CN107322944A - 一种聚四氟乙烯管材、其制备方法及应用 - Google Patents

一种聚四氟乙烯管材、其制备方法及应用 Download PDF

Info

Publication number
CN107322944A
CN107322944A CN201710371569.2A CN201710371569A CN107322944A CN 107322944 A CN107322944 A CN 107322944A CN 201710371569 A CN201710371569 A CN 201710371569A CN 107322944 A CN107322944 A CN 107322944A
Authority
CN
China
Prior art keywords
tubing
dispersed polytetrafluoroethylresin
resin
polytetrafluoroethyltubing
polytetrafluoroethylresin resin
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201710371569.2A
Other languages
English (en)
Inventor
邢哲
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Qingdao Hisense Electronics Co Ltd
Original Assignee
Qingdao Hisense Electronics Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Qingdao Hisense Electronics Co Ltd filed Critical Qingdao Hisense Electronics Co Ltd
Priority to CN201710371569.2A priority Critical patent/CN107322944A/zh
Publication of CN107322944A publication Critical patent/CN107322944A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C67/00Shaping techniques not covered by groups B29C39/00 - B29C65/00, B29C70/00 or B29C73/00
    • B29C67/02Moulding by agglomerating
    • B29C67/04Sintering
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L27/00Compositions of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L27/02Compositions of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen; Compositions of derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment
    • C08L27/12Compositions of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen; Compositions of derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment containing fluorine atoms
    • C08L27/18Homopolymers or copolymers or tetrafluoroethene
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03BAPPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B21/00Projectors or projection-type viewers; Accessories therefor
    • G03B21/14Details
    • G03B21/16Cooling; Preventing overheating
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29LINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS B29C, RELATING TO PARTICULAR ARTICLES
    • B29L2023/00Tubular articles
    • B29L2023/22Tubes or pipes, i.e. rigid
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2203/00Applications
    • C08L2203/18Applications used for pipes
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2205/00Polymer mixtures characterised by other features
    • C08L2205/02Polymer mixtures characterised by other features containing two or more polymers of the same C08L -group
    • C08L2205/025Polymer mixtures characterised by other features containing two or more polymers of the same C08L -group containing two or more polymers of the same hierarchy C08L, and differing only in parameters such as density, comonomer content, molecular weight, structure

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Extrusion Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
  • Rigid Pipes And Flexible Pipes (AREA)

Abstract

本申请提供一种聚四氟乙烯管材、其制备方法及应用。本申请选用粒径不同的分散聚四氟乙烯树脂作为聚四氟乙烯管材的原材料,在制备管体时,粒径较小的分散聚四氟乙烯树脂颗粒能够在挤压力的作用下进入大粒径分散聚四氟乙烯树脂颗粒之间,有利于将挤压原料内部的空气排出,使得挤压原料堆砌的更为紧密,以减少干燥和烧结时由于挤压原料内空气外溢造成的管材缺陷,从而增强聚四氟乙烯管材的密度和强度。另外,本申请通过在原料中添加润滑剂,能够有效改善管材的折弯耐力、摩擦阻力以及硬度等多方面性能。应用以上聚四氟乙烯管材的液冷散热系统,在受到外力作用时管道不易损坏,从而避免冷却液外泄带来的损坏激光投影机内部电子元件的问题。

Description

一种聚四氟乙烯管材、其制备方法及应用
技术领域
本申请涉及激光投影领域,尤其涉及一种聚四氟乙烯管材、其制备方法及应用。
背景技术
目前,激光投影机因其寿命长、色域广等优点得以广泛应用。激光投影机是利用激光光束来透射出投影画面的,其内部主要包括激光光源,三色光阀、合束X棱镜、投影镜头等光学部件,以及负载有多种处理芯片的PCB板(英文全称:Printed Circuit Board,印制电路板)。激光投影机处于工作状态时,激光光源和处理芯片会持续放热,使得相对密闭的激光投影机的内部温度不断升高,很容易超过激光光源的正常使用温度,影响激光光源以及激光投影机的使用寿命,因此,在激光投影机内部通常设置有液冷散热系统,以降低激光投影机的运行温度。
图1是一种液冷散热系统的结构示意图。如图1所示,该液冷散热系统包括液冷块10、驱动泵20、换热器30、储液箱40以及以上各个部件之间的连接管路50,冷却液能够在驱动泵20的驱动作用下沿连接管路50循环流动。液冷块10与激光投影机中的待散热设备接触,液冷散热系统工作时,待散热设备上的热量传导到液冷块10中,当冷却液流过液冷块10时,冷却液会带走液冷块10中的热量,并将热量沿着连接管路50传导到换热器30中,换热器30再将热量排出到激光投影机外部,从而实现激光投影机的液冷散热。
液冷散热系统中的连接管路通常为聚四氟乙烯材质,聚四氟乙烯具有极小的摩擦系数,有利于降低连接管路内冷却液流动的摩擦阻力。但聚四氟乙烯材质的强度不高,在激光投影机的装配和运输过程中,连接管路可能受到强力的碰撞、折弯或划伤,容易使连接管路出现缝隙。一旦连接管路出现缝隙,则在液冷散热系统工作时,该连接管路内的冷却液会沿着缝隙渗漏出来,很容易滴落或流淌到PCB板上。冷却液通常为50%左右的水以及50%左右的聚乙烯乙二醇与聚丙烯乙二醇的混合物,渗漏出来的冷却液容易造成PCB板的短路,损伤PCB板上的处理芯片甚至造成安全隐患。
发明内容
本申请提供了一种聚四氟乙烯管材、其制备方法及应用,以提高聚四氟乙烯管材的强度,解决聚四氟乙烯管材连接管路漏液时,损坏激光投影机内部元件的问题。
本申请提供了一种聚四氟乙烯管材的制备方法,所述方法包括以下步骤:
步骤1:将不同粒径范围的分散聚四氟乙烯树脂按照预设比例与辅助剂混合后老化,制得挤压原料,其中,粒径范围最大的分散聚四氟乙烯树脂的粒径为其他分散聚四氟乙烯树脂粒径的5-20倍;
步骤2:将步骤S01制得的所述挤压原料挤压为管体,将所述管体干燥后烧结。
本申请还提供了一种如上所述的方法制备的聚四氟乙烯管材。
本申请还提供了一种液冷散热系统,所述系统包括:
吸热装置、驱动装置、散热装置以及连通管路,所述吸热装置、所述驱动装置以及所述散热装置之间通过所述连通管路相连通,并形成闭合回路;所述连通管路所用的管材是如上所述的聚四氟乙烯管材。
本申请还提供了一种激光投影机,所述激光投影机中包括如上所述的液冷散热系统。
本申请的有益效果如下:
本申请提供一种聚四氟乙烯管材、制备方法及液冷散热系统。聚四氟乙烯管材的制备方法包括:将不同粒径的分散聚四氟乙烯树脂按照预设比例与辅助剂混合后老化,制得挤压原料;将挤压原料挤压为管体,将管体干燥后烧结,得到聚四氟乙烯管材。本申请选用粒径不同的分散聚四氟乙烯树脂作为聚四氟乙烯管材的原材料,在制备预成型管体时,粒径较小的分散聚四氟乙烯树脂颗粒能够在挤压力的作用下进入相邻的大粒径分散聚四氟乙烯树脂颗粒之间,有利于将挤压原料内部的空气排出,使得挤压原料堆砌的更为紧密,以减少干燥和烧结时由于挤压原料内空气外溢造成的管材缺陷,从而增强聚四氟乙烯管材的强度以及抗弯折性能,进而提高聚四氟乙烯管材的可靠性。应用以上聚四氟乙烯管材的液冷散热系统,在受到外力作用时管道不易损坏,从而避免冷却液外泄带来的损坏激光投影机内部电子元件的问题。
附图说明
为了更清楚地说明本申请的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,对于本领域普通技术人员而言,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为一种液冷散热系统的结构示意图;
图2为本申请提供的一种聚四氟乙烯管材的制备方法的流程图;
图3为本申请提供的不同粒径范围的分散聚四氟乙烯树脂挤压后的示意图;
图4为本申请提供的一种加工螺旋状聚四氟乙烯管材的装置的结构示意图。
具体实施方式
参见图2,为本申请提供的一种聚四氟乙烯管材的制备方法的流程图,由图2可见,本方法包括以下步骤:
步骤S01:将不同粒径范围的分散聚四氟乙烯树脂按照预设比例与辅助剂混合后老化,制得挤压原料,其中,粒径最大的分散聚四氟乙烯树脂的粒径为其他分散聚四氟乙烯树脂粒径的5-20倍。
本申请中,所述的分散聚四氟乙烯是聚四氟乙烯的粉状树脂,分散聚四氟乙烯具有优良的热稳定性、突出的化学惰性和低摩擦系数等卓越性能。以分散聚四氟乙烯为原料制成的聚四氟乙烯管材,有利于抵抗高温冷却液的影响,同时降低冷却液在连通管路内流动的摩擦阻力。本申请中粒径最大的分散聚四氟乙烯树脂占分散聚四氟乙烯树脂原料总质量的70%~90%,并且聚四氟乙烯树脂原料中,粒径最大的分散聚四氟乙烯树脂的粒径为其他分散聚四氟乙烯树脂粒径的5-20倍。比如,本申请可以选取粒径范围为400~500μm、200~300μm、80~100μm、30~50μm以及20~25μm等多种分散聚四氟乙烯树脂中的两种或者多种。按照上述预设比例和粒径倍数选取的分散聚四氟乙烯树脂原料,有利于制得结构紧密、强度高且抗弯折性能好的聚四氟乙烯管材,从而提高聚四氟乙烯管材的可靠性。
本申请中,辅助剂包括助推剂,助推剂可以为磺化煤油、溶剂汽油和石油醚中的至少一种,助推剂的主要作用是:一方面,有利于不同粒径范围的分散聚四氟乙烯树脂混合的更为均匀;另一方面,助推剂具有润滑性能,能够在挤压装置的金属表面和挤压原料的表面形成一层润滑层,以降低挤压原料与挤压装置之间的摩擦,有利于管体顺利成型。以上助推剂应在低于烧结温度下完全挥发,以免影响聚四氟乙烯管材的强度、低摩擦等性能。
老化也叫熟化,老化是为了让助推剂能够充分渗入分散聚四氟乙烯树脂表面,便于后期的挤压步骤。如果分散聚四氟乙烯树脂和助推剂未充分混合,则在后续的挤压过程中,挤压原料受到挤压装置口模处的剪切力作用,容易因受力不同,而造成聚四氟乙烯管材的局部尺寸不均和耐压不同的情况。本申请中,老化条件可以为:在25℃~30℃的温度条件下,停放24~36小时。按照以上温度条件和时间条件老化的分散聚四氟乙烯树脂,能够与助推剂充分混合,并且具有相对稳定的黏度、交联度以及透明度等性能。
步骤S02:将步骤S01制得的所述挤压原料挤压为管体,将所述管体干燥后烧结。
本申请中,将挤压原料挤压为管体的步骤可在挤压装置内进行,挤压装置可以为现有的用于分散聚四氟乙烯树脂挤压工序的任意一种挤压机。挤压机的具体参数可以参考如下:料腔温度:30℃~50℃,口模温度:50℃~60℃,挤压速度:40~60mm/min,压力:2~3MPa。
另外,由于本聚四氟乙烯管材的密度较大,其内部包含的助推剂的量也相对较多,因此,应适当提高本方法中干燥步骤和烧结步骤的反应温度和反应时间,以确保助推剂能够完全排出,制得具有较高机械强度的管材。本申请中,可将挤压原料挤压后制得的管体在200℃~210℃的条件下干燥2~3小时,再将干燥后的管体进行烧结,烧结后将管体冷却即制得聚四氟乙烯管材。
本申请中,烧结工艺可采用间歇式烧结方式或者连续烧结方式。如果采用间歇方式烧结管体,则可在升温速率为60~80℃/小时的条件下,将温度升高至375~380℃,并在375~380℃下保温3~4h。间歇式烧结方式对应的烧结装置仅设置有一个加工区域,管体的升温、保温以及降温均在此加工区域内进行,因此,间歇烧结方式无法实现聚四氟乙烯管材的连续式生产,其生产效率较低。另外,在间歇式烧结方式中,烧结温度必须按照程序升温设定的升温速率连续变化,无法设置单独的温度区间,影响烧结工序的效率。
因此,为了提高聚四氟乙烯管材的生产加工效率以及产品的一致性,本申请优选采用连续方式烧结管体。具体的,可将干燥后的管体依次在300℃~350℃下保温20~30分钟,380℃~400℃下保温30~40分钟,100℃~300℃下保温5~10分钟。连续烧结方式对应的烧结装置设置有多个加工区域,每一个加工区域对应设有固定的加工条件,比如根据上述连续烧结的烧结条件,烧结装置可对应设置预热区域(300℃~350℃)、烧结区域(380℃~400℃)以及冷却区域(100℃~300℃)。干燥后的管体可连续进入上述加工区域,依次完成管体的预热、烧结以及冷却步骤,最终制得聚四氟乙烯管材。
本申请中,一种更为优选的方式是将挤压装置与连续烧结装置相连接,便于挤压装置制得的管体直接进入连续烧结装置内烧结,从而进一步提高聚四氟乙烯管材的加工效率,此时,连续烧结装置的预热区域前面应当增加干燥区域(200℃~210℃),用以在烧结前预先干燥挤压步骤制得的管体。
参见图3,为本申请提供的不同粒径范围的分散聚四氟乙烯树脂挤压后的示意图。由图3可见,粒径较小的分散聚四氟乙烯树脂颗粒能够在挤压机的挤压力的作用下进入相邻的大粒径分散聚四氟乙烯树脂颗粒之间,占据了大粒径分散聚四氟乙烯树脂颗粒之间的空间,使得等体积的空气被排出,有利于挤压原料堆砌的更为紧密,以减少干燥和烧结时由于挤压原料内空气外溢而造成的管材缺陷,从而增强聚四氟乙烯管材的强度以及抗弯折性能,进而提高聚四氟乙烯管材的可靠性。
另外,在聚四氟乙烯管材的加工方法中,在进行挤压工序之前,通常还包括预成型工序,预成型工序的主要目的在于:使分散聚四氟乙烯的体积减小,以除去粉末中的空气。本申请中,由于选用了至少两种粒径不同的分散聚四氟乙烯树脂作为聚四氟乙烯管材的原材料,小粒径分散聚四氟乙烯树脂能够置换出大粒径分散聚四氟乙烯树脂之间的空气,使得挤压原料可在挤压工序中一次性将内部空气排出,从而省去了预成型工序,提高了聚四氟乙烯管材的加工效率,进而降低了聚四氟乙烯管材的加工成本。
虽然采用不同粒径范围的分散聚四氟乙烯树脂作为加工聚四氟乙烯管材的原料,有利于提高管材的强度,但是,分散聚四氟乙烯树脂的种类(按照粒径范围分类)不易过多。优选的,分散聚四氟乙烯树脂包括第一分散聚四氟乙烯树脂和第二分散聚四氟乙烯树脂,其中,第一分散聚四氟乙烯树脂的粒径范围为400~500μm,第二分散聚四氟乙烯树脂的粒径范围为30~50μm。
粒径范围为400~500μm的分散聚四氟乙烯树脂是一种通常选用的分散聚四氟乙烯树脂,使用此粒径范围的分散聚四氟乙烯树脂制得的管材具有较为优良的稳定性能和耐磨性能,因此,本申请将第一分散聚四氟乙烯树脂的粒径范围选为400~500μm。
在理想情况下,每一个第二分散聚四氟乙烯树脂颗粒能够填充于四个第一分散聚四氟乙烯树脂颗粒之间,此时,第二分散聚四氟乙烯树脂的粒径最大(大约为164μm),若第二分散聚四氟乙烯树脂的粒径大于164μm,则无法进入第一分散聚四氟乙烯树脂的颗粒之间。但是如果第二分散聚四氟乙烯树脂的粒径过小,则第二分散聚四氟乙烯树脂很难被压实,对材料的强度带来负面影响。因此,本申请将第二分散聚四氟乙烯树脂的粒径范围设定为30~50μm,此粒径范围的第二分散聚四氟乙烯树脂能够均匀的分散在第一分散聚四氟乙烯树脂的颗粒之间,并且能够在挤压力的作用下与第一分散聚四氟乙烯树脂紧密结合。
另外,第二分散聚四氟乙烯树脂的加入比例不宜过小,第二分散聚四氟乙烯树脂的加入比例过小,则不利于排出第一分散聚四氟乙烯树脂之间的空气;但是,第二分散聚四氟乙烯树脂的加入比例也不宜过大,第二分散聚四氟乙烯树脂的加入比例过大,则第一分散聚四氟乙烯树脂之间的空隙将达到饱和,第二分散聚四氟乙烯树脂容易大量堆积在管材表面,由于第一分散聚四氟乙烯树脂与第二分散聚四氟乙烯树脂的粒径范围差距较大,容易影响管材的光滑度,增大液体的流动阻力。
出于上述分析考虑,本申请基于分散聚四氟乙烯树脂总重量,以第一分散聚四氟乙烯树脂的重量计,其中第一分散聚四氟乙烯树脂的重量分数为70~80%。按照以上重量比例配置的分散聚四氟乙烯树脂原料,第二分散聚四氟乙烯树脂能够较为均匀的分散在第一分散聚四氟乙烯树脂之间,确保第一分散聚四氟乙烯树脂之间间隙的有效填充。
在激光投影机的装配和运输过程中,连接管路可能受到强力的碰撞和折弯,若连接管路强度不够高,则导致连接管路出现缝隙。此外,如果连接管路受到硬物划伤或者长期磨损,也容易造成连接管路的损坏。因此,本申请为了提高聚四氟乙烯管材的硬度,在步骤S01中加入的辅助剂中添加润滑剂,所述润滑剂可以是氮化钛和氮化硼中的一种或两种。
一方面,润滑剂能够提高聚四氟乙烯管材的硬度。纯聚四氟乙烯管材韧性相对较大,但在被硬物划伤后存在蠕变现象,即聚四氟乙烯管材表面的伤痕容易保留而且有扩大的趋势。原料中加入润滑剂后,能够增强聚四氟乙烯外表面的硬度,从而降低划伤或磨损的对管路性能的影响。
另一方面,润滑剂能够降低连接管路的管阻。冷却液在连接管路内部流动阻力,与连接管路内壁的阻力相关。聚四氟乙烯在烧结成型的过程中,高温环境使得聚四氟乙烯的硬度较小,在脱模或者推出烧结装置时,连接管路的内表面容易产生细微磨伤,增加冷却液流动的阻力。尤其在冷却液的粘度较大时,细微磨伤对冷却液流动造成的阻力更为明显。原料中加入润滑剂后,能够增强高温时聚四氟乙烯管体内表面的硬度,从而改善管材表面在加工时的细微磨伤情况。
润滑剂通常需要和分散聚四氟乙烯充分混合,并具有良好的分散性,才能够起到上述效果。如果润滑剂的粒径过大,则在加入量一定时,润滑剂容易在原料中分布的过散,少量聚集的润滑剂很难对周围存在的大量的分散聚四氟乙烯树脂颗粒起到性能增强的效果,影响润滑剂的使用效果;如果润滑剂的粒径过小,则小粒径的润滑剂颗粒容易出现团簇现象,润滑剂容易在原料中分布的过密,也会影响润滑剂的使用效果。由此,本申请将润滑剂的粒径设置为500~600nm。该粒径范围下的润滑剂具有良好的分散性能,对提升聚四氟乙烯充管材的硬度方面具有显著效果。
在第一分散聚四氟乙烯树脂和第二分散聚四氟乙烯树脂混合以后,二者之间仍然会存在间隙,此间隙相对于第一分散聚四氟乙烯树脂之间的间隙来说更为细小,而润滑剂的粒径较分散聚四氟乙烯树脂原料的粒径小的多,其中一部分润滑剂颗粒可以恰好填充在两种分散聚四氟乙烯树脂之间,从而进一步增加聚四氟乙烯管材的堆砌密度和强度。
另外,润滑剂的添加量不宜过小,润滑剂的添加量过小,则起不到上述增强聚四氟乙烯管材硬度的效果;润滑剂的添加量也不宜过大,润滑剂的添加量过大,则大量的润滑剂颗粒容易聚集,导致润滑剂在原料中的分散性很差,影响润滑剂的效果。因此,本申请中,润滑剂的重量设置为分散聚四氟乙烯树脂总重量的2%~5%。按照上述比例添加的润滑剂能够在最大程度上提高聚四氟乙烯管材的硬度,并且对提升聚四氟乙烯管材的密度和强度也具有一定的效果。
此外,为了进一步增强聚四氟乙烯管材的抗弯折性能,本申请还可以将按照上述方法制得的聚四氟乙烯管材进行二次加热,将加热后的聚四氟乙烯管材加工为螺旋状或波纹状。具体的,可将聚四氟乙烯管材加热到260~280℃,以软化聚四氟乙烯管材,再将软化的聚四氟乙烯管材继续加工为螺旋状或波纹状。螺旋状或波纹状的管材具有一定的拉伸性能,当连接管路受到强力的碰撞和折弯时,连接管路自身的螺旋或波纹特性能够起到缓冲作用,有利于提高连接管路的抗弯折性能。
加工螺旋状或波纹状聚四氟乙烯管材的方法可以借鉴现有的螺旋管或波纹管的加工方法。下面以加工螺旋状聚四氟乙烯管材为例,举例说明螺旋状聚四氟乙烯管材的加工方法。
参见图4,为本申请提供的一种加工螺旋状聚四氟乙烯管材的装置的结构示意图。由图4可见,加工装置包括旋转轴1,设置于旋转轴1一端的夹持件2、设置于夹持件2上方的加热件3以及用于驱动旋转轴1转动的电机4。
在加工螺旋状聚四氟乙烯管材时,将待加工的聚四氟乙烯管材的一端夹在夹持件2上;开启加热件3,对聚四氟乙烯管材进行加热,直至聚四氟乙烯管材的表面温度达到260~280℃为止;开启电机4驱动旋转轴1转动,将聚四氟乙烯管材逐渐缠绕到旋转轴1上;当聚四氟乙烯管材全部缠绕在旋转轴1上以后,关闭加热件3,并将聚四氟乙烯管材做冷却处理;待聚四氟乙烯管材冷却到室温时,将聚四氟乙烯管材与旋转轴1分离,从而制得螺旋状的聚四氟乙烯管材。
加工波纹状聚四氟乙烯管材也可以采用与现有技术类似的加工方法,这里不再详述。
本申请还提供一种液冷散热系统,所述系统包括:连通管路,该连通管路使用的是为以上任意一种方法制备的管材。液冷散热系统还包括吸热装置、驱动装置以及散热装置,所述吸热装置、所述驱动装置以及所述散热装置之间通过所述连通管路相连通,并形成闭合回路。应用以上聚四氟乙烯管材的液冷散热系统,在受到外力作用时管道不易损坏,从而避免冷却液外泄带来的损坏激光投影机内部电子元件的问题。此外,本申请还提供一种激光投影机,所述激光投影机中包括上述液冷散热系统。
实施例1
步骤S101:将100份分散聚四氟乙烯树脂与20份石油醚混合均匀,100份分散聚四氟乙烯树脂中,包括粒径范围为400~500μm的分散聚四氟乙烯树脂70份、粒径范围为200~300μm的分散聚四氟乙烯树脂20份和粒径范围为30~50μm的分散聚四氟乙烯树脂10份;
步骤S102:将步骤S101制得的混合体系在25℃的温度条件下,停放24小时;
步骤S103:将步骤S102制得的体系加入挤压机中挤压成管体,其中,挤压机的参数如下设置:料腔温度:30℃,口模温度:50℃,挤压速度:40mm/min,压力:2MPa;
步骤S104:将步骤S103制得的管体在200℃的条件下干燥2小时;
步骤S105:将干燥后的管体放置于间歇式烧结装置内部,控制间歇式烧结装置在升温速率为60℃/小时的条件下升温至375℃,并在375℃下保温4小时后冷却至室温。
实施例2
步骤S201:将100份分散聚四氟乙烯树脂与18份溶剂汽油混合均匀,100份分散聚四氟乙烯树脂中,包括粒径范围为400~500μm的分散聚四氟乙烯树脂80份和粒径范围为30~50μm的分散聚四氟乙烯树脂20份;
步骤S202:将步骤S201制得的混合体系在25℃的温度条件下,停放24小时;
步骤S203:将步骤S202制得的体系加入挤压机中挤压成管体,其中,挤压机的参数如下设置:料腔温度:40℃,口模温度:50℃,挤压速度:40mm/min,压力:3MPa;
步骤S204:将步骤S203制得的管体在200℃的条件下干燥3小时;
步骤S205:将干燥后的管体放置于间歇式烧结装置内部,控制间歇式烧结装置在升温速率为80℃/小时的条件下升温至380℃,并在380℃下保温3小时后冷却至室温。
实施例3
步骤S301:将100份分散聚四氟乙烯树脂、2份氮化钛与24份磺化煤油混合均匀,100份分散聚四氟乙烯树脂中,包括粒径范围为400~500μm的分散聚四氟乙烯树脂70份和粒径范围为30~50μm的分散聚四氟乙烯树脂30份;
步骤S302:将步骤S301制得的混合体系在30℃的温度条件下,停放36小时;
步骤S303:将步骤S302制得的体系加入挤压机中挤压成管体,其中,挤压机的参数如下设置:料腔温度:50℃,口模温度:60℃,挤压速度:50mm/min,压力:3MPa;
步骤S304:自挤压机挤出的管体直接进入连续式烧结装置内,并依次经过连续式烧结装置内的干燥区域、预热区域、烧结区域以及冷却区域,以上各个区域的内设温度分别为200℃~210℃、300℃~350℃、380℃~400℃以及100℃~300℃,管体在以上区域的停留时间分别为2~3小时、20~30分钟、30~40分钟以及5~10分钟。
实施例4
氮化钛的加入量为3份,除此以外的其他各个制备步骤均与实施例3完全相同。
实施例5
氮化钛的加入量为4份,除此以外的其他各个制备步骤均与实施例3完全相同。
实施例6
氮化钛的加入量为5份,除此以外的其他各个制备步骤均与实施例3完全相同。
实施例7
加入的润滑剂为氮化硼,除此以外的其他各个制备步骤均与实施例3完全相同。
实施例8
加入的润滑剂为等量的氮化钛和氮化硼共同组成的混合物,混合物的加入量为2份,除此以外的其他各个制备步骤均与实施例3完全相同。
对比例1
分散聚四氟乙烯树脂的粒径范围均为400~500μm,除此以外的其他各个制备步骤均与实施例3完全相同。
对比例2
反应体系中不添加润滑剂,除此以外的其他各个制备步骤均与实施例3完全相同。
由实施例1-8以及对比例1-2制得的管材的相关性能可参见表1。
表1:实施例1-8以及对比例1-2制得的管材的相关性能
项目 相对密度 抗拉强度(MPa) 折弯耐力(次) 硬度(HB)
实施例1 2.17 4650 90105 4.98
实施例2 2.16 4507 90050 4.89
实施例3 2.23 4630 120030 5.27
实施例4 2.23 4608 125070 5.35
实施例5 2.25 4830 130505 5.42
实施例6 2.24 4705 134300 5.10
实施例7 2.23 4720 115020 5.20
实施例8 2.23 4803 118005 5.13
对比例1 2.22 4530 100350 5.20
对比例2 2.17 3850 92070 4.54
本申请中,相对密度的测试标准采用D792,抗拉强度的测试标准采用D638,折弯耐力的测试标准采用D1276。由表1可见,由不同粒径范围的分散聚四氟乙烯树脂为原料制备聚四氟乙烯管材的相对密度、抗拉强度以及硬度较现有方法制得聚四氟乙烯管材均有大幅提升,适量加入润滑剂,也可以在一定程度上提高聚四氟乙烯管材的相对密度以及抗拉强度等性能。另外,在聚四氟乙烯管材的制备原料中添加润滑剂有利于大幅提高聚四氟乙烯管材的折弯耐力和硬度。
另外,本申请通过测试直管摩擦阻力来进行表征管材的阻力系数。不可压缩流体(冷却液),在圆形直管中做稳定流动时,由于黏性和涡流的作用产生摩擦阻力,在工程上采用量纲分析方法简化实验,得到在一定条件下具有普遍意义的结果,具体方法如下。
流体流动阻力与流体的性质,流体流经处几何尺寸以及流动状态有关,可表示为:
Δp=f(d,l,u,ρ,μ,ε)
引入下列无量纲数群:雷诺数相对粗糙度以及管子的长径比
从而得到:
进而得到摩擦阻力系数与压头损失之间的关系,这种关系可用实验方法直接测定,公式如下:
式中hf—直管阻力,J/Kg;
l—被测管长,m;
d—被测管内径,m;
u—平均流速,m/s;
λ—摩擦阻力系数。
当流体在一管径为d的圆形管中流动时,选取两个截面,用U形压差计测出这两个截面间的静压强差,即为流体流过两截面间的流动阻力。根据伯努利方程找出静压强差和摩擦阻力系数的关系式,即可求出摩擦阻力系数,求取摩擦阻力系数的公式如下:
由实施例1-8制得的管材的摩擦阻力系数以及对应的测试条件可参见表2。
表2:实施例1-8制得的管材的的摩擦阻力系数以及对应的测试条件
由表2可见,适量加入润滑剂的实施例3-8与未添加润滑剂的实施例1和2相比较,能够在一定程度上降低聚四氟乙烯管材的阻力系数。由实施例1与实施例3,以及实施例2与实施例5的对比可见,在相同的测试条件下相比,实施例3和实施例5获得聚四氟乙烯管材较实施例1和2的阻力系数大幅降低。
由此可见,本申请通过优化制备聚四氟乙烯管材的原料,能够改善聚四氟乙烯管材的相对密度、抗拉强度、折弯耐力、摩擦阻力以及硬度等多方面性能。应用以上聚四氟乙烯管材的液冷散热系统,在受到外力作用时管道不易损坏,从而避免冷却液外泄带来的损坏激光投影机内部电子元件的问题。
本说明书中各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。以上所述的本发明实施方式并不构成对本发明保护范围的限定。

Claims (10)

1.一种聚四氟乙烯管材的制备方法,其特征在于,所述方法包括以下步骤:
步骤1:将不同粒径范围的分散聚四氟乙烯树脂按照预设比例与辅助剂混合后老化,制得挤压原料,其中,粒径最大的分散聚四氟乙烯树脂的粒径为其他分散聚四氟乙烯树脂粒径的5-20倍;
步骤2:将步骤S01制得的所述挤压原料挤压为管体,将所述管体干燥后烧结。
2.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述分散聚四氟乙烯树脂包括第一分散聚四氟乙烯树脂和第二分散聚四氟乙烯树脂,其中,第一分散聚四氟乙烯树脂的粒径范围为400~500μm,第二分散聚四氟乙烯树脂的粒径范围为30~50μm。
3.如权利要求1所述的方法,其特征在于,基于分散聚四氟乙烯树脂总重量,以第一分散聚四氟乙烯树脂的重量计,其中第一分散聚四氟乙烯树脂的重量分数为70~80%。
4.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述辅助剂包括润滑剂,所述润滑剂的粒径为500~600nm。
5.如权利要求1-4任意一项所述的方法,其特征在于,所述润滑剂的重量为所述分散聚四氟乙烯树脂总重量的2%~5%。
6.如权利要求1所述的方法,其特征在于,将所述管体干燥后烧结包括:采用连续烧结方式,将干燥后的所述管体依次在300℃~350℃下保温20~30分钟,380℃~400℃下保温30~40分钟,100℃~300℃下保温5~10分钟。
7.如权利要求1-6任意一项所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:
将所述聚四氟乙烯管材加热,将加热后的聚四氟乙烯管材加工为螺旋状或波纹状。
8.一种如权利要求1-7任意一项所述的方法制备的聚四氟乙烯管材。
9.一种液冷散热系统,其特征在于,所述系统包括:
吸热装置、驱动装置、散热装置以及连通管路,所述吸热装置、所述驱动装置以及所述散热装置之间通过所述连通管路相连通,并形成闭合回路;所述连通管路所用的管材是如权利要求8所述的聚四氟乙烯管材。
10.一种激光投影机,其特征在于,所述激光投影机中包括如权利要求9所述的液冷散热系统。
CN201710371569.2A 2017-05-24 2017-05-24 一种聚四氟乙烯管材、其制备方法及应用 Pending CN107322944A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710371569.2A CN107322944A (zh) 2017-05-24 2017-05-24 一种聚四氟乙烯管材、其制备方法及应用

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710371569.2A CN107322944A (zh) 2017-05-24 2017-05-24 一种聚四氟乙烯管材、其制备方法及应用

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN107322944A true CN107322944A (zh) 2017-11-07

Family

ID=60193750

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710371569.2A Pending CN107322944A (zh) 2017-05-24 2017-05-24 一种聚四氟乙烯管材、其制备方法及应用

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN107322944A (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110216905A (zh) * 2019-06-11 2019-09-10 浙江德清科赛塑料制品有限公司 一种具有大外径的聚四氟乙烯模压管材及其制备方法
CN110253807A (zh) * 2019-06-11 2019-09-20 浙江德清科赛塑料制品有限公司 一种聚四氟乙烯的模压棒材及其制备方法
CN112469546A (zh) * 2018-07-20 2021-03-09 大洋密封件 氟树脂成形体的成形方法、医疗用隔膜的制造方法、以及半导体用隔膜的制造方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102548921A (zh) * 2009-06-30 2012-07-04 格尔德殿工业公司 熔块糊或包括熔珠的焊料玻璃化合物及含有其之组件
CN102942757A (zh) * 2012-11-05 2013-02-27 中国矿业大学 一种聚四氟乙烯复合摩擦材料及其制备方法
CN103174884A (zh) * 2013-03-26 2013-06-26 赵炜 抗静电聚四氟乙烯衬里防腐管道及其制造方法
CN103978709A (zh) * 2014-05-12 2014-08-13 四会市生料带厂有限公司 一种聚四氟乙烯增强管的制作方法
CN105652570A (zh) * 2016-03-25 2016-06-08 海信集团有限公司 一种激光投影设备

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102548921A (zh) * 2009-06-30 2012-07-04 格尔德殿工业公司 熔块糊或包括熔珠的焊料玻璃化合物及含有其之组件
CN102942757A (zh) * 2012-11-05 2013-02-27 中国矿业大学 一种聚四氟乙烯复合摩擦材料及其制备方法
CN103174884A (zh) * 2013-03-26 2013-06-26 赵炜 抗静电聚四氟乙烯衬里防腐管道及其制造方法
CN103978709A (zh) * 2014-05-12 2014-08-13 四会市生料带厂有限公司 一种聚四氟乙烯增强管的制作方法
CN105652570A (zh) * 2016-03-25 2016-06-08 海信集团有限公司 一种激光投影设备

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112469546A (zh) * 2018-07-20 2021-03-09 大洋密封件 氟树脂成形体的成形方法、医疗用隔膜的制造方法、以及半导体用隔膜的制造方法
CN112469546B (zh) * 2018-07-20 2022-08-12 大洋密封件 氟树脂成形体的成形方法、医疗用隔膜的制造方法、以及半导体用隔膜的制造方法
CN110216905A (zh) * 2019-06-11 2019-09-10 浙江德清科赛塑料制品有限公司 一种具有大外径的聚四氟乙烯模压管材及其制备方法
CN110253807A (zh) * 2019-06-11 2019-09-20 浙江德清科赛塑料制品有限公司 一种聚四氟乙烯的模压棒材及其制备方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107322944A (zh) 一种聚四氟乙烯管材、其制备方法及应用
US9314815B2 (en) Method for making a bearing having a self-lubricating surface coating
CN103201531A (zh) 复合滑动轴承
CN101920569B (zh) 一种高耐温耐磨油封的生产方法
CN103013090A (zh) 一种聚芳醚酮复合材料及其在桥梁支座上的应用
CN110078996A (zh) 煤矿用自润滑型高密度聚乙烯管材及其制备方法
CN102199321B (zh) 一种高导热聚乙烯管道
CN102199330A (zh) 一种改性聚四氟乙烯复合材料的制备方法及其制品
CN102382554A (zh) 一种具有低导热系数的保温隔热重防腐涂料及其制备方法
CN101575436A (zh) 一种聚氯乙烯抗静电管材的制备原料及制备方法
CN112358724B (zh) 一种高耐磨低温升的聚酰胺组合物及其制备方法和应用
CN106350006A (zh) 石墨密封材料及其制备方法
WO2020238683A1 (zh) 非金属柔性复合管的内衬材料及其制备方法
KR910005173B1 (ko) 열경화성 수지의 성형방법 및 장치
CN105733179A (zh) 一种聚醚醚酮复合材料制备方法
CN106146830A (zh) 一种多层改性浇铸尼龙材料
CN103044745A (zh) 一种采油用防腐、防结蜡、耐高温聚乙烯管材及其制备方法
CN109910399A (zh) 基于聚酮的抗冲耐磨自润滑材料、复合板及其制备方法
CN102453271B (zh) 高强度耐压聚乙烯组合物及其制备方法
CN101696292B (zh) 工程塑料轴承内芯专用材料
CN108440879A (zh) 高温增压聚四氟乙烯复合材料及其产品制造工艺及环垫
JP2006283898A (ja) シールリング用樹脂組成物および樹脂製シールリング
CN101876073A (zh) 一种高分子陶瓷管道内衬的搪涂工艺方法及其搪涂装置
CN104031387A (zh) 一种自润滑聚酰亚胺弹性耐磨复合材料及制备方法
CN105965923A (zh) 一种聚四氟乙烯钢丝复合管加工工艺

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
CB02 Change of applicant information

Address after: 266555 Qingdao economic and Technological Development Zone, Shandong, Hong Kong Road, No. 218

Applicant after: Hisense Visual Technology Co., Ltd.

Address before: 266555 Qingdao economic and Technological Development Zone, Shandong, Hong Kong Road, No. 218

Applicant before: QINGDAO HISENSE ELECTRONICS Co.,Ltd.

CB02 Change of applicant information
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20171107

RJ01 Rejection of invention patent application after publication