CN103421261A - 超厚高弹性聚四氟乙烯密封板及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种超厚高弹性聚四氟乙烯密封板，其特征在于：其组成和配比为：聚四氟乙烯树脂与助剂重量比为：100：10-100：30之间，其助剂采用溶剂油；所述的聚四氟乙烯树脂为悬浮细粉料，通过筛选，其粒度要求在15μm以下；所述的溶剂油比重为0.781，沸点为207-257℃。经过过筛、混料、烘料、打坯、挤出、压延、脱脂、拉伸、双向拉伸和高温层压定型工艺获得。本发明技术方案具有以下有益效果：1、本发明依据PTFE材料的基本特性，通过生产工艺流程的优化创新，来改变PTFE薄膜孔隙率，降低材料的相对密度，降低压缩率，提高回弹率。2、密封板是由多层软性纤维PTFE薄膜层压定型制得，其最终厚度可根据使用需要，来控制层压的层数而实现。

Description

超厚高弹性聚四氟乙烯密封板及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种聚四氟乙烯密封板，具体为一种超厚高弹性聚四氟乙烯密封板。

背景技术

聚四氟乙烯（Polytetrafluoroethene，一般称作“不粘涂层”或“易洁镬物料”；是一种使用了氟取代聚乙烯中所有氢原子的人工合成高分子材料。这种材料具有抗酸抗碱、抗各种有机溶剂的特点，几乎不溶于所有的溶剂。同时，聚四氟乙烯具有耐高温的特点，它的摩擦系数极低，所以可作润滑作用之余，亦成为了易洁镬和水管内层的理想涂料。

它的产生解决了化工、石油、制药等领域的许多问题。聚四氟乙烯密封件、垫圈、垫片.聚四氟乙烯密封件、垫片、密封垫圈是选用悬浮聚合聚四氟乙烯树脂模塑加工制成。聚四氟乙烯与其他塑料相比具有耐化学腐蚀的特点，它已被广泛地应用作为密封材料和填充材料。

聚四氟乙烯密封板是由多层软性纤维PTFE薄膜层压定型制得，其最终厚度可根据使用需要，来控制层压的层数而实现。

现有的PTFE密封板材存在着过硬、恢复性差、热膨胀系数大、蠕变后易失效等缺点。

发明内容

本发明公开了一种超厚高弹性聚四氟乙烯密封板，以解决现有技术的上述问题。

本发明的另一个目的是提供这种聚四氟乙烯密封板的制备方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种超厚高弹性聚四氟乙烯密封板，其组成和配比为：聚四氟乙烯树脂与助剂重量比为：100：10-100：30之间，其助剂采用溶剂油。

所述的聚四氟乙烯树脂为悬浮细粉料，通过筛选，其粒度要求在15μm以下，具有分子量高、拉伸强度高、标准相对密度低、热不稳定性指数低、清洁度好等特点，利于配混，经过试验能满足性能要求。

所述的溶剂油比重为0.781，沸点为207-257℃。

上述超厚高弹性聚四氟乙烯密封板的制备方法，其步骤如下：

1）将聚四氟乙烯树脂与助剂的混合充分，在拌料机内搅拌均匀，其均匀度将影响薄膜的性能。

2）预成形工艺

聚四氟乙烯密封板不是采用传统的烧结成形法，而且是采用助剂挤压成型、压延、又向拉伸与二次层压成型相结合的工艺。聚四氟乙烯采用助剂挤压成型前要先经过预成型工艺，将混合均匀的物料放在推压机的模腔内压制成坯体，其预成型工艺条件:压力2.5-3.8MPa,压缩速度45-75mm/min,时间控制在1-8min。

3）挤压和压延加工

挤压。将预成型的坯体放入推压机的模腔内进行推压，在挤出口得到棒材，推压速度与挤出口模具的长度与直径比有关，推压的条件为：推压速度控制在0.6-1.2m/s,挤出口模具长度与直径比控制在4-10，推压口模的温度控制在45-65℃。

压延。将挤出后的棒材经过辊筒压延，根据幅宽需要，制得所需宽度和厚度的带材，压延条件为:压片速度控制在380-650rpm，辊筒温度控制在65-85℃。

4）干燥工艺

压延成型的带材要通过干燥工艺来去除添加的助剂，为以双向拉伸时纤维软化及网格扩散留出空间。干燥温度控制在120-180℃，干燥后得到聚四氟乙烯基膜，孔隙率控制在25-35%。

5）双向拉伸工艺

本项目开发过程中采用将聚四氟乙烯基膜双向快速拉伸的方法，实现基膜均匀变薄。拉伸过程中使聚四氟乙烯基膜中的纤维的位移与空气产生摩擦，产生一定强度的静电场，使空气即刻被充入到孔隙中去，空气的充入量与纤维内的孔隙率有关，拉伸倍数控制在3-8倍，拉伸温度控制在200-250℃。

6）层压定型工艺

将双向拉伸后的聚四氟乙烯基膜层叠在模板上，模板又可防止板材在定型时受热收缩，将模板放到成型机的模具内定位，控制层压定型加工后板材的厚度。加温加压，使聚四氟乙烯基膜层层叠加，熔为一体，层压定型的工艺条件为：压力控制在压力0-0.8MPa，温度控制在300-350℃，保温时间根据板材厚度而定，2.5-4mm板材的保温时间控制在30-50min，4.5-7mm板材的保温时间控制在50-70min。

本发明技术方案中，聚四氟乙烯基膜的制造与基膜双向拉伸和层压定型是关键。制造工艺中压力与温度的选择是高弹性性能决定因素，压力过大使软性纤维化聚四氟乙烯板材膨化度下降，相对密度增加，但压力过小就会使聚四氟乙烯板材分层。就温度而言，如果温度太高会使聚四氟乙烯易收缩分解，收缩造成膨化度下降，如果高温分解将产生有害气体；温度太低，聚四氟乙烯基膜又不能熔为一体。

本发明技术方案具有以下有益效果：

1、本项目开发依据是PTFE材料的基本特性，通过生产工艺流程的优化创新，来改变PTFE薄膜孔隙率，降低材料的相对密度，降低压缩率，提高回弹率。

2、密封板是由多层软性纤维PTFE薄膜层压定型制得，其最终厚度可根据使用需要，来控制层压的层数而实现。

具体实施方式

下面结合具体实施例进一步阐述本发明的技术特点。

实施例的制备方法如下：

1）将聚四氟乙烯树脂与助剂的混合充分，在拌料机内搅拌均匀；

2）预成形工艺：将混合均匀的物料放在推压机的模腔内压制成坯体，其预成型工艺条件:压力2.5-3.8MPa,压缩速度45-75mm/min,时间控制在1-8min；

3）挤压和压延加工：

挤压：将预成型的坯体放入推压机的模腔内进行推压，在挤出口得到棒材，推压速度控制在0.6-1.2m/s,挤出口模具长度与直径比控制在4-10，推压口模的温度控制在45-65℃；

压延：将挤出后的棒材经过辊筒压延，根据幅宽需要，制得所需宽度和厚度的带材，压片速度控制在380-650rpm，辊筒温度控制在65-85℃；

4）干燥工艺：

压延成型的带材要经过干燥工艺来去除添加的助剂，干燥温度控制在120-180℃，干燥后得到聚四氟乙烯基膜，孔隙率控制在25-35%。

5）双向拉伸工艺：

采用将聚四氟乙烯基膜双向快速拉伸的方法，实现基膜均匀变薄，拉伸倍数控制在3-8倍，拉伸温度控制在200-250℃；

6）层压定型工艺

将双向拉伸后的聚四氟乙烯基膜层叠在模板上，控制层压定型加工后板材的厚度，加温加压，使聚四氟乙烯基膜层层叠加，熔为一体；压力控制在压力0-0.8MPa，温度控制在300-350℃，保温时间根据板材厚度而定，2.5-4mm板材的保温时间控制在30-50min，4.5-7mm板材的保温时间控制在50-70min。

实施例1-5中，聚四氟乙烯树脂与助剂重量比为：100:10、100:15、100:20、100:25、100:30。

压缩率、回弹率测试数据的测试方法按照GB/T1041-2008塑料压缩性能测定，实施例1-5和对比例1的聚四氟乙烯密封板测定数据如下表所示：

由此可见，本发明的配方和制备方法获得的密封板，压缩率大大降低，而回弹率又有所提高，取得了预料不到的技术效果。

Claims (2)

1.一种超厚高弹性聚四氟乙烯密封板，其特征在于：其组成和配比为：聚四氟乙烯树脂与助剂重量比为：100：10-100：30之间，其助剂采用溶剂油；

所述的聚四氟乙烯树脂为悬浮细粉料，通过筛选，其粒度要求在15μm以下；

所述的溶剂油比重为0.781，沸点为207-257℃。

2.一种制备权利要求1所述超厚高弹性聚四氟乙烯密封板的方法，其特征在于：其步骤如下：

1）将聚四氟乙烯树脂与助剂的混合充分，在拌料机内搅拌均匀；

2）预成形工艺：将混合均匀的物料放在推压机的模腔内压制成坯体，其预成型工艺条件:压力2.5-3.8MPa,压缩速度45-75mm/min,时间控制在1-8min；

3）挤压和压延加工：

挤压：将预成型的坯体放入推压机的模腔内进行推压，在挤出口得到棒材，推压速度控制在0.6-1.2m/s,挤出口模具长度与直径比控制在4-10，推压口模的温度控制在45-65℃；

压延：将挤出后的棒材经过辊筒压延，根据幅宽需要，制得所需宽度和厚度的带材，压片速度控制在380-650rpm，辊筒温度控制在65-85℃；

4）干燥工艺：

压延成型的带材要经过干燥工艺来去除添加的助剂，干燥温度控制在120-180℃，干燥后得到聚四氟乙烯基膜，孔隙率控制在25-35%。

5）双向拉伸工艺：

采用将聚四氟乙烯基膜双向快速拉伸的方法，实现基膜均匀变薄，拉伸倍数控制在3-8倍，拉伸温度控制在200-250℃；

6）层压定型工艺

将双向拉伸后的聚四氟乙烯基膜层叠在模板上，控制层压定型加工后板材的厚度，加温加压，使聚四氟乙烯基膜层层叠加，熔为一体；压力控制在压力0-0.8MPa，温度控制在300-350℃，保温时间根据板材厚度而定，2.5-4mm板材的保温时间控制在30-50min，4.5-7mm板材的保温时间控制在50-70min。