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