFE)以内的密封装置的使用寿命最多不超过三天，以至非常容易造成氟气的泄漏甚至燃烧，形成严重的安全隐患，且造成物料的极大浪费。
基于上述缺陷，本发明提供一种采用无机含氟化合物填充PTFE的材料，该材料可以在氟气存在的环境下长期使用，且材料成本低，从而极大提高工作效率，降低生产成本。
发明内容
本发明的目的是提供一种采用无机含氟化合物填充PTFE的复合材料。
本发明所述的无机含氟化合物PTFE复合材料包括以下重量比的组分：A∶PTFE＝20～50∶50～80；优选30～45∶55～70，其中A为无机含氟化合物。
所述无机含氟化合物可为金属氟化物；优选碱土金属氟化物，如可选用氟化钙，氟化镁等碱土金属氟化物中的一种或多种的混合物。
该特殊材质具有优异的耐化学腐蚀性，耐强酸、碱等，即使在强氧化剂氟气存在的环境下仍能长期使用。应用于需防腐蚀泄漏的零部件或装置，如氢氟酸中温电解槽密封盒等。
本发明还提供所述无机含氟化合物填充PTFE的复合材料的制备方法。
所述制备方法是将无机含氟化合物加入到聚四氟乙烯树脂中，混合均匀后，通过冷压得到预成型品，然后烧结固化制成。
其中，上述混合可在常温下进行即可；
所述混合优选在高速混合器中混合3-10分钟；优选5分钟。
所述冷压固化如下进行：先将无机含氟化合物(如氟化钙)和聚四氟乙烯树脂的混合物加入模具内，在常温下加压，单位成型压力为20-80Mpa/cm2，使之成为密实的具有一定几何形状的预成型品。
所述烧结如下进行：将预成型品加热至360-380℃，保温，然后缓慢冷却，得到所需规格尺寸的制品。
其中，所述保温时间根据所述预成型品的体积和壁厚等来确定，以密封盒来说，保温时间为3-5小时；
所述冷却可按照所设程序在烧结炉中进行降温冷却，具体的降温程序根据聚四氟乙烯的冷却曲线来确定，这是本领域技术人员的公知常识，一般可选择匀速缓慢降温，如在6-10小时内从高温降至室温。
本发明的材料能耐任何化学介质，甚至在氟气存在的环境下仍能长期使用，且材料成本低。
具体实施方式
以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。利用本发明的材料制备氢氟酸生产中应用的中温电解槽密封盒。
实施例1
将无机含氟化合物氟化钙和聚四氟乙烯树脂按2∶8的重量比混合，在高速混合器中混合5分钟，充分混合均匀，然后将混合物加入金属模具内，在常温下加压，压力为60MPa/cm2，保压4min，得到预成型品，然后将预成型品加热至370℃，并在此温度保持3小时，然后经过8小时降温冷却，得到所需规格尺寸的制品。
实施例2
将无机含氟化合物(如氟化钙)和聚四氟乙烯树脂按3∶7的重量比充分混合，在高速混合器中混合10分钟，充分混合均匀，然后将混合物加入金属模具内，在常温下加压，压力为50MPa/cm2，保压10min，得到预成型品，然后将预成型品加热至375℃，并在此温度保持3小时，然后经过8小时降温冷却，得到所需规格尺寸的制品。
实施例3
将无机含氟化合物(如氟化钙)和聚四氟乙烯树脂按9∶11的重量比混合，在高速混合器中混合3分钟，充分混合均匀，然后将混合物加入金属模具内，在常温下加压，压力为20MPa/cm2，保压10min，得到预成型品，然后将预成型品加热至380℃，并在此温度保持3小时，然后经过8小时降温冷却，得到所需规格尺寸的制品。
实施例4
将无机含氟化合物氟化镁和聚四氟乙烯树脂按2∶5的重量比混合，在高速混合器中混合10分钟，充分混合均匀，然后将混合物加入金属模具内，在常温下加压，压力为80MPa/cm2，保压3min，得到预成型品，然后将预成型品加热至360℃，并在此温度保持3.5小时，然后经过8小时降温冷却，烧结制成改性材料。得到所需规格尺寸的制品。
实验例1
将实施例1-4制备的中温电解槽密封盒用于氢氟酸生产，对照品为纯聚四氟乙烯树脂制备的中温电解槽密封盒。
在实际生产中，本发明所述的无机含氟化合物填充PTFE的复合材料也体现出极优的耐蚀性能，采用纯聚四氟乙烯树脂作为材料制做的氢氟酸生产中应用的中温电解槽密封盒，使用寿命不超过3天，而实施例1-4制备的中温电解槽密封盒分别使用了145天、102天、96天和152天，因此采用本发明的材料，可提高使用寿命达3-5个月。
显然，本发明所述的无机含氟化合物填充PTFE的复合材料的耐蚀性极好。

Claims (10)

1.一种聚四氟乙烯复合材料，其特征在于，包括以下重量比的组分：A∶PTFE＝20～50∶50～80；其中A为无机含氟化合物。
2.如权利要求1所述的聚四氟乙烯复合材料，其特征在于，包括以下重量比的组分：A∶PTFE＝30～45∶55～70。
3.如权利要求1或2所述的聚四氟乙烯复合材料，其特征在于，所述无机含氟化合物为金属氟化物。
4.如权利要求1-3任一所述的聚四氟乙烯复合材料，其特征在于，所述无机含氟化合物为碱土金属氟化物。
5.如权利要求1、2或4所述的聚四氟乙烯复合材料，其特征在于，所述碱土金属氟化物为氟化钙，氟化镁中的一种或两种的混合物。
6.如权利要求1-5任一所述的聚四氟乙烯复合材料的制备方法，其特征在于，是将无机含氟化合物加入到聚四氟乙烯树脂中，混合均匀后，通过冷压得到预成型品，然后烧结固化制成。
7.如权利要求6所述的聚四氟乙烯复合材料，其特征在于，所述混合是在高速混合器中混合3-10分钟；优选5分钟。
8.如权利要求6所述的聚四氟乙烯复合材料，其特征在于，所述冷压固化如下进行：先将无机含氟化合物和聚四氟乙烯树脂的混合物加入模具内，在常温下加压，单位成型压力为20-80Mpa/cm2，使之成为密实的具有一定几何形状的预成型品。
9.如权利要求6所述的聚四氟乙烯复合材料，其特征在于，所述烧结如下进行：将预成型品加热至360-380℃，保温，然后缓慢冷却，得到所需规格尺寸的制品。
10.如权利要求1-5任一所述的聚四氟乙烯复合材料的应用，其特征在于，用于防腐蚀泄露。
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