CN103112182B - 一种高防水无缝聚四氟乙烯膨化板材及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于航空航天密封材料技术领域，具体公开了一种无缝膨化聚四氟乙烯结构密封板材及其制备方法。本发明的制备方法包括混料、预成型、推压、压延、干燥、膨化、粘合等工艺步骤。使用本发明制备获得的聚四氟乙烯结构密封板材，具有良好的化学稳定性、电绝缘性、自润滑性、克服了纯聚四氟乙烯密封材料的冷流性（蠕变），不会随着时间而硬化或脆化（弹性好）以及耐高低温-240℃～260℃的特性，适用于各种形状的平面密封，是尖端科学和现代工业不可缺少的重要材料。

Description

一种高防水无缝聚四氟乙烯膨化板材及其制备方法

技术领域

本发明属于密封材料技术领域，更具体是涉及一种用于航空航天密封材料领域的高防水无缝聚四氟乙烯膨化板材及其制备方法。

背景技术

膨化聚四氟乙烯新型结构密封板材是国际上近年来新开发的航空、航天飞行器用密封材料。它是由聚四氟乙烯材料经多向拉伸（即膨化处理）、压延、热处理等工艺而形成的一种多孔材料。从外观上看，材料的表面平整、柔软，但是在扫描电镜下可以看到材料的内部存在大量2μm～25μm的微孔，其孔隙率可占到60%以上。这一材料具有以下特点：无危害、重量轻、耐腐蚀、耐环境变化，克服了纯聚四氟乙烯密封材料的冷流性（蠕变），适用于各种负载下的平面结构密封。该材料密封均匀、耐老化、弹性好、不会随着时间而硬化或脆化，使用温度范围从-240℃～260℃，因此是一种非常理想的航空、航天飞行器用的密封材料。

随着我国航空航天事业的迅速发展，膨化聚四氟乙烯密封板材的使用量和使用范围也正在不断扩大，应用的部分包括飞机的各检查、检查口、气液部件连接处等。随着发展船舶和汽车等制造业，这一产品的应用将进一步推广。目前国内外还没有关于航空航天飞行器用膨化聚四氟乙烯密封板材制备方法的报道。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的不足，提供一种用于航空航天密封材料领域的具有高防水功能的无缝聚四氟乙烯膨化板材。

本发明的另一目的在于提供该无缝聚四氟乙烯膨化板材的制备方法。

为达到上述目的，本发明采取了如下的技术方案：

一种高防水无缝聚四氟乙烯膨化板材的制备方法，包括如下步骤：

（1）混料；

（2）预成型；

（3）推压；

（4）压延；

（5）干燥；

（6）膨化；

（7）粘合。

上述技术方案中，所述的混料步骤为：

将聚四氟乙烯分散树脂粉末加入烃类助挤剂混合，在50-70℃下静置24小时，使助挤剂充分渗透入纳米银抗菌剂和聚四氟乙烯分散树脂的混合物，形成物料。

上述技术方案中，所述的预成型步骤为：

将两个或以上的物料在40-50℃下预压成Q120mm的圆柱形坯。

上述技术方案中，所述的推压步骤为：

将所述圆柱形坯在推压机上，55-60℃条件下推压成Q12-Q22mm的圆条。

上述技术方案中，所述的压延步骤为：

将所述圆条在压延机上，于70℃条件下压延成含油基带。

上述技术方案中，所述的干燥及膨化步骤为：

将所述基带在260℃~280℃下脱脂，去除助挤剂，并进行第一次纵向拉伸，拉伸倍数为3-6倍后成为脱脂基带；

将所述脱脂基带，在280℃-300℃下进行第二次纵向拉伸，拉伸倍率为4-8倍，获得纵向拉伸基础膜。

上述技术方案中，所述的粘合步骤为：

将聚四氟乙烯基础膜进行无空隙层层叠加,由360°以上高温热压粘合成聚四氟乙烯膨化板材。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

本发明方法制备得到的聚四氟乙烯密封板材，具有无危害、重量轻、耐腐蚀、耐环境变化，适用于各种形状的平面密封、在各种负载情况下密封均匀、耐老化、弹性好、不会随着时间而硬化或脆化，其使用温度范围从-240℃~260℃等。

具体实施方式

以下结合具体实施例来对本发明作进一步的描述。

实施例1

一种高防水无缝聚四氟乙烯膨化板材的制备方法，包括如下步骤：

（1）混料

将中昊晨光化学品216G分散聚四氟乙烯树脂粉末混合，然后加入航空煤油作为烃类助溶剂；两者按重量比为1:0.25的比列充分混合；在50℃下，静置24小时。

（2）制坯、挤出、压延

将混合物料在50℃预压成Q120mm的圆柱形坯，将坯在推压机55℃条件下抗压，成Q22mm的圆条，将圆条在压延机70℃条件下压延成含油基带，厚度为150微米。

（3）脱脂，纵拉伸

将含油基带在260℃下脱脂，去除助挤剂，并进行第一次纵向拉伸，拉伸倍数为4倍；成为脱脂基带。

（4）纵向拉伸

将脱脂基带，在280℃下进行第二次纵向拉伸，获得纵向拉伸基础膜。

（5）横向拉伸和烧结固化

在拉膜机上，120℃下横向拉伸，然后在360℃下烧结固化50秒，制备厚度为20-40微米的聚四氟乙烯微孔膜。

（6）高温热压粘合

把聚四氟乙烯基础膜用高温进行一层层叠加粘合后，制备厚度为0.3毫米以上的聚四氟乙烯膨化板材。

本实施例制备的板材可以从0.3毫米到9毫米之间。

实施例2

一种高防水无缝聚四氟乙烯膨化板材的制备方法，包括如下步骤：

（1）混料：

将东岳公司出产的204分散树脂粉末混合，然后加入埃克森美孚公司的ISOPARK作为烃类助溶剂；三者按重量比为1:0.28的比列混合；在50℃下，静置24小时。

（2）制坯、挤出、压延

将混合物料，在50℃预压成Q120mm的圆柱形坯，将坯在推压机60℃条件下推压成Q20mm的圆条，将圆条在压延机70℃条件下压延成含油基带，厚度为120微米。

（3）脱脂，纵拉伸

将含油基带在260℃下脱脂，去除助挤剂，并进行第一次纵向拉伸，拉伸倍数为4倍；成为脱脂基带。

（4）纵向拉伸

将脱脂基带，在280℃下进行第二次纵向拉伸，获得纵向拉伸基础膜。

（5）横向拉伸和烧结固化

在拉膜机上，120℃下横向拉伸，然后在360℃下烧结固化50秒，制备厚度为20-40微米的聚四氟乙烯微孔膜。

（6）高温热压粘合

把聚四氟乙烯基础膜用高温热压进行一层层叠加粘合后，制备厚度为0.3毫米以上的聚四氟乙烯膨化板材。

本实施例制备的板材可以从0.3毫米到9毫米之间。

传统的聚四氟乙烯材料密度为2.16-2.2g/cm³，而本发明中实施例1及实施例2所制备得到的膨化聚四氟乙烯密封板材是一种供航空航天飞行器用的高性能密封板材，其主要力学性能指标：相对密度大于0.4g/cm²，拉伸强度≥10MPa，断裂伸长率≥150%，收缩率≤2%，膨化度高于60%。

Claims (2)

1.一种高防水无缝聚四氟乙烯膨化板材的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)混料，所述的混料步骤为：将聚四氟乙烯分散树脂粉末加入烃类助挤剂混合，在50-70℃下静置24小时，使助挤剂充分渗透入纳米银抗菌剂和聚四氟乙烯分散树脂的混合物，形成物料；

(2)预成型，所述的预成型步骤为：将两个或以上的物料在40-50℃下预压成Q120mm的圆柱形坯；

(3)推压，所述的推压步骤为：将所述圆柱形坯在推压机上，55-60℃条件下推压成Q12-Q22mm的圆条；

(4)压延，所述的压延步骤为：将所述圆条在压延机上，于70℃条件下压延成含油基带；

(5)干燥，将所述基带在260℃～280℃下脱脂，去除助挤剂；

(6)膨化，去除助挤剂后并进行第一次纵向拉伸，拉伸倍数为3-6倍后成为脱脂基带；将所述脱脂基带，在280℃-300℃下进行第二次纵向拉伸，拉伸倍率为4-8倍，获得纵向拉伸基础膜；

(7)粘合，所述的粘合步骤为：将聚四氟乙烯基础膜进行无空隙层层叠加后至所需厚度，再由360°以上高温热压粘合成聚四氟乙烯膨化板材。

2.权利要求1所述的一种高防水无缝聚四氟乙烯膨化板材的制备方法所制备得到的高防水无缝聚四氟乙烯膨化板材。