CN102585404A - 一种改性聚四氟乙烯车削大板及其加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公布了一种改性聚四氟乙烯车削大板，其特征在于：所述大板成分为10-15%晶须，10-15%石墨，其余成分为聚四氟乙烯。同时公布了该产品的加工方法，包括晶须表面改性处理、混料、压制、烧结、旋切、产品的后处理等步骤。本发明的产品既保留了聚四氟乙烯材料的耐候性，耐腐蚀性等优点。又给予了车削板良好的抗蠕变性，耐磨性以增加其机械强度。使其在液体的输送管、排气管、蒸汽管，轧钢机高压油管等化工设备的应用领域得以拓宽，使用寿命更长久。

Description

一种改性聚四氟乙烯车削大板及其加工方法

技术领域

本发明属于高分子材料领域，特别是涉及一种改性聚四氟乙烯车削大板及其加工方法。

背景技术

聚四氟乙烯（简称PTFE或F₄）习惯名或商品名：“特氟隆”。白色柔软结晶状聚合物。 作为材料塑料，F₄不但密度最大而且是世界最耐腐蚀的材料之一,可以在260℃连续使用。有资料证实在－269℃条件下聚四氟乙烯尚能具有良好的延展性。此外聚四氟乙烯还具有以下特性；良好的不粘性，极其出众的介电性能和电绝缘性以及优异的抗老化性。

由于聚四氟乙烯（PTFE）以上的种种特性造就了其在国民经济作为一种新型材料极其重要的地位。尤其在作为密封材料方面应用极为广泛。然而由于聚四氟乙烯（PTFE）的结晶区属于物理交联。容易出现晶面滑移晶粒取向现象。因此聚四氟乙烯（PTFE）具有回弹性差，易蠕变等缺点。甚至会在作为密封圈使用中出现“冷流”现象。并且聚四氟乙烯的耐磨性很差。因此在作为大型化工垫片以及管材内衬纯聚四氟乙烯材料应用时显的有些捉衣见肘。因此对聚四氟乙烯材料进行改性显的尤为重要。随着我国PTFE产能快速增加，加强PTFE改性技术研究与应用，开发新型高效的PTFE复合材料已经成为目前国内PTFE的研究与发展方向。

发明内容

本发明目的在于针对现有技术的缺陷提供一种改性的氟乙烯车削大板及其加工方法。

本发明为实现上述目的，采用如下技术方案：

一种改性聚四氟乙烯车削大板，其特征在于：所述大板成分为10-15%晶须，10-15%石墨，其余成分为聚四氟乙烯。所述晶须为钛酸钾晶须或碳化硅晶须。

一种改性聚四氟乙烯车削大板的加工方法，包括以下步骤：

（1）晶须表面改性处理：

       晶须使用前使用偶联剂进行相应的表面处理，以达到与聚四氟乙烯树脂更高的相容性；

（2）混料：

       使用混料机在23±2℃温度下将不同的聚四氟乙烯车削板填充物与聚四氟乙烯树脂进行混合；

（3）压制：

    使用液压或模压成型法压制不同宽幅的聚四氟乙烯，压力值为32Mpa，保压2.5-3小时；

（4）烧结：

将液压或模压成型的改性聚四氟乙烯车削料坯装入高温烧结炉，在循环热风、自由状态下烧结，根据料坯的大小确定升温速度，一般在20℃／10分钟，均匀升温至290℃，保温30分钟，然后再升温至380℃，保温13小时以上，降温速度控制在10℃／10分钟，降至290℃再保温30分钟，继续降至200℃后，自然降温冷却完成烧结过程；

     （5）旋切：

填充改性聚四氟乙烯棒烧结完成后，加热串芯进行旋切；根据客户使用要求旋切不同厚度；

     （6）产品的后处理技术：

表面处理使表面清洁、光洁度高，公差在允许范围内。

本发明的产品既保留了聚四氟乙烯材料的耐候性，耐腐蚀性等优点。又给予了车削板良好的抗蠕变性，耐磨性以增加其机械强度。使其在液体的输送管、排气管、蒸汽管，轧钢机高压油管等化工设备的应用领域得以拓宽，使用寿命更长久。

具体实施方式

晶须是指单晶在人工控制条件下生长成的一种纤维。其直径非常小，晶须子排列高度有序，不含有通常材料中存在的晶界、位错、空穴等缺陷。因而其强度接近于完整晶体的理论值。其机械强度等于邻接原子间力。晶须的高度取向结构不仅使其具有高强度、高模量和高伸长率特点，而且还具有电、光、磁、介电、导电、超导电性质。晶须的强度远高于其他短切纤维，主要用作复合材料的增强体，用于制造高强度复合材料。

一种改性聚四氟乙烯车削大板，所述大板成分为10-15%晶须，10-15%石墨，其余成分为聚四氟乙烯。所述晶须为钛酸钾晶须或碳化硅晶须。

钛酸钾晶须：外观呈白色，具有高强度，高弹性模量和适中的硬度等特点。比重较轻，它的强度超出常用的玻璃纤维，碳纤维，拥有良好的耐磨性和耐高温性。熔点约为1350摄氏度。具备许多传统纤维不可替代的优点：优良的电气绝缘性能和红外线投射性能。属于轻质、高强、耐火、隔热、滑动耐磨耗和高绝缘性材料。性能优异且价格便宜。因其尺寸细微，极其适合制造形状复杂、细小、精度好、表面光洁度高的制品。

碳化硅晶须具有优良的机械性能、耐热性、耐用腐蚀性以及抗高温氧化性能，基质材料具有良好的相容性，近年来已成为各类高性能复合材料的主要增强、增韧剂之一

石墨：铁黑色至深钢灰色，是一种结晶性碳，属六方晶体系，呈叶片状。触之有滑腻感。具有良好的导电性和可塑性。润滑性耐磨性。耐化学药品性。特别是耐腐蚀性气体的侵蚀。但不耐强氧化剂。比重2.09 ~2.25，质软，具有高的分散性。可单独使用，也可与玻璃纤维和炭黑配合使用。

通过这些填充料对聚四氟乙烯材料进行改性既保留了聚四氟乙烯材料的耐候性，耐腐蚀性等优点。又给予了车削板良好的抗蠕变性，耐磨性以增加其机械强度。

一种改性聚四氟乙烯车削大板的加工方法，包括以下步骤：

（1）晶须表面改性处理：

       晶须使用前使用偶联剂进行相应的表面处理，以达到与聚四氟乙烯树脂更高的相容性；

（2）混料：

       使用混料机在23±2℃温度下将不同的聚四氟乙烯车削板填充物与聚四氟乙烯树脂进行混合；

（3）压制：

    使用液压或模压成型法压制不同宽幅的聚四氟乙烯，压力值为32Mpa，保压2.5-3小时；

（4）烧结：

将液压或模压成型的改性聚四氟乙烯车削料坯装入高温烧结炉，在循环热风、自由状态下烧结，根据料坯的大小确定升温速度，一般在20℃／10分钟，均匀升温至290℃，保温30分钟，然后再升温至380℃，保温13小时以上，降温速度控制在10℃／10分钟，降至290℃再保温30分钟，继续降至200℃后，自然降温冷却完成烧结过程；

     （5）旋切：

填充改性聚四氟乙烯棒烧结完成后，加热串芯进行旋切；根据客户使用要求旋切不同厚度；

     （6）产品的后处理技术：

表面处理使表面清洁、光洁度高，公差在允许范围内。

Claims (3)

1.一种改性聚四氟乙烯车削大板，其特征在于：所述大板成分为10-15%晶须，10-15%石墨，其余成分为聚四氟乙烯。

2.根据权利要求1所述的一种改性聚四氟乙烯车削大板，其特征在于：所述晶须为钛酸钾晶须或碳化硅晶须。

3.一种改性聚四氟乙烯车削大板的加工方法，包括以下步骤：

（1）晶须表面改性处理：

        晶须使用前使用偶联剂进行相应的表面处理，以达到与聚四氟乙烯树脂更高的相容性；

   （2）混料：

        使用混料机在23±2℃温度下将不同的聚四氟乙烯车削板填充物与聚四氟乙烯树脂进行混合；

   （3）压制：

        使用液压或模压成型法压制不同宽幅的聚四氟乙烯料坯，压力值为32Mpa，保压2.5-3小时；

   （4）烧结：

将液压或模压成型的改性聚四氟乙烯车削料坯装入高温烧结炉，在循环热风、自由状态下烧结，根据料坯的大小确定升温速度，一般在20℃／10分钟，均匀升温至290℃，保温30分钟，然后再升温至380℃，保温13小时以上，降温速度控制在10℃／10分钟，降至290℃再保温30分钟，继续降至200℃后，自然降温冷却完成烧结过程；

        （5）旋切：

填充改性聚四氟乙烯棒烧结完成后，加热串芯进行旋切；根据客户使用要求旋切不同厚度；

        （6）产品的后处理技术：

表面处理使表面清洁、光洁度高，公差在允许范围内。