CN109353043B - 聚四氟乙烯弹性带及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明聚四氟乙烯弹性带，属于密封材料的制备技术领域，经过高于熔点的温度下热定型，聚四氟乙烯树弹性带制品的熔点在330℃以下，弹性带密度为0.5‑1.0g/cm3，其截面为圆形，回弹率≥20％；所述的聚四氟乙烯弹性带的制备方法，将聚四氟乙烯分散树脂先进行冷藏，筛分，将筛分后的聚四氟乙烯分散树脂与助推剂置于混料设备上混合，再经过熟化处理、预成型、推压、脱脂处理、拉伸和热定型处理得到聚四氟乙烯弹性带。本发明所得聚四氟乙烯弹性带的回弹率达到20％以上，抗拉强度和抗压强度也显著提高，明显优于现有的聚四氟乙烯弹性带，并具有优异的抗蠕变松弛性能、耐化学特性和耐温性能，可在‑200℃～260℃的温度下使用，制备方法简单，工艺参数易于操作。

Description

聚四氟乙烯弹性带及其制备方法
技术领域
本发明属于密封材料的制备技术领域，具体涉及一种聚四氟乙烯弹性带及其制备方法。
背景技术
聚四氟乙烯弹性带有很好的柔韧性、压缩回弹性、耐蠕变性、耐高低温性及优异的耐腐蚀性、不老化性、自润滑性。因其密封性能卓越，且安装使用也极为方便，成为化工、医药、石化、食品饮料、电子、电力、冶金、船舶等行业一种不可或缺的密封材料。
市场上现有聚四氟乙烯弹性带基本上是没有经过热定型，或者是在熔点以下进行热定型的，其回弹率低于15％，且抗拉强度尚存在不足，无法完全满足对各种密封面进行密封的要求。
发明内容
针对上述现有的聚四氟乙烯弹性带存在的缺陷，本发明的主要目的就是在使用纯聚四氟乙烯的前提下，提供一种具有较高压缩回弹率和抗拉强度、极好的抗蠕变性能、更好的长期密封效果、较长的使用寿命、简单的制作工艺的聚四氟乙烯弹性带及其制备方法。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
本发明聚四氟乙烯弹性带，经过高于熔点的温度下热定型，聚四氟乙烯树弹性带制品的熔点在330℃以下，弹性带密度为0.5-1.0g/cm3。
所得的聚四氟乙烯弹性带的截面为圆形。
所得的聚四氟乙烯弹性带的回弹率≥20％。
本发明所述的聚四氟乙烯弹性带的制备方法，包括以下步骤：
1)将聚四氟乙烯分散树脂先进行冷藏，然后进行筛分，冷藏的温度为0-19℃，时间为24小时，筛分的筛子为7～12目；
2)将筛分后的聚四氟乙烯分散树脂与助推剂置于混料设备上混合，助剂的加入量为16％～22％,静置；
3)进行熟化处理，熟化温度为5～50℃，熟化时间为5～48小时；
4)预成型：将熟化处理后的混合料压制成同推压机模腔形状相同的坯体；
5)将上述预成型后的坯体放入推压机的模腔内进行推压，得到条状纤维棒材；
6)将条状纤维棒材进行脱脂处理，温度控制在150℃～250℃；
7)拉伸：温度控制在50℃～330℃范围内，拉伸力控制在范围内，拉伸的拉伸倍率为1.5～8倍；
8)热定型：将拉伸后的带材在高温下进行热定型，热定型温度控制在340～420℃。
步骤2)所述的助推剂为煤油、溶剂油、石油醚或石腊油中的一种。
步骤2)所述的聚四氟乙烯分散树脂与助推剂混合后，放到混料设备上转动30分钟，混料温度控制为0-19℃，静放12～24小时。
所述步骤4)中预成型的条件为：压力为1.5MPa-3.0MPa，压缩速度为10mm/min-50mm/min，保压时间为10min-30min；坯料腔的直径比推压料腔的直径小1mm。
所述步骤5)中，进行推压的推压模具的锥角为25～35度，压缩比为40～120，推压机头的温度为40℃～60℃，挤出速度30～150m/min。
所述步骤6)中，脱脂是经三个温度为150℃～250℃的烘箱脱去助推剂。
所述的步骤7)中的拉伸是在拉伸装置上进行，是在热风加热方式的条件下，将上述带材通过设定温度的烧结炉，通过调整最后收卷的速度来实现不同的拉伸倍率，拉伸倍率为1.5～8倍。
所述步骤8)中的热定型，为将拉伸后的弹性带通过热风加热方式的设备，牵引速率0.5～5m/min，温度控制在340～420℃；
聚四氟乙烯弹性带的拉伸工艺和热定型工艺是最关键工艺：通过拉伸使聚四氟乙烯形成结与纤维的超微结构，通过调整拉伸倍率和拉伸张力以及温度来调整纤维之前的空隙率和微孔孔径的大小和均一性，保证弹性带的物理机械性能；热定型的温度与时间控制，时间和温度将根据聚四氟乙烯弹性带的尺寸而变化，通常，使用的温度越高，加热的时间就越短，由此生产一种坚固而回弹性好的多孔材料。
本发明的有益效果为：本发明聚四氟乙烯弹性带及其制备方法，所得聚四氟乙烯弹性带的回弹率达到20％以上，抗拉强度和抗压强度也显著提高，明显优于现有的聚四氟乙烯弹性带，并具有优异的抗蠕变松弛性能、耐化学特性和耐温性能，可在-200℃～+260℃的温度下使用。
附图说明
图1为聚四氟乙烯弹性带制备方法的工艺流程图；
图2为拉伸定型设备的结构图；
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1：
1)将聚四氟乙烯分散树脂先进行冷藏，然后进行筛分，冷藏的温度为低于19℃，时间为24小时，筛分的筛子为10目；树脂选用东岳的DF203牌号；
2)将筛分后的聚四氟乙烯分散树脂与助推剂混合，放到混料设备上转动30分钟，静置24小时；助剂的加入量为19.5％；助剂优选美孚的溶剂油Isopar M；
3)进行熟化处理，熟化温度为35℃，熟化时间为20小时；
4)预成型：将上述混合料压制成同推压机模腔形状相同的坯体；压力为2.5MPa，压缩速度为15mm/min，保压时间为15min；坯料腔的直径比推压料腔的直径小1mm；
5)将上述预成型后的坯体放入推压机的模腔内进行推压，得到条状纤维棒材；进行推压的推压模具的锥角为30度，压缩比为100，推压机头的温度为50℃，挤出速度90m/min；
6)脱脂：温度控制在150℃～250℃；脱脂是经三个温度分别为150℃、200、250℃的烘箱脱去助推剂；
7)进行拉伸，温度控制在250℃，拉伸力控制在范围内，拉伸的引进速率控制在1m/min，拉伸倍率为1.5倍；
8)热定型：将拉伸后的带材在高温下进行热定型，通过热风加热方式的设备，牵引速率0.8m/min，温度控制在380℃。
实施例2：
拉伸工序的拉伸倍率为2.0倍，其它条件同实施例1相同。
实施例3：
拉伸工序的拉伸倍率为2.5倍，其它条件同实施例1相同。
实施例4：
拉伸工序的拉伸倍率为3.0倍，其它条件同实施例1相同。
实施例5：
拉伸工序的拉伸倍率为4.0倍，其它条件同实施例1相同。
对比例1：
拉伸工序的拉伸倍率为2.5倍，热定型温度为280℃，其它条件同实施例1相同。
实施例1-5和对比例1的聚四氟乙烯弹性带测定数据如下表所示：
Figure BDA0001811549640000031
Figure BDA0001811549640000041
由上表的数据可以看出，实施例1～5的回弹率比对比例1有了很大的提高，而且拉伸强度也有明显提高，经过热定型后，聚四氟乙烯弹性带的熔点在330℃以下。

Claims (2)

1.一种的聚四氟乙烯弹性带的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1）将聚四氟乙烯分散树脂先进行冷藏，然后进行筛分；
2）将筛分后的聚四氟乙烯分散树脂与助推剂置于混料设备上混合，静置；
3）进行熟化处理；
4）预成型：将熟化处理后的混合料压制成同推压机模腔形状相同的坯体；
5）将上述预成型后的坯体放入推压机的模腔内进行推压，得到条状纤维棒材；
6）将条状纤维棒材进行脱脂处理；
7）拉伸：温度控制在50℃～330℃范围内，拉伸力控制在范围内，拉伸的拉伸倍率为1.5～8倍；
8）热定型：为将拉伸后的弹性带通过热风加热方式的设备，牵引速率0.5～5m/min，温度控制在340～420℃；
所制得的聚四氟乙烯弹性带，经过高于熔点的温度下热定型，聚四氟乙烯弹性带制品的熔点在330℃以下，弹性带密度为0.5-1.0g/cm3；
所得的聚四氟乙烯弹性带的截面为圆形；
所得的聚四氟乙烯弹性带的回弹率≥20%。
2.根据权利要求1所述的聚四氟乙烯弹性带的制备方法，其特征在于，步骤2）所述的助推剂为煤油、溶剂油、石油醚或石腊油中的一种。
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