CN102476453A - 聚四氟乙烯粉末或改性聚四氟乙烯粉末冷等静压成型及热等静压烧结方法 - Google Patents

聚四氟乙烯粉末或改性聚四氟乙烯粉末冷等静压成型及热等静压烧结方法 Download PDF

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王仁和
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ZHEJIANG ZHONGNENG ANTI-CORROSION EQUIPMENT Co Ltd
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Abstract

本发明为一种聚四氟乙烯粉末或改性聚四氟乙烯粉末冷等静压成型及热等静压烧结方法，包括如下步骤：a.将需要贴衬的金属或非金属放入模具，在需要贴衬的部位放置聚四氟乙烯粉末，或是改性聚四氟乙烯粉末；b.将步骤a得到的物体放入高压容器内密闭，注入高压液体至所需压力，得到一件致密的由聚四氟乙烯粉末或是改性聚四氟乙烯粉末紧贴于金属或非金属面制品，泄压开启压力容器取出制品，放置24h—48h，以消除冷等压产生的应力；c.把步骤b得到的制品放入热等静压烧结设备内，抽真空后以每小时一个定量的压力增压至需要的压力；d.以可控的速率加热至375℃，同时控制压力的稳定；e.可控的冷却速率冷却至35℃左右，同时控制压力的稳定；f.将烧结好的制品取出。

Description

聚四氟乙烯粉末或改性聚四氟乙烯粉末冷等静压成型及热等静压烧结方法
技术领域
本发明涉及聚四氟乙烯成型技术领域，特别是聚四氟乙烯用于零部件衬里的成型技术，主要采用等静压成型及热等静压烧结工艺。 
背景技术
化学工业中，腐蚀严重，它不仅严重损坏化工设备，污染环境，同时，在许多情况下，腐蚀问题已成为工艺能否实现工业化的关键，化工防腐是化学工业的重大课题。因此需要寻找优良的防腐材料来替代以往的聚偏氟乙烯等普通材料。就此我们研究开发了聚四氟乙烯内衬产品。 
聚四氟乙烯(简称PTFE)：是一种坚韧、柔软、没有弹性和拉伸强度的适中材料，它的耐压性、耐化学性和电绝缘性都很好，聚四氟乙烯分子中碳原子和氟原子单元按锯齿形状排列，由于氟原子半径较氢稍大，所以相邻的CF2单元不能完全按反式交叉取向，而是形成一个螺旋状的扭曲链，氟原子几乎覆盖了整个高分子链的表面。聚四氟乙烯是一种热塑性树脂，具有明显冷流性能，但是熔融黏度特别大，不能用一般的热塑性塑料的加工方法使它流动和塑化，不能进行注塑和熔融加工，这为将聚四氟乙烯用于管件、阀门、泵体等工件的衬里增加了难度。为此，研发一种PTFE层能与金属良好粘合，这种紧衬 制品，适合在各种苛刻条件下使用的工艺是本发明的重点，以便更好的适合化学工业及防腐工业中的应用。 
发明内容
本发明的目的为提供一种能与金属或非金属良好粘合的聚四氟乙烯粉末冷等静压成型及热等静压烧结工艺，通过该工艺制得的聚四氟乙烯衬里制品，适合在各种苛刻条件下使用。 
实现上述目的的技术方案如下： 
聚四氟乙烯粉末或改性聚四氟乙烯粉末冷等静压成型及热等静压烧结方法，包括如下步骤： 
a.将需要贴衬的金属或非金属放入模具，在需要贴衬的部位放置聚四氟乙烯粉末，或是改性聚四氟乙烯粉末； 
b.将步骤a得到的物体放入高压容器内密闭，注入高压液体至所需压力，得到一件致密的由聚四氟乙烯粉末或是改性聚四氟乙烯粉末紧贴于金属或非金属面制品，泄压开启压力容器取出制品，放置24h——48h，以消除冷等压产生的应力； 
c.把步骤b得到的制品放入热等静压烧结设备内，抽真空后以每小时一个定量的压力增压至需要的压力； 
d.以可以控制的速度加热至375℃，加热时间根据烧结制品的要求，同时控制压力的稳定； 
e.以可以控制的速度冷却至35℃左右，冷却时间根据烧结制品的要求，同时控制压力的稳定； 
f.将烧结好的制品取出。 
进一步，在步骤a之前先对需要贴衬的金属或非金属表面进行处理，得到粗糙、清洁、干燥、无油脂的表面。 
进一步，步骤b中加压至25Mpa。 
进一步，步骤c中，加压至20Mpa。 
本发明的工艺可以使聚四氟乙烯层能与金属良好粘合，通过这种方法制得的衬里，适合在各种苛刻条件下使用，更好的适合化学工业及防腐工业中的应用。 
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。 
聚四氟乙烯粉末或改性聚四氟乙烯粉末冷等静压成型及热等静压烧结方法，包括如下步骤：a.将需要贴衬的金属或非金属制品的表面进行加工，得到一个粗糙、清洁、干燥、无油脂的表面，把已经制作好的(与需要贴衬的金属或非金属制品相匹配的)橡胶或乳胶模具和金属模具组装，即将橡胶模具和金属模具组装成一个整体，然后将需要贴衬的金属或非金属放进去，在需要贴衬的部位放置聚四氟乙烯(F4)粉末，或是改性聚四氟乙烯(F4)粉末，得到一完整的装置(带有被贴衬的金属或非金属制品、聚四氟乙烯粉末或改性聚四氟乙烯粉末、橡胶或乳胶模具)； 
b.将步骤a得到的装置放入高压容器(可以采用本申请人于2008年5月21日申请的申请号为200820114496.5的设备)内密闭，注入高压液体至压力25Mpa。经过此压力(25Mpa)下的PTFE粉末，可以达到较为理想的密度。得到聚四氟乙烯(F4)粉末或是改性聚四氟 乙烯(F4)粉末紧贴于表面的金属或非金属制品，泄压开启压力容器取出并拆开模具取出制品，并清洁、修整放置24h——48h，以消除冷等压产生的应力；
c.把步骤b得到的制品放入热等静压烧结设备内，起动设备的具体步骤如下： 
d.检查设备正常，启动电气系统，启动PLC(可编程逻辑控制器)系统，启动安全报警系统； 
e.通过PLC启动主机系统，关闭主机的高压容器盖，承压框架移动到工作位置，再次检查确定设备正常； 
f.通过PLC启动压力系统，抽真空后以每小时一个定量的压力增压至20Mpa；压力系统所用介质为空气或氮气或者其他惰性气体； 
g.通过PLC启动加热系统，以可控的加热速率(加热至375℃，同时控制压力的稳定； 
h.通过PLC启动冷却系统，也以可控的冷却速率冷却至35℃左右，同时控制压力的稳定； 
i.通过PLC结束压力系统、加热系统、冷却系统的工作，解除安全报警系统；移动承压框架，开启主机的高压容器盖，取出烧结好的制品。结束PLC系统，关闭电气系统。 

Claims (4)

1.聚四氟乙烯粉末或改性聚四氟乙烯粉末冷等静压成型及热等静压烧结方法，其特征在于，包括如下步骤：
a.将需要贴衬的金属或非金属放入模具，在需要贴衬的部位放置聚四氟乙烯粉末，或是改性聚四氟乙烯粉末；
b.将步骤a得到的物体放入高压容器内密闭，注入高压液体至所需压力，得到一件致密的由聚四氟乙烯粉末或是改性聚四氟乙烯粉末紧贴于金属或非金属面的制品，泄压开启压力容器取出制品，放置24h——48h，以消除冷等压产生的应力；
c.把步骤b得到的制品放入热等静压烧结设备内，抽真空后以每小时一个定量的压力增压至需要的压力；
d.以可以控制的速度加热至375℃，加热时间根据烧结制品的要求，同时控制压力的稳定；
e.以可以控制的速度冷却至35℃左右，冷却时间根据烧结制品的要求，同时控制压力的稳定；
f.将烧结好的制品取出。
2.根据权利要求1所述的聚四氟乙烯粉末或改性聚四氟乙烯粉末冷等静压成型及热等静压烧结方法，其特征在于，在步骤a之前先对需要贴衬的金属或非金属表面进行处理，得到粗糙、清洁、干燥、无油脂的表面。
3.根据权利要求1所述的聚四氟乙烯粉末或改性聚四氟乙烯粉末冷等静压成型及热等静压烧结方法，其特征在于，步骤b中加压至25Mpa。
4.根据权利要求1所述的聚四氟乙烯粉末或改性聚四氟乙烯粉末冷等静压成型及热等静压烧结方法，其特征在于，步骤c中，加压至20Mpa。
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