CN103756206A - 一种泵阀用石墨烯改性聚四氟乙烯材料 - Google Patents
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Abstract
本发明属于高分子材料领域,具体涉及一种泵阀用石墨烯改性聚四氟乙烯材料,该材料由以下重量份的原料制成:聚四氟乙烯100、石墨烯2-3、纳米陶土3-4、硫酸铝1-2、纳米碳化硅2-5、助剂4-5;本发明利用石墨烯、纳米陶土、纳米碳化硅等原料对聚四氟乙烯进行了改性处理,使其力学性能得到改善,在秉承了聚四氟乙烯本身优良性能的基础上,其硬度、韧性、耐高温性能、抗磨损性能等指标得到提高,本发明材料制备得到的泵、阀门用器件,使用寿命长,安全可靠。
Description
技术领域
本发明属于高分子材料领域,具体涉及一种泵阀用石墨烯改性聚四氟乙烯材料及其制备方法。
背景技术
聚四氟乙烯材料具有摩擦系数小、不吸水、难燃、耐腐蚀等优异性能特征,在泵阀中主要用作隔膜、密封件、密封摩擦副等多种器件,然而在实际的应用过程中,聚四氟乙烯存在线膨胀系数大、尺寸稳定性差、导热差、易冷流、不易成型等缺点,使其在使用过程中存在缺陷,严重影响泵和阀门的性能,因此,需要对聚四氟乙烯进行改性处理,改善其性能缺点,扩大使用范围,延长使用寿命,确保泵和阀门的正常工作。
发明内容
本发明的目的在于,提供一种泵阀用石墨烯改性聚四氟乙烯材料,提升了聚四氟乙烯材料的力学性能,为了实现上述目的,本发明采用的技术方案如下:
一种泵阀用石墨烯改性聚四氟乙烯材料,其特征在于,本发明材料由以下重量份的原料制成:聚四氟乙烯100、石墨烯2-3、纳米陶土3-4、硫酸铝1-2、纳米碳化硅2-5、助剂4-5。
所述的助剂由以下重量份的原料制成:凹凸棒土30-35、粘土12-15、氯化亚铜2-3、石墨烯1-2、氧化锌5-6、玉石4-5、3-氨丙基三甲氧基硅烷2-3、氮化铝粉4-5、秸秆灰烬1-2、二甲基氧化锡1-2、茶多酚1-2;其制备方法是将凹凸棒土、粘土放入煅烧炉中在800-830℃下煅烧3-4小时,取出冷却,粉碎,放入12-15%盐酸水溶液中,浸泡1-2小时,过滤,用清水洗涤,烘干即得;将烘干的粉末与其它剩余原料混合,研磨分散2-3小时,即得。
所述的一种泵阀用石墨烯改性聚四氟乙烯材料,其生产工艺为:
(1)将聚四氟乙烯粉碎备用;
(2)将(1)的物料与石墨烯、纳米陶土、纳米碳化硅混合,在水作为介质的条件下研磨至200-400目,得到的粉体烘干备用;
(3)将硫酸铝研磨至200-400目,与助剂一起加入(2)的物料中,搅拌混合均匀后,经模压成型、高温烧结、机加工即得。
本发明的优点在于:利用石墨烯、纳米陶土、纳米碳化硅等原料对聚四氟乙烯进行了补强改性处理,使其机械性能得到改善,制备的材料不仅秉承了聚四氟乙烯本身优良的性能,其硬度、韧性、耐高温性能、抗磨损性能等指标均得到提高,该改性聚四氟乙烯材料制备的泵、阀门用器件,使用寿命长,安全可靠。
具体实施方式
实施例
本实施例材料由以下重量份原料制成:聚四氟乙烯100、石墨烯3、纳米陶土4、硫酸铝2、纳米碳化硅4、助剂5。
所述的助剂由以下重量份的原料制成:凹凸棒土30、粘土12、氯化亚铜2、石墨烯1、氧化锌5、玉石4、3-氨丙基三甲氧基硅烷2、氮化铝粉5、秸秆灰烬2、二甲基氧化锡1、茶多酚1;其制备方法是将凹凸棒土、粘土放入煅烧炉中在800-830℃下煅烧3-4小时,取出冷却,粉碎,放入12-15%盐酸水溶液中,浸泡1-2小时,过滤,用清水洗涤,烘干即得;将烘干的粉末与其它剩余原料混合,研磨分散2-3小时,即得。
所述的一种泵阀用石墨烯改性聚四氟乙烯材料,其生产工艺为:
(1)将聚四氟乙烯粉碎备用;
(2)将(1)的物料与石墨烯、纳米陶土、纳米碳化硅混合,在水作为介质的条件下研磨至400目,得到的粉体烘干备用;
(3)将硫酸铝研磨至400目,与助剂一起加入(2)的物料中,搅拌混合均匀后,经模压成型、高温烧结、机加工即得。
本发明材料的主要技术参数如下:
平均磨耗系数为2.3×10-5g/h,压缩强度48MPa,压缩弹性模量1466MPa,弯曲强度18MPa,质量磨损率0.21%,热膨胀系数(室温~250℃ )11.6(10-5/℃ ),永久变形率0.8%。
Claims (2)
1.一种泵阀用石墨烯改性聚四氟乙烯材料,其特征在于,该材料由以下重量份的原料制成:聚四氟乙烯100、石墨烯2-3、纳米陶土3-4、硫酸铝1-2、纳米碳化硅2-5、助剂4-5;
所述的助剂由以下重量份的原料制成:凹凸棒土30-35、粘土12-15、氯化亚铜2-3、石墨烯1-2、氧化锌5-6、玉石4-5、3-氨丙基三甲氧基硅烷2-3、氮化铝粉4-5、秸秆灰烬1-2、二甲基氧化锡1-2、茶多酚1-2;其制备方法是将凹凸棒土、粘土放入煅烧炉中在800-830℃下煅烧3-4小时,取出冷却,粉碎,放入12-15%盐酸水溶液中,浸泡1-2小时,过滤,用清水洗涤,烘干即得;将烘干的粉末与其它剩余原料混合,研磨分散2-3小时,即得。
2.如权利要求1所述的一种泵阀用石墨烯改性聚四氟乙烯材料,其生产工艺为:
(1)将聚四氟乙烯粉碎备用;
(2)将(1)的物料与石墨烯、纳米陶土、纳米碳化硅混合,在水作为介质的条件下研磨至200-400目,得到的粉体烘干备用;
(3)将硫酸铝研磨至200-400目,与助剂一起加入(2)的物料中,搅拌混合均匀后,经模压成型、高温烧结、机加工即得。
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