CN102731941A - 聚四氟乙烯复合材料的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种聚四氟乙烯复合材料的制备方法,包括如下步骤: 1)在添有表面活性剂的水中依次加入聚四氟乙烯和填料,均匀搅拌;表面活性剂与水的重量比为0. 0002~0.1:1,水的重量与聚四氟乙烯和填料重量之和的比为:0.5~2:1,聚四氟乙烯占聚四氟乙烯和填料重量之和的84%~99%;2)将步骤1)所得的产物进行过滤,过滤所得的固体依次经洗涤、干燥、模压和烧结,得聚四氟乙烯复合材料。该方法工艺简洁、绿色环保,且采用该方法制备的聚四氟乙烯复合材料性能优良。
Description
技术领域
本发明涉及一种制备PTFE复合材料的方法。
背景技术
聚四氟乙烯(PTFE)树脂具有优异的耐高低温、耐腐蚀、耐老化、高绝缘、不黏等性能,但由于其尺寸稳定性差、导热性能差、蠕变大、硬度低,尤其是在载荷下易磨损,使它在机械承载、摩擦磨损和密封润滑等领域的应用受到限制。因此为了拓展PTFE的应用领域,需要对其填充改性,即利用填料硬度大、耐磨、尺寸稳定、导热性好等优点来改善PTFE的缺陷。常用的填料包括玻璃纤维,碳纤维,青铜粉,石墨,炭黑,各种陶瓷粉以及一些耐高温有机物等微米填料(钱知勉,包永忠. 氟塑料加工与应用,北京:化学工业出版社,2010:181-182)和纳米Al2O3,ZnO,Si3N4,TiO2等纳米填料(详见参考文献1~4)。填料虽然能显著改善PTFE性能,但由于PTFE在混合过程中容易结团,因此其很难与填料混合均匀,从而制约了PTFE复合材料性能的提高。目前人们常采取干混法和溶剂法来制备PTFE复合材料,但干混法不仅难以使物料混合均匀还存在粉尘大、填料粒子丢失等缺点,而溶剂法虽然会促进物料混合均匀,但会使用到有机溶剂,从而存在环境污染、易燃易爆、对人体健康造成伤害等缺点。
上文中用到的参考文献具体如下:
1、Burris D, Sawyer W. “Improved wear resistance inalumina-PTFE nanocomposites with irregular shaped nano-particles”. Wear, 2006, 260:915(Burris D, Sawyer W. 通过使用不规则形状的纳米氧化铝提高PTFE/Al2O3纳米复合材料的耐磨损性能,Wear, 2006, 260:915);
2、Blanchet T, Kandanur S. Schadler L. “Coupled effect of filler content and countersurface roughness onPTFE nanocomposite wear resistance”. Tribol Lett, 2010, 40:11(Blanchet T, Kandanur S. Schadler L. 填充剂含量和对磨件表面粗糙度对PTFE纳米复合材料耐磨损性能的双重影响,Tribol Lett, 2010, 40:11);
3、Li F, Hu K-a, Li J-l, Zhao B-y. “The frictionand wear characteristics of nanometer ZnO filled polytetrafluoroethylene”. Wear, 2002, 249:877(Li F, Hu K-a, Li J-l, Zhao B-y. 纳米ZnO填充聚四氟乙烯摩擦磨损性能研究,Wear, 2002, 249:877);
4、顾红艳 何春霞. “表面处理纳米Si3N4 /PTFE复合材料的力学与摩擦性能”. 润滑与密封,2009, 34(11):40。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种工艺简洁、绿色环保的制备聚四氟乙烯复合材料的方法,采用该方法制备的聚四氟乙烯复合材料性能优良。
为了解决上述技术问题,本发明提供一种制备聚四氟乙烯复合材料的方法,包括如下步骤:
1)、在添有表面活性剂的水中依次加入聚四氟乙烯和填料,均匀搅拌;
表面活性剂与水的重量比为0. 0002~0.1:1(较佳为0. 0002~0.002:1),所述水的重量与聚四氟乙烯和填料重量之和的比为:0.5~2:1(较佳为2:1),聚四氟乙烯占聚四氟乙烯和填料重量之和的84%~99%;
备注说明:首先将表面活性剂放入水中,均匀搅拌3~8分钟,然后加入聚四氟乙烯均匀搅拌8~12分钟,最后加入填料均匀搅拌12~18分钟;
2)、将步骤1)所得的产物进行过滤,过滤所得的固体依次经洗涤、干燥、模压和烧结,得聚四氟乙烯复合材料。
作为本发明的聚四氟乙烯复合材料的制备方法的改进:
洗涤为:用去离子水清洗2~5次,每次使用的去离子水与聚四氟乙烯和填料重量之和的重量比为1~3:1;
干燥为:于120~200℃干燥6~12小时(较佳为160 ℃烘干8小时),得干燥粉体;
模压为:将干燥粉体于25~40 MPa(较佳为38 MPa)压强下冷压成型,保压3~10分钟(较佳为3分钟);得模压成型物;
烧结为:将模压成型物放入高温烧结炉中,以30~100℃/小时(较佳为60℃/小时)的升温速率加热至360~380℃,保温0.5~2小时(较佳为于370℃保温0.5小时);然后自然冷却至室温。
作为本发明的聚四氟乙烯复合材料的制备方法的进一步改进:表面活性剂为阴离子表面活性剂或非离子型表面活性剂。
作为本发明的聚四氟乙烯复合材料的制备方法的进一步改进:阴离子表面活性剂的结构式为:X(CF2CF2)n(CH2)mA 或 X(CF2CFCl)n(CH2)mA; X为氢原子,氟原子或氯原子,n为0至10的任一整数,m为0至15的任一整数,A为碳酸盐、硫酸盐、磺酸盐、磷酸盐、碱金属盐或胺盐;
非离子表面活性剂包括一端含有亲水基团、一端含有疏水基团的小分子的聚合物或者一端含有亲水基团、一端含有疏水基团的聚合物。
作为本发明的聚四氟乙烯复合材料的制备方法的进一步改进:一端含有亲水基团、一端含有疏水基团的聚合物为乙二醇与丙二醇共聚物,乙二醇与丙二醇共聚物的结构式为:
H—(OCH2CH2) —(B)p—(CH2CH2O)q—H
B为:
P值为5至200的任一整数,q值为2到400的任一整数。
作为本发明的聚四氟乙烯复合材料的制备方法的进一步改进:
阴离子表面活性剂为十二烷基硫酸钠或全氟辛酸铵;
非离子型表面活性剂为非离子表面活性剂L44或非离子表面活性剂L64(即,聚醚L64)。
作为本发明的聚四氟乙烯复合材料的制备方法的进一步改进:
填料为粒径在1nm~100 μm 之间的微米填料、纳米填料、改性微米填料和改性纳米填料中的至少一种。
作为本发明的聚四氟乙烯复合材料的制备方法的进一步改进:
微米填料为玻璃纤维,碳纤维,石墨,炭黑,MoS2,金属粉末或陶瓷粉末;
纳米填料为Ag,Al,Au,Cu,Fe,Mg,Ni,Zn,Ag2O,Al2O3,ZnO,TiO2,SiO2,CaO,ZrO2,Fe2O3,Fe3O4,CuO,Ni2O5,Si3N4,SiC或CaCO 3。
作为本发明的聚四氟乙烯复合材料的制备方法的进一步改进:改性微米填料是由微米填料经偶联剂处理后而得,改性纳米填料是由纳米填料经偶联剂处理后而得;偶联剂为烷基硅偶联剂、钛酸酯偶联剂、钼酸酯偶联剂或铝酸酯偶联剂。
备注说明:偶联剂占微米填料/纳米填料的0.1%~10%(重量比,较佳为1%~5%),偶联剂例如具体为硅烷偶联剂KH560、异丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)钛酸酯 (NDZ-201)、硅烷偶联剂KH570等。
作为本发明的聚四氟乙烯复合材料的制备方法的进一步改进:步骤1)中的水为去离子水。
在本发明中:聚四氟乙烯选用粒径为20~200 μm的聚四氟乙烯,其为采用悬浮聚合工艺制备而得的聚四氟乙烯。
本发明的聚四氟乙烯复合材料的制备方法,在水(去离子水)中加入合适(包括合适的品种和合适的用量)的表面活性剂,从而降低水的表面张力,使其能润湿PTFE,然后在这种水介质(即,添有表面活性剂的水)中,依次加入PTFE和填料粒子,混合均匀后再依次经过滤—洗涤—干燥—模压—烧结等步骤制备成PTFE复合材料。由于本发明所用的水介质能润湿PTFE,所以本发明的方法能使PTFE在水介质中分散均匀,且颗粒细小,从而有利于PTFE与填料混合均匀。填料表面例如可经偶联剂来改性以降低其团聚趋势和增加其与PTFE的互溶性。本发明的制备方法操作简单,不产生粉尘,不使用有机溶剂,不产生污染,绿色环保,且制备的复合材料性能优良,故可在工业领域推广应用。
具体实施方式
实施例1、一种制备聚四氟乙烯复合材料的方法,依次进行以下步骤:
1)、室温下(约15~25℃)往2L 玻璃烧杯中加入1KG去离子水和2克十二烷基硫酸钠,搅拌(转速800转/分)5分钟后加入495克PTFE(粒径为50 μm),继续搅拌10 分钟,加入5克经硅烷偶联剂KH560改性后的纳米Al2O3(粒径为50 nm),15分钟后停止搅拌。
上述经硅烷偶联剂KH560改性后的纳米Al2O3的制备方法如下:
往200 ml 单口瓶中依次加入50 ml无水乙醇,10克纳米氧化铝(粒径为50 nm),0.4 g 的硅烷偶联剂KH560,25℃搅拌1小时后,离心除去无水乙醇,固体经去离子水洗涤三次,每次用离子水50 ml,然后在120 ℃温度下烘干6小时。
2)、将步骤1)所得的产物过滤除去液体,固体使用去离子水洗涤三次,每次用去离子水500克;然后在160 ℃烘干8小时,得干燥粉体;将干燥粉体在38 MPa压强下压制(冷压)3分钟成型;然后放在高温烧结炉中,以60℃/小时升温速率升至370℃烧结30分钟后,再自然冷却至室温,得聚四氟乙烯复合材料。
该复合材料拉伸性能和摩擦磨损性能分别按国标HGT 2902-1997和GB-T3960-1983来测试,其中:
拉伸强度:29.21 MPa,
断裂伸长率:420%,
磨耗量:55.1 毫克,
摩擦系数:0.18。
实施例2、一种制备聚四氟乙烯复合材料的方法,依次进行以下步骤:
1)、室温下(约15~25℃)下往2L 玻璃烧杯中加入1KG去离子水和200毫克全氟辛酸铵,搅拌5分钟后加入495克PTFE (粒径为50 μm),继续搅拌10 分钟,加入5克经硅烷偶联剂KH560改性后的纳米Al2O3 (50 nm),15分钟后停止搅拌。
上述经硅烷偶联剂KH560改性后的纳米Al2O3的制备方法同实施例1。
2)、同实施例1。
该复合材料拉伸性能和摩擦磨损性能分别按国标HGT 2902-1997和GB-T3960-1983来测试,其中:
拉伸强度:30.48 MPa,
断裂伸长率:428%,
磨耗量:50.7 毫克,
摩擦系数:0.18。
实施例3、一种制备聚四氟乙烯复合材料的方法,依次进行以下步骤:
1)、室温下(约15~25℃)下往2L 玻璃烧杯中加入1KG去离子水和2克非离子表面活性剂L44 (为乙二醇与丙二醇共聚物,平均分子量2200,例如购自南通新宝源化工有限公司),搅拌5分钟后加入495克PTFE(粒径为50 μm),继续搅拌10 分钟,加入5克 经硅烷偶联剂KH560改性后的纳米Al2O3(50 nm),15分钟后停止搅拌。
上述经硅烷偶联剂KH560改性后的纳米Al2O3的制备方法同实施例1。
2)、同实施例1。
该复合材料拉伸性能和摩擦磨损性能分别按国标HGT 2902-1997和GB-T3960-1983来测试,其中:
拉伸强度:28.48 MPa,
断裂伸长率:440%,
磨耗量:38.9 毫克,
摩擦系数:0.18。
实施例4、一种制备聚四氟乙烯复合材料的方法,依次进行以下步骤:
1)、室温下(约15~25℃)下往2L 玻璃烧杯中加入1KG去离子水和2克非离子表面活性剂L44 (为乙二醇与丙二醇共聚物,平均分子量2200),搅拌5分钟后加入485克PTFE(粒径为50 μm),继续搅拌10分钟,加入15克经硅烷偶联剂KH560改性后的纳米Al2O3 (50 nm),15分钟后停止搅拌。
上述经硅烷偶联剂KH560改性后的纳米Al2O3的制备方法同实施例1。
2)、同实施例1。
该复合材料拉伸性能和摩擦磨损性能分别按国标HGT 2902-1997和GB-T3960 -1983来测试,其中
拉伸强度:24.59 MPa,
断裂伸长率:356%,
磨耗量:8.3 毫克,
摩擦系数:0.18。
实施例5、一种制备聚四氟乙烯复合材料的方法,依次进行以下步骤:
1)、室温下(约15~25℃)下往2L 玻璃烧杯中加入1KG去离子水和2克非离子表面活性剂L64 (为乙二醇与丙二醇共聚物,平均分子量2900,即聚醚L-64,例如可购自南通新宝源化工有限公司),搅拌5分钟后加入485克PTFE(50 μm),继续搅拌10 分钟,加入15克异丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)钛酸酯 (NDZ-201)改性后的纳米Si3N4 (20 nm),15分钟后停止搅拌。
上述NDZ-201改性后的纳米Si3N4的制备方法如下:
首先用无水乙醇将NDZ-201按1:1的体积比稀释,按照偶联剂(NDZ-201)占纳米Si3N4(粒径为20 nm) 1%重量比的用量,在高速搅拌Si3N4的条件下,雾状喷入上述经稀释后的偶联剂,继续搅拌20分钟,然后加热除去乙醇,得NDZ-201改性后的纳米Si3N4。
2)、同实施例1。
该复合材料拉伸性能和摩擦磨损性能分别按国标HGT 2902-1997和GB-T3960-1983来测试,其中
拉伸强度:24.85 MPa,
断裂伸长率:372%,
磨耗量:92.3 毫克,
摩擦系数:0.20。
实施例6、一种制备聚四氟乙烯复合材料的方法,依次进行以下步骤:
1)、室温下(约15~25℃)下往2L 玻璃烧杯中加入1KG去离子水和2克非离子表面活性剂L64,搅拌5分钟后加入485克PTFE (粒径为50μm),继续搅拌10 分钟,加入15克经硅烷偶联剂KH570改性后的纳米ZnO (50 nm),15分钟后停止搅拌。
上述经硅烷偶联剂KH570改性后的纳米ZnO的制备方法如下:
往400 ml 单口瓶中依次加入100 ml无水乙醇,20克纳米氧化锌(粒径为50 nm),1.0 g KH570,25℃搅拌1小时后,离心除去无水乙醇,固体经去离子水洗涤三次,每次用去离子水100 ml,后在120℃温度下烘干6小时。
2)、同实施例1。
该复合材料拉伸性能和摩擦磨损性能分别按国标HGT 2902-1997和GB-T3960-1983来测试,其中
拉伸强度:29.80 MPa,
断裂伸长率:280%,
磨耗量:256.3 毫克,
摩擦系数:0.19。
实施例7、一种制备聚四氟乙烯复合材料的方法,依次进行以下步骤:
1)、室温下(约15~25℃)下往2L 玻璃烧杯中加入1KG去离子水和2克非离子表面活性剂L44,搅拌5分钟后加入460克PTFE(50 μm),继续搅拌10 分钟,加入15克经硅烷偶联剂KH560改性后的纳米Al2O3(50 nm)和25克石墨(20 μm),15分钟后停止搅拌。
上述经硅烷偶联剂KH560改性后的纳米Al2O3的制备方法同实施例1。
2)、同实施例1。
该复合材料拉伸性能和摩擦磨损性能分别按国标HGT 2902-1997和GB-T3960-1983来测试,其中
拉伸强度:24.32 MPa,
断裂伸长率:254%,
磨耗量:3.6 毫克,
摩擦系数:0.17。
实施例8、一种制备聚四氟乙烯复合材料的方法,依次进行以下步骤:
1)、室温下(约15~25℃)下往2L 玻璃烧杯中加入1KG去离子水和2克非离子表面活性剂L44,搅拌5分钟后加入425克PTFE (50 μm),继续搅拌10 分钟,加入75克经硅烷偶联剂KH560改性后的玻璃纤维(直径10.5 μm,长37.5 μm),15分钟后停止搅拌。
上述经硅烷偶联剂KH560改性后的玻璃纤维的制备方法如下:
往2升单口瓶中依次加入500 ml无水乙醇,100克玻璃纤维(直径10.5μm,长37.5 μm),4克硅烷偶联剂KH560,25℃搅拌2小时后,离心除去无水乙醇,固体经去离子水洗涤三次,每次用去离子水200 ml,然后在120℃温度下烘干8小时。
2)、同实施例1。
复合材料拉伸性能和摩擦磨损性能分别按国标HGT 2902-1997和GB-T3960-1983来测试,其中
拉伸强度:20.18 MPa,
断裂伸长率:210%,
磨耗量:1.7 毫克,
摩擦系数:0.21。
实施例9、一种制备聚四氟乙烯复合材料的方法,依次进行以下步骤:
1)、室温下(约15~25℃)下往2L 玻璃烧杯中加入1KG去离子水和2克非离子表面活性剂L44,搅拌5分钟后加入425克PTFE(50 μm),继续搅拌10 分钟,加入65克硅烷偶联剂KH560改性后的玻璃纤维(直径10.5 μm,长37.5 μm,) 和10克MoS2 (48 μm),15分钟后停止搅拌。
上述经硅烷偶联剂KH560改性后的玻璃纤维的制备方法同实施例8。
2)、同实施例1。
该复合材料拉伸性能和摩擦磨损性能分别按国标HGT 2902-1997和GB-T3960-1983来测试,其中
拉伸强度:18.10 MPa,
断裂伸长率:193%,
磨耗量:1.3 毫克,
摩擦系数:0.20。
实施例10、一种制备聚四氟乙烯复合材料的方法,依次进行以下步骤:
1)、室温下(约15~25℃)下往2L 玻璃烧杯中加入1KG去离子水和2克非离子表面活性剂L44,搅拌5分钟后加入425克PTFE(50 μm),继续搅拌10 分钟,加入50克经硅烷偶联剂KH560改性后的玻璃纤维(直径 10.5 μm,长37.5 μm),10克MoS2 (48 μm),15克石墨(20 μm),15分钟后停止搅拌。
述经硅烷偶联剂KH560改性后的玻璃纤维的制备方法同实施例8。
2)、同实施例1。
该复合材料拉伸性能和摩擦磨损性能分别按国标HGT 2902-1997和GB-T3960-1983来测试,其中
拉伸强度:23.11 MPa,
断裂伸长率:220%,
磨耗量:1.4 毫克,
摩擦系数:0.18。
对比例1-1、一种制备聚四氟乙烯复合材料的方法,相对于实施例1作如下更改:
将步骤1)中的5克经硅烷偶联剂KH560改性后的纳米Al2O3(粒径为50nm)改成5克纳米Al2O3(粒径为50 nm),其余同实施例1。
该复合材料拉伸性能和摩擦磨损性能分别按国标HGT 2902-1997和GB-T3960-1983来测试,其中:
拉伸强度:26.24 MPa,
断裂伸长率:380%,
磨耗量:65.3 毫克,
摩擦系数:0.18。
对比例1-2、一种制备聚四氟乙烯复合材料的方法,相对于实施例1作如下更改:
取消步骤1)的2克十二烷基硫酸钠的使用,其余同实施例1。
该复合材料拉伸性能和摩擦磨损性能分别按国标HGT 2902-1997和GB-T3960-1983来测试,其中
拉伸强度:25.21 MPa,
断裂伸长率:370%,
磨耗量:100.2 毫克,
摩擦系数:0.18。
对比例1-3、一种制备聚四氟乙烯复合材料的方法,相对于实施例1作如下更改:
将步骤1)的2克十二烷基硫酸钠改成2克十二烷基硫酸胺;其余同实施例1。
该复合材料拉伸性能和摩擦磨损性能分别按国标HGT 2902-1997和GB-T3960-1983来测试,其中
拉伸强度:27.36 MPa,
断裂伸长率:401%,
磨耗量:60.2 毫克,
摩擦系数:0.18。
对比例1-4、一种制备聚四氟乙烯复合材料的方法,相对于实施例1作如下更改:
将步骤1)的2克十二烷基硫酸钠改成1克十二烷基硫酸钠;其余同实施例1。
该复合材料拉伸性能和摩擦磨损性能分别按国标HGT 2902-1997和GB-T3960-1983来测试,其中
拉伸强度:27.10 MPa,
断裂伸长率:395%,
磨耗量:80.2 毫克,
摩擦系数:0.18。
对比例1-5、一种制备聚四氟乙烯复合材料的方法,相对于实施例1作如下更改:
将步骤1)的2克十二烷基硫酸钠改成3克十二烷基硫酸钠;其余同实施例1。
该复合材料拉伸性能和摩擦磨损性能分别按国标HGT 2902-1997和GB-T3960-1983来测试,其中
拉伸强度:27.80 MPa,
断裂伸长率:402%,
磨耗量:72.3 毫克,
摩擦系数:0.18。
对比例2-1、一种制备聚四氟乙烯复合材料的方法,相对于实施例3作如下更改:
将步骤1)中的5克 经硅烷偶联剂KH560改性后的纳米Al2O3(50 nm)改成5克纳米Al2O3 (50 nm),其余同实施例3。
该复合材料拉伸性能和摩擦磨损性能分别按国标HGT 2902-1997和GB-T3960-1983来测试,其中:
拉伸强度:26.24 MPa,
断裂伸长率:415%,
磨耗量:42.1 毫克,
摩擦系数:0.18。
对比例2-2、一种制备聚四氟乙烯复合材料的方法,相对于实施例3作如下更改:
取消2克非离子表面活性剂L44的使用,其余同实施例3。
该复合材料拉伸性能和摩擦磨损性能分别按国标HGT 2902-1997和GB-T3960-1983来测试,其中
拉伸强度:23.28 MPa,
断裂伸长率:330%,
磨耗量:46.9 毫克,
摩擦系数:0.18。
对比例2-3、一种制备聚四氟乙烯复合材料的方法,相对于实施例3作如下更改:
将2克非离子表面活性剂L44改成2克非离子表面活性剂L45 (乙二醇与丙二醇共聚物,平均分子量2400,购自南通新宝源化工有限公司);其余同实施例3。
复合材料拉伸性能和摩擦磨损性能分别按国标HGT 2902-1997和GB-T3960-1983来测试,其中
拉伸强度:24.98 MPa,
断裂伸长率:410%,
磨耗量:39.9 毫克,
摩擦系数:0.18。
对比例3-1、一种制备聚四氟乙烯复合材料的方法,相对于实施例5作如下更改:
取消步骤1)中2克非离子表面活性剂L64的使用,其余同实施例5。
该复合材料拉伸性能和摩擦磨损性能分别按国标HGT 2902-1997和GB-T3960-1983来测试,其中
拉伸强度:19.59 MPa,
断裂伸长率:286%,
磨耗量:122.3 毫克,
摩擦系数:0.20。
对比例3-2、一种制备聚四氟乙烯复合材料的方法,相对于实施例5作如下更改:
将步骤1)中2克非离子表面活性剂L64改成2克非离子表面活性剂L61(乙二醇与丙二醇共聚物,平均分子量2000,购自南通新宝源化工有限),其余同实施例5。
该复合材料拉伸性能和摩擦磨损性能分别按国标HGT 2902-1997和GB-T3960-1983来测试,其中
拉伸强度:22.59 MPa,
断裂伸长率:333%,
磨耗量:98.9 毫克,
摩擦系数:0.20。
通过实施例和对比例发现,本发明方法能使PTFE和填料混合均匀,能制备出性能优良的PTFE复合材料,且该方法无粉尘,无污染,对人体健康无伤害,适合在工业领域推广应用。
最后,以上列举的仅是本发明的若干个具体实施例,显然,本发明不限于以上实施例,还可以有许多变形。本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容直接导出或联想到的所有变形,均应认为是本发明的保护范围。
Claims (10)
1.聚四氟乙烯复合材料的制备方法,其特征是包括如下步骤:
1)、在添有表面活性剂的水中依次加入聚四氟乙烯和填料,均匀搅拌;
所述表面活性剂与水的重量比为0. 0002~0.1:1,所述水的重量与聚四氟乙烯和填料重量之和的比为:0.5~2:1,聚四氟乙烯占聚四氟乙烯和填料重量之和的84%~99%;
2)、将步骤1)所得的产物进行过滤,过滤所得的固体依次经洗涤、干燥、模压和烧结,得聚四氟乙烯复合材料。
2.根据权利要求1所述的聚四氟乙烯复合材料的制备方法,其特征是:
所述洗涤为:用去离子水清洗2~5次,每次使用的去离子水与聚四氟乙烯和填料重量之和的重量比为1~3:1;
所述干燥为:于120~200℃干燥6~12小时,得干燥粉体;
所述模压为:将干燥粉体于25~40 MPa压强下冷压成型,保压3~10分钟;得模压成型物;
所述烧结为:将模压成型物放入高温烧结炉中,以30~100℃/小时的升温速率加热至360~380℃,保温0.5~2小时;然后自然冷却至室温。
3.根据权利要求2所述的聚四氟乙烯复合材料的制备方法,其特征是:所述表面活性剂为阴离子表面活性剂或非离子型表面活性剂。
4.根据权利要求3所述的聚四氟乙烯复合材料的制备方法,其特征是:
所述阴离子表面活性剂的结构式为:X(CF2CF2)n(CH2)mA 或 X(CF2CFCl)n(CH2)mA;所述X为氢原子,氟原子或氯原子,n为0至10的任一整数,m为0至15的任一整数,A为碳酸盐、硫酸盐、磺酸盐、磷酸盐、碱金属盐或胺盐;
所述非离子表面活性剂包括一端含有亲水基团、一端含有疏水基团的小分子的聚合物或者一端含有亲水基团、一端含有疏水基团的聚合物。
6.根据权利要求3、4或5所述的聚四氟乙烯复合材料的制备方法,其特征是:
所述阴离子表面活性剂为十二烷基硫酸钠或全氟辛酸铵;
所述非离子型表面活性剂为非离子表面活性剂L44或非离子表面活性剂L64。
7.根据权利要求6所述的聚四氟乙烯复合材料的制备方法,其特征是:
所述填料为粒径在1nm~100 μm 之间的微米填料、纳米填料、改性微米填料和改性纳米填料中的至少一种。
8.根据权利要求7所述的聚四氟乙烯复合材料的制备方法,其特征是:
微米填料为玻璃纤维,碳纤维,石墨,炭黑,MoS2,金属粉末或陶瓷粉末;
纳米填料为Ag,Al,Au,Cu,Fe,Mg,Ni,Zn,Ag2O,Al2O3,ZnO,TiO2,SiO2,CaO,ZrO2,Fe2O3,Fe3O4,CuO,Ni2O5,Si3N4,SiC或CaCO 3。
9.根据权利要求8所述的聚四氟乙烯复合材料的制备方法,其特征是:
所述改性微米填料是由微米填料经偶联剂处理后而得,所述改性纳米填料是由纳米填料经偶联剂处理后而得;
偶联剂为烷基硅偶联剂、钛酸酯偶联剂、钼酸酯偶联剂或铝酸酯偶联剂。
10.根据权利要求8所述的聚四氟乙烯复合材料的制备方法,其特征是:所述步骤1)中的水为去离子水。
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