CN105906997A - 防止制作聚四氟乙烯件被开裂的方法 - Google Patents
防止制作聚四氟乙烯件被开裂的方法 Download PDFInfo
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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Abstract
本发明涉及一种防止制作聚四氟乙烯件被开裂的方法，其包括以下步骤：首先将碳纤和/或碳粉填充到聚四氟乙烯内与其进行混合，然后将混合的物料放入模具内并以20‑35Mpa的压力挤压成半成品毛坯，然后将半成品毛坯放入炉内进行烧结，且在烧结过程中，先将炉内温度升温到100℃‑152℃，并保持2‑12小时，再将炉内温度提升至330℃‑380℃，保温时间为10‑16小时后制成聚四氟乙烯成型件。用该方法制作聚四氟乙烯件的过程中，在加工半成品毛坯时可以使水蒸汽全部排放出，所以，该种制作聚四氟乙烯成型件的方法不会使其产生开裂，且可降低制作成本。
Description
技术领域
本发明涉及一种防止制作聚四氟乙烯件被开裂的方法。
背景技术
聚四氟乙烯是一种高分子材料，用其制作的成型件具有抗酸、抗碱、不溶于所有溶剂，特别是还具有耐高低温、耐腐蚀、耐气候、高润滑、无毒害、电绝缘等特性，尤其作为密封件已经得到越来越广泛的应用。虽然聚四氟乙烯材料被广泛地应用，即使其出厂标准的含水量低于
0.04%
，但由于聚四氟乙烯在储存和运输等过程中，随着季节变化和地区空气温度不同，极易使聚四氟乙烯的含水量大于
0.04%
，而在加工半成品毛坯的过程中，水份不可避免地存留在半成品毛坯内，当将半成品毛坯制作成型件通常在
375
℃的高温下进行烧结，该烧结的过程中可使存留的微量水份在温度逐渐升高的过程中会变成水蒸汽后进行膨胀，其温度逐渐升高可使膨胀力逐渐增大，所以，该种制作聚四氟乙烯成型件极易使产品开裂，且开裂的产品是种废品，特别是大规格及大壁厚产品如果开裂，其经济损失非常严重。
中国专利
102558722A
号公开的名称为“填充有石墨和玻璃纤维的聚四氟乙烯材料及其制造方法”给出一种解决方案。该种填充有石墨和玻璃纤维的聚四氟乙烯材料是由聚四氟乙烯和作为填充剂的石墨和玻璃纤维以
100
∶
1-10
∶
10-30
的重量比共混后经挤压及烧结而制成；其制造方法包括将聚四氟乙烯和作为填充剂的石墨和玻璃纤维以
100
：
1-10
∶
10-30
的重量比在混料机中共混
1-3
分钟而制成混配料；在由外模、上压模和下压模组成的普通模具内部空间中放入上述混配料，然后在
5-20Mpa
的压强、
15-30
毫米
/min
的加压速率下保压
6-20min
而完成压制成型，之后卸压、出模而得到半成品毛坯；将上述半成品毛坯放入烧结炉中进行烧结即可制成所述的填充有石墨和玻璃纤维的聚四氟乙烯材料。该专利虽然提出在充分利用聚四氟乙烯材料优异性能的基础上，通过填充石墨、玻璃纤维来改善其耐磨耗、耐蠕变、硬度、热传导以及线膨胀系数等方面的性能，并且有效地利用聚四氟乙烯的滑动特性，更好地发挥无油润滑、密封性能，但根据聚四氟乙烯的属性可知其导热很慢，不易使半成品毛坯内的水份逸出，特别是随着半成品毛坯升温的温度超过
152
℃以上可将水份产生微量水蒸气，当温度超过
180
℃以上时，水蒸气的膨胀力是原体积的
1600
倍，特别是水份变成蒸汽蒸发后可使预成型件膨胀产生微小孔隙，如果没有将炉内温度在
152
℃以内来保持一定时间，不易使蒸汽全部排放出，极易使成型件产生多个微孔，所以，其采用石墨和玻璃纤维去除聚四氟乙烯物料内的水不易达到理想的技术效果。
发明内容
本发明的目的是提供一种利用将水份挥发逸出的物料和用保温时间排水蒸汽的方式解决产生废品问题的防止制作聚四氟乙烯件被开裂的方法。
本发明所提出的防止制作聚四氟乙烯件被开裂的方法包括以下步骤：首先将碳纤和
/
或碳粉填充到聚四氟乙烯内与其进行混合，然后将混合的物料放入模具内并以
20-35Mpa
的压力挤压成半成品毛坯，然后将半成品毛坯放入炉内进行烧结，且在烧结过程中，先将炉内温度升温到
100
℃
-152
℃，并保持
2-12
小时，再将炉内温度提升至
330
℃
-380
℃，保温时间为
10-16
小时后制成聚四氟乙烯成型件。其中，碳纤和碳粉均具有耐高温和导热的性能，当将聚四氟乙烯材料制成半成品毛坯后在烧结过程中，炉内温度升温到
100
℃以上时水份变成蒸汽开始蒸发，而因温度大于
152
℃时会使水蒸汽产生较大的压力，所以，将炉内温度先保持
2-12
小时可严格控制升温速度，随着时间的延长和缓慢升温，促使水蒸汽以较低的压力缓慢逸出。
所述填充到聚四氟乙烯内的物料中，采用碳纤或碳粉所添加的质量分别是聚四氟乙烯质量的
1-8%
。
所述填充到聚四氟乙烯内的物料中，采用碳纤和碳粉所添加的质量分别为：碳纤是聚四氟乙烯质量的
0.4-3%
，碳粉是聚四氟乙烯质量的
0.6-5%
。
所述制作聚四氟乙烯成型件的过程中，制作
30
毫米壁厚的聚四氟乙烯成型件，炉内温度升温到
100
℃
-152
℃时保持
2-3
小时；制作
30-60
毫米壁厚的聚四氟乙烯成型件，炉内温度升温到
100
℃
-152
℃时保持
3-4
小时；制作
60-100
毫米壁厚的聚四氟乙烯成型件，炉内温度升温到
100
℃
-152
℃时保持
4-6
小时；制作
100-200
毫米壁厚的聚四氟乙烯成型件，炉内温度升温到
100
℃
-152
℃时保持
6-12
小时；制作
200-500
毫米壁厚的聚四氟乙烯成型件，炉内温度升温到
100
℃
-152
℃时保持
12-25
小时。
本发明所提出的防止制作聚四氟乙烯件被开裂的方法中利用碳纤和碳粉的耐高温和导热性能非常理想，而聚四氟乙烯物料导热与其相比较慢，当将炉内温度升温到
100
℃
-152
℃时保持
6-12
小时的过程中可以使水蒸汽全部排放出，致使聚四氟乙烯半成品毛坯在高温烧结的过程中因无水份和无水蒸汽产生压力，所以，该种制作聚四氟乙烯成型件的方法不会使其产生开裂；同时根据制作聚四氟乙烯成型件的壁厚来既定其炉内温度升温的保持时间，该种保持时间的方式即可降低制作成本，又可防止聚四氟乙烯成型件产生开裂。
具体实施方式
:
首先往聚四氟乙烯物料内添加碳纤或碳粉，也可添加碳纤和碳粉这两种物料，其中，所添加的碳纤和
/
或碳粉的质量可根据聚四氟乙烯内的水含量来确定，在通常情况下，如果聚四氟乙烯物料内的水含量是其质量的
0.04-0.08%
，可以向聚四氟乙烯物料内添加质量为
1-2%
的碳纤或添加质量为
1-2%
的碳粉或添加碳纤
0.4-0.8%
和碳粉
0.6-1.2%
，如果聚四氟乙烯物料内的水含量是其质量的
0.08-2%
，可以向聚四氟乙烯物料内添加质量为
2-8%
的碳纤或添加质量为
2-8%
的碳粉或添加碳纤
0.8-3%
和碳粉
1.2-5%
；另外，因聚四氟乙烯物料中的水含量大于其质量很少大于
2%
，可按现有技术将水排出，而排出水也小于或等于
2%
，此时可向聚四氟乙烯物料内添加质量为
8%
的碳纤或添加质量为
8%
的碳粉或添加
3%
的碳纤和
5%
的碳粉。
当将碳纤和
/
或碳粉填充到聚四氟乙烯内与其进行混合后，然后将混合的物料放入模具内将其挤压成半成品毛坯，其挤压的压力可根据制作聚四氟乙烯成型件的壁厚来确定，如成型件的壁厚小于或等于
30
毫米，可采用
20Mpa
来制作半成品毛坯，而成型件的壁厚大于或等于
500
毫米壁厚，可采用
35Mpa
来制作半成品毛坯，特别是成型件的壁厚在
30-500
毫米，可采用
20-35Mpa
来制作半成品毛坯；当采用上述的压力制成半成品毛坯后，将半成品毛坯放入炉内进行烧结，在烧结过程中，先将炉内温度升温到
100
℃
-152
℃，并保持
2-12
小时，其中，对于制作聚四氟乙烯成型件的壁厚来确定其保温时间，如制作
30
毫米壁厚的聚四氟乙烯成型件保温时间为
2-3
小时，制作
30-60
毫米壁厚的聚四氟乙烯成型件保温时间为
3-4
小时，制作
60-100
毫米壁厚的聚四氟乙烯成型件保温时间为
4-6
小时，制作
100-200
毫米壁厚的聚四氟乙烯成型件保温时间为
6-12
小时，制作
200-500
毫米壁厚的聚四氟乙烯成型件保温时间为
12-25
小时；当将半成品毛坯内的水蒸汽去除后，再将炉内温度提升至
330
℃
-380
℃，保温时间为
10-16
小时后制成聚四氟乙烯成型件，其中，炉内温度从
152
℃升温到
330
℃的过程中，每小时升温
10-20
℃。用上述方法制作出的聚四氟乙烯成型件其密度较大和表面光滑，且具有无孔、无裂纹和无缝隙等技术效果，不会使聚四氟乙烯成型件产生开裂。
Claims (4)
1.防止制作聚四氟乙烯件被开裂的方法，其特征在于包括以下步骤：首先将碳纤和/或碳粉填充到聚四氟乙烯内与其进行混合，然后将混合的物料放入模具内并以20-35Mpa的压力挤压成半成品毛坯，然后将半成品毛坯放入炉内进行烧结，且在烧结过程中，先将炉内温度升温到100℃-152℃，并保持2-12小时，再将炉内温度提升至330℃-380℃，保温时间为10-16小时后制成聚四氟乙烯成型件。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述填充到聚四氟乙烯内的物料中，采用碳纤或碳粉所添加的质量分别是聚四氟乙烯质量的1-8%。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述填充到聚四氟乙烯内的物料中，采用碳纤和碳粉所添加的质量分别为：碳纤是聚四氟乙烯质量的0.4-3%，碳粉是聚四氟乙烯质量的0.6-5%。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述制作聚四氟乙烯成型件的过程中，制作30毫米壁厚的聚四氟乙烯成型件，炉内温度升温到100℃-152℃时保持2-3小时；制作30-60毫米壁厚的聚四氟乙烯成型件，炉内温度升温到100℃-152℃时保持3-4小时；制作60-100毫米壁厚的聚四氟乙烯成型件，炉内温度升温到100℃-152℃时保持4-6小时；制作100-200毫米壁厚的聚四氟乙烯成型件，炉内温度升温到100℃-152℃时保持6-12小时；制作200-500毫米壁厚的聚四氟乙烯成型件，炉内温度升温到100℃-152℃时保持12-25小时。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| CN201610359347.4A Pending CN105906997A (zh) | 2016-05-27 | 2016-05-27 | 防止制作聚四氟乙烯件被开裂的方法 |
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Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101885887A (zh) * | 2010-07-12 | 2010-11-17 | 天津市天塑滨海氟塑料制品有限公司 | 填充有碳纤维的聚四氟乙烯材料及其制造方法 |
| CN102558722A (zh) * | 2011-12-26 | 2012-07-11 | 天津市天塑滨海氟塑料制品有限公司 | 填充有石墨和玻璃纤维的聚四氟乙烯材料及其制造方法 |
| CN102558845A (zh) * | 2010-12-28 | 2012-07-11 | 合肥杰事杰新材料股份有限公司 | 一种铸型尼龙板材及其制备方法 |
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2016
- 2016-05-27 CN CN201610359347.4A patent/CN105906997A/zh active Pending
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| 唐磊等主编: "《轻量化材料技术》", 31 January 2014, 北京：国防工业出版社 * |
| 曾黎明编著: "《功能复合材料及其应用》", 31 July 2007, 北京：化学工业出版社 * |
| 毛庆传著: "《电线电缆手册 第2册 第2版 增订本》", 30 April 2014, 北京：机械工业出版社 * |
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