CN102700196A - 一种聚四氟乙烯玻纤耐磨板的制备方法 - Google Patents

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刘华新
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Abstract

本发明涉及一种聚四氟乙烯玻纤耐磨板的制备方法，该方法大致包括以下步骤：玻璃纤维布经脱蜡，然后经聚四氟乙烯乳液浸渍，干燥，烘焙，烧结制得聚四氟乙烯玻纤漆布，采用该漆布，再经配布、叠合后进入平板硫化机进行热压、保温保压、冷却等工序制得聚四氟乙烯玻纤耐磨板，该板材具有较小的磨损率、较高的摩擦系数和压缩强度以及良好的环境稳定性。

Description

一种聚四氟乙烯玻纤耐磨板的制备方法
技术领域
本发明涉及一种聚四氟乙烯玻纤耐磨板的制备方法。
背景技术
目前市场上的耐磨板一般为金属合金类、超高分子量聚乙烯类、聚四氟乙烯类等，金属合金类如高硬度碳化铬耐磨板，应用于电厂，钢厂，水泥厂等领域的粉碎机、煤斗衬、阻尼器等部件，超高分子量聚乙烯类和聚四氟乙烯类耐磨板应用在造纸、纺织、化工、矿山等机械领域的导流板水翼、滑道车等部件，但以上耐磨板的摩擦系数、磨损率、硬度、耐候性等综合性能满足不了特殊领域应用要求，尤其是航空航天领域。
国内的制造聚四氟乙烯玻纤层压板的企业很多，但这些产品主要应用于电子行业，其优越的电性能可以满足电子行业中介电常数、介电损耗的要求，但是其机械性能，尤其是摩擦、压缩性能难以满足航空航天领域的要求。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种聚四氟乙烯玻纤耐磨板的制备方法，它能填补国内该类产品空白，满足航空航天领域用耐磨板摩擦、压缩等物理性能的要求。
本发明提出的一种聚四氟乙烯玻纤耐磨板的制备方法，具体步骤如下：
(1)将玻璃纤维布进行360~380℃脱蜡处理，控制脱蜡处理中的车速为3～7米/分钟；
(2)步骤(1)所得产物通过放卷装置进入到盛有含聚四氟乙烯乳液的双面浸渍胶槽，浸渍后的玻璃纤维布经传动进入立式烘箱中经过三段干燥和烘焙，根据固含量要求可多次浸渍，然后再进入立式烘箱中经过三段干燥和烘焙浸渍速度为0.3～0.8米/分钟；立式烘箱中三段温度分别为：40～70℃，140~170℃，220~270℃，目的是去除乳液中的水分、表面活性剂及有机小分子等；
(3)步骤(2)所得产物进入烧结设备中进行烧结，控制烧结温度为380~400℃，再经切边，收卷制得聚四氟乙烯玻纤布；
(4)根据所需制成的聚四氟乙烯玻纤耐磨板厚度选择聚四氟乙烯玻纤布，并进行叠合，所得产品进入平板硫化机在1～2MPa的压力下进行预压，再加热至380～400℃，到达温度后保温保压，然后冷却至150～180℃，最后水冷；出缸，进行切边制得聚四氟乙烯玻纤耐磨板。
本发明中，步骤(1)中所述玻璃纤维布采用平纹或斜纹织法，其厚度为0.18～0.24mm。
本发明中，步骤(2)中所述聚四氟乙烯乳液的浓度范围为30~60wt%。
本发明中，步骤(2)中所述进行多次浸渍，一般为3～6次。
本发明中，步骤(3)中所述烧结过程中，控制烧结速度为3-7米/分钟。
本发明中，步骤(4)中进入平板硫化机的升温速率为3～5℃/min。
本发明中，步骤(4)中所述保温保压的压力为10～16MPa，温度为380～400℃，保温时间为2～4h。
本发明中，步骤(4)中保温保压后冷却至150～180℃，其降温速率为然后以3～8℃/min。
本发明的有益效果在于：填补国内该类产品空白，满足航空航天领域用耐磨板摩擦、压缩等物理性能的要求。
附图说明
 图1为本发明的工艺流程图。
具体实施方式
以下结合实施案例对本发明作进一步详细描述，但是本发明不仅限于以下的实施例。
实施例1：
将厚度为0.2mm，平纹织法的玻璃纤维布进行380℃脱蜡处理，车速为速度为5米/分钟， 再通过放卷装置进入到盛有含聚四氟乙烯乳液的双面浸渍胶槽，玻纤布经传动进入立式烘箱中经过三段进行干燥和烘焙，各段温度为：70℃，170℃，240℃去除乳液中的水分、表面活性剂及有机小分子等，根据固含量50%的要求可浸渍4次，浸渍速度为0.3米/分钟；再进入烧结设备中进行烧结，温度为400℃，经切边，收卷制得聚四氟乙烯玻纤布，再根据4mm板材厚度要求进行配布、叠合，进入平板硫化机，首先在1.5MPa压力下以3～5℃/min进行升温至400℃；然后在11MPa和400℃情况下保温保压2.5h；最后以3～8℃/min冷却至150℃，再进行水冷；出缸，进行切边制得聚四氟乙烯玻纤耐磨板。所得聚四氟乙烯玻纤耐磨板经性能测试结果如下（见表1）：
表1 性能检测结果
序号 检测项目 指标 实测值
1 密度，g/cm3 2.3±0.1 2.24
2 吸水性，% ≤0.05 0.008
3 摩擦系数(μ) 0.25≤μ≤0.4 0.32
4 磨损率，×10-7cm3/N.m ≤2.5 0.045
5 洛氏硬度（M） 50≤M≤80 60.5
6 压缩强度（垂直面），MPa ≥150 217
实施例2：
将厚度为0.2mm，平纹织法的玻璃纤维布进行370℃脱蜡处理，车速为速度为4米/分钟， 再通过放卷装置进入到盛有含聚四氟乙烯乳液的双面浸渍胶槽，玻纤布经传动进入立式烘箱中经过三段进行干燥和烘焙，各段温度为：60℃，160℃，250℃去除乳液中的水分、表面活性剂及有机小分子等，根据固含量52%的要求可浸渍4次，浸渍速度为0.25米/分钟；再进入烧结设备中进行烧结，温度为390℃，经切边，收卷制得聚四氟乙烯玻纤布，再根据3mm板材厚度要求进行配布、叠合，进入平板硫化机，首先在1.5MPa压力下以3～5℃/min进行升温至390℃；然后在14MPa和400℃情况下保温保压2h；最后以3～8℃/min冷却至160℃，再进行水冷；出缸，进行切边制得聚四氟乙烯玻纤耐磨板。所得聚四氟乙烯玻纤耐磨板经性能测试结果如下（见表2）：
 表2 性能检测结果
序号 检测项目 指标 实测值
1 密度，g/cm3 2.3±0.1 2.23
2 吸水性，% ≤0.05 0.01
3 摩擦系数(μ) 0.25≤μ≤0.4 0.30
4 磨损率，×10-7cm3/N.m ≤2.5 0.023
5 洛氏硬度（M） 50≤M≤80 65.2
6 压缩强度（垂直面），MPa ≥150 194
由上述表1和表2可知道，由本发明所制备得到的聚四氟乙烯玻纤耐磨板具有较小的磨损率、较高的摩擦系数和压缩强度等性能，满足航空航天领域用耐磨板摩擦、压缩等物理性能的要求。

Claims (8)

1.一种聚四氟乙烯玻纤耐磨板的制备方法，其特征在于具体步骤如下：
(1)将玻璃纤维布进行360~380℃脱蜡处理，控制脱蜡处理中的车速为3～7米/分钟；
(2)步骤(1)所得产物通过放卷装置进入到盛有含聚四氟乙烯乳液的双面浸渍胶槽，浸渍后的玻璃纤维布经传动进入立式烘箱中经过三段干燥和烘焙，根据固含量要求多次浸渍，然后再进入立式烘箱中经过三段干燥和烘焙浸渍速度为0.3～0.8米/分钟；立式烘箱中三段温度分别为：40～70℃，140~170℃，220~270℃；
(3)步骤(2)所得产物进入烧结设备中进行烧结，控制烧结温度为380~400℃，再经切边，收卷制得聚四氟乙烯玻纤布；
(4)根据所需制成的聚四氟乙烯玻纤耐磨板厚度选择聚四氟乙烯玻纤布，并进行叠合，所得产品进入平板硫化机在1～2MPa的压力下进行预压，再加热至380～400℃，到达温度后保温保压，然后冷却至150～180℃，最后水冷；出缸，进行切边制得聚四氟乙烯玻纤耐磨板。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于步骤(1)中所述玻璃纤维布采用平纹或斜纹织法，其厚度为0.18～0.24mm。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于步骤(2)中所述聚四氟乙烯乳液的浓度范围为30~60wt%。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于步骤(2)中所述进行多次浸渍，一般为3～6次。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于步骤(3)中所述烧结过程中，控制烧结速度为3-7米/分钟。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于步骤(4)中进入平板硫化机的升温速率为3～5℃/min。
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于步骤(4)中所述保温保压的压力为10～16MPa，温度为380～400℃，保温时间为2～4h。
8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于步骤(4)中保温保压后冷却至150～180℃，其降温速率为3～8℃/min。
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