CN103756209A - 一种泵阀用耐磨耐高温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耐磨耐高温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、萤石粉2-3、纳米氮化硅2-3、镁铝尖晶石1-2、碳酸钾2-3、碳化钛晶须3-4、助剂4-5；本发明利用萤石粉、纳米氮化硅、镁铝尖晶石、碳化钛晶须等原料对聚四氟乙烯进行了填充改性处理，使其力学性能得到有效改进，在秉承了聚四氟乙烯本身优良性能的基础上，其硬度、防腐蚀性能、耐磨损性能以及耐高温性能均得到提高，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

一种泵阀用耐磨耐高温改性聚四氟乙烯材料
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耐磨耐高温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，提供一种泵阀用耐磨耐高温改性聚四氟乙烯材料，提升了聚四氟乙烯材料的机械性能，为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种泵阀用耐磨耐高温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、萤石粉2-3、纳米氮化硅2-3、镁铝尖晶石1-2、碳酸钾2-3、碳化钛晶须3-4、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、三氧化钼1-2、纳米陶土10-12、二氧化钛1-2、硅烷偶联剂KH550 1-2、三氧化二铝3-4、硼酸锌1-2、刚玉粉3-4；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。
所述的一种泵阀用耐磨耐高温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）的物料与萤石粉、纳米氮化硅、镁铝尖晶石、碳化钛晶须混合，在水介质中研磨至200-400目，得到的粉体烘干备用；
（3）将碳酸钾研磨至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：利用萤石粉、纳米氮化硅、镁铝尖晶石、碳化钛晶须等多种粉体对聚四氟乙烯进行了填充改性处理，其力学性能得到明显改善，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、防腐蚀性能、耐磨损性能以及耐高温性能均得到有效改善，本发明提供的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、萤石粉3、纳米氮化硅3、镁铝尖晶石2、碳酸钾3、碳化钛晶须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、三氧化钼1、纳米陶土10、二氧化钛2、硅烷偶联剂KH550 1、三氧化二铝4、硼酸锌2、刚玉粉3；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。
所述的一种泵阀用耐磨耐高温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）的物料与萤石粉、纳米氮化硅、镁铝尖晶石、碳化钛晶须混合，在水介质中研磨至400目，得到的粉体烘干备用；
（3）将碳酸钾研磨至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%。此外，本材料在腐蚀性介质，如酸、碱及有机溶剂中仍能长时间保持良好的性能。

Claims (2)

1.一种泵阀用耐磨耐高温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、萤石粉2-3、纳米氮化硅2-3、镁铝尖晶石1-2、碳酸钾2-3、碳化钛晶须3-4、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、三氧化钼1-2、纳米陶土10-12、二氧化钛1-2、硅烷偶联剂KH550 1-2、三氧化二铝3-4、硼酸锌1-2、刚玉粉3-4；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所述的一种泵阀用耐磨耐高温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）的物料与萤石粉、纳米氮化硅、镁铝尖晶石、碳化钛晶须混合，在水介质中研磨至200-400目，得到的粉体烘干备用；
（3）将碳酸钾研磨至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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