CN109486069A - 耐磨ptfe复合材料及其制备方法 - Google Patents

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靳予
孙克原
王孝刚
夏炎
陈朝曦
林丰
焦小东
陈佩民
徐小曼
刘雪梅
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Abstract

本发明公开了一种耐磨PTFE复合材料，其特征在于：按质量百分比由以下组分构成：PTFE：60~77%，碳纤维：5~10%，玻璃纤维：6~10%，石墨：10~13%，二硫化钼：2~7%。本发明设计平衡了材料的力学性能及摩擦性能，在最小化降低材料拉伸性能的基础上，大幅度提高了材料的耐磨性能，降低了产品的滑动摩擦系数，有效提高了产品的尺寸稳定性和使用寿命。该配方适用于需要良好耐磨和承载的密封件，或需要往复运动的摩擦结构件之中，可以降低摩擦噪音，减少进入流通区间的磨削量，减小装配和使用中的应力断裂的风险。

Description

耐磨PTFE复合材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及耐磨PTFE复合材料及其制备方法，属于高分子材料技术领域。
背景技术
聚四氟乙烯（ PTFE）材料本身具有优良的耐化性和耐候性，摩擦系数低，热稳定性好（可在-260℃~260℃长期使用），但是纯PTFE具有冷流性，尺寸稳定性差，摩擦磨损大等缺点。
发明内容
本发明的目的是提供一种耐磨PTFE复合材料，具有良好的机械性能、耐磨性能。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案为：一种耐磨PTFE复合材料，其特征在于：按质量百分比由以下组分构成：
PTFE：60~77%
碳纤维：5~10%
玻璃纤维：6~10%
石墨：10~13%
二硫化钼：2~7%。
优选的，所述PTFE为粒径20μm～80μm的悬浮细粉。
优选的，所述石墨的粒径在1μm-40μm之间，含碳量大于99.9％。
优选的，所述碳纤维或玻璃纤维优选长径比在3~10，纤维长度优选为20~80μm。
优选的，所述二硫化钼的粒径小于20μm。
本发明还公开了上述的耐磨PTFE复合材料的制备方法，其步骤为：
（1）将PTFE悬浮细粉，碳纤维、玻璃纤维、石墨、二硫化钼按比例分别称取，混合并搅拌均匀；
（2）将混合材料放入模具中在80~100MPa的压力下进行冷压成型，保压一段时间；
（3）放入烧结炉中或氮气炉中在380±5下进行烧结3~6h；
（4）随炉降至室温后取出，毛坯进行机加工得到成型制品。
优选的，步骤（2）中保压时间为1~5min。
在PTFE加入碳纤、玻纤可以减小蠕变，减少磨损，但是纤维含量增加可能导致产品拉伸性能及断裂伸长率降低。石墨、二硫化钼的片状结构可以降低材料的摩擦系数，但同样会大幅度降低材料的拉伸性能。本发明设计平衡了材料的力学性能及摩擦性能，在最小化降低材料拉伸性能的基础上，大幅度提高了材料的耐磨性能，降低了产品的滑动摩擦系数，有效提高了产品的尺寸稳定性和使用寿命。该配方适用于需要良好耐磨和承载的密封件，或需要往复运动的摩擦结构件之中，可以降低摩擦噪音，减小适用中的应力断裂的风险。
具体实施方式
实施例1-3
本耐磨PTFE复合材料的制备方法为：
（1）将PTFE悬浮细粉，碳纤维、玻璃纤维、石墨、二硫化钼按比例分别称取，混合并搅拌均匀；
（2）将混合材料放入模具中在80~100MPa的压力下进行冷压成型，保压1-5min；
（3）放入烧结炉中或氮气炉中在380±5℃下进行烧结3~6h；
（4）随炉降至室温后取出，毛坯进行机加工得到成型制品。
对制得的成品进行性能测试，测试结果见表2。
表1 实施例1-3的组分表
表2 实施例1-3产品性能测试

Claims (7)

1.一种耐磨PTFE复合材料，其特征在于：按质量百分比由以下组分构成：
PTFE：60~77%
碳纤维：5~10%
玻璃纤维：6~10%
石墨：10~13%
二硫化钼：2~7%。
2.根据权利要求1所述的耐磨PTFE复合材料，其特征在于：所述PTFE为粒径20μm～80μm的悬浮细粉。
3.根据权利要求2所述的耐磨PTFE复合材料，其特征在于：所述石墨的粒径在1μm-40μm之间，含碳量大于99.9％。
4.根据权利要求3所述的耐磨PTFE复合材料，其特征在于：所述碳纤维或玻璃纤维长径比在3~10，纤维长度为20~80μm。
5.根据权利要求4所述的耐磨PTFE复合材料，其特征在于：所述二硫化钼的粒径小于20μm。
6.权利要求1-5中任一项所述的耐磨PTFE复合材料的制备方法，其步骤为：
（1）将PTFE悬浮细粉，碳纤维、玻璃纤维、石墨、二硫化钼按比例分别称取，混合并搅拌均匀；
（2）将混合材料放入模具中在80~100MPa的压力下进行冷压成型，保压一段时间；
（3）放入烧结炉中或氮气炉中在380±5下进行烧结3~6h；
（4）随炉降至室温后取出，毛坯进行机加工得到成型制品。
7.根据权利要求6所述的耐磨PTFE复合材料的制备方法，其特征在于：步骤（2）中保压时间为1~5min。
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