CN111978584B - 一种可防止燃油、液压油渗透的膨体聚四氟乙烯密封材料 - Google Patents
一种可防止燃油、液压油渗透的膨体聚四氟乙烯密封材料 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开一种可防止燃油、液压油渗透的膨体聚四氟乙烯密封材料，该膨体聚四氟乙烯密封材料通过如下步骤制备，分别经过膨体密封材料的择选、配置浸泡液A、烘干、浸泡收卷、配置浸泡液B、二次处理、定型。本发明通过二次处理得到的膨体聚四氟乙烯密封材料能够同时防止轻油与重油的渗入；本发明的方法改性过后的耐油型密封材，在一定压力的条件下，表层和内部也能达到防油耐油的效果，达到用于民航飞机，战斗飞机和汽车领域的防油要求。
Description
技术领域
本发明涉及一种可防止燃油、液压油渗透的膨体聚四氟乙烯密封材料，属于密封材料领域。
背景技术
目前，在国际和国内，在膨体聚四氟乙烯的改进都技术有限，在用于民航飞机，战斗飞机和汽车的防油耐油密封材料大多还采用氟橡胶和丁腈橡胶，其中耐油的效果还是比较不错，但其耐久性和密封性能都很有限。
专利CN103158310B公开了一种高拒油、高防水无缝聚四氟乙烯膨化板材及其制备方法，该方法采用聚氨酯进行化学表面处理，得到具有防油防水的聚四氟乙烯材料，得到的膨体聚四氟乙烯材料，耐热性差，且聚氨酯通过给液的方式附着在膨体聚四氟乙烯，其防油性能达不到聚氨酯本身防油功能，未能实现燃油、液压油的防止渗透的功能。
专利CN101538395B公开了一种防油污型的聚四氟乙烯微孔薄膜加工方法，该方法在制备聚四氟乙烯微孔薄膜时添加了有机硅防油剂，具有一定的防油功能，但对于燃油、液压油的防油效果很差，不能满足现有航空等领域的使用需求。
目前现有的技术生产的防油型膨体聚四氟乙烯密封材料可以做到表面防油，其层间和切口断面处无法做到防油，而且在有一定的压力情况下，航空煤油和液压油极易渗入材料内部。
发明内容
本发明目的在于提供一种可防止燃油、液压油渗透的膨体聚四氟乙烯密封材料。
实现本发明目的提供技术方案如下：
一种可防止燃油、液压油渗透的膨体聚四氟乙烯密封材料，该聚四氟乙烯密封材料通过如下方法制得：
膨体密封材料的择选：选择的膨体聚四氟乙烯密封带材；
配置浸泡液A：在常温状态下，将氟改性丙烯酸酯与溶剂油以1：4质量比比配置成浸泡液A，混合均匀后倒入液槽；
烘干：将材料放在烘箱内在50℃下烘干60min；
浸泡收卷：使用浸泡液A，液槽处于收卷装置的双臂之间，将待处理的膨体聚四氟乙烯密封材用气泵固定在双臂的一边，调整好收卷电流大小0.2A，控制张力为15N，使聚四氟乙烯密封材浸泡在液槽后得到前驱体；
配置浸泡液B：将水解硅烷偶联剂：醇类：去离子水以20：100-120：10-20份数在酸性条件PH＝3下，制成水解液，再将水解液与氟醚溶剂配置成1:10质量比的溶液B；
二次处理：使用溶液B，重复浸泡到烘干的操作，浸泡至饱和状态，后继续烘干固化；烘干的温度为135℃，烘干时间为10min；
定型：将二次处理后的膨体聚四氟乙烯密封带材，在100℃条件下以2.5m/s通过，进行定型，使带材彻底固化，完成防止燃油、液压油渗透的膨体聚四氟乙烯密封材料的制备。
进一步的，膨体密封带材的择选：选择无较明显刮痕，厚度为0.3-2.0±0.15mm，表面平整，干净的密封带材。
进一步的，浸泡收卷时需要在浸泡液A中将材料浸泡至透明。
进一步的，本发明使用的硅烷偶联填充助剂和全氟醚溶剂与6#溶剂油需密封储存在冷库，防止挥发。冷库温度控制在2-5℃内。
进一步的，水解液配置具体过程如下：硅烷偶联剂20份，乙醇/丙醇100-120份，水10-20份，酸性水解液ph稳定在2-3，加入容量瓶内混合，置于50℃的水浴/油浴锅内，用搅拌器搅动30-60min。
进一步的，水解液与氟醚溶剂配置过程如下：将水解过后放置于分液漏斗中静置6h，得到下层液体，与氟醚溶剂按质量比1:10混合。
本发明相对于现有技术相比具有显著优点如下：
1、本发明通过二次处理得到的膨体聚四氟乙烯密封材料能够同时防止轻油与重油的渗入；
2、本发明的方法改性过后的耐油型密封材，在一定压力的条件下，表层和内部也能达到防油耐油的效果，达到用于民航飞机，战斗飞机和汽车领域的防油要求。
附图说明
图1为未经过处理的膨体聚四氟乙烯密封材料的SEM图。
图2为经过本发明制备方法处理过的膨体聚四氟乙烯密封材料的SEM图。
图3为未经过处理的膨体聚四氟乙烯密封材料的渗油实验图。
图4为经过本发明制备方法处理过的膨体聚四氟乙烯密封材料的渗油实验图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步说明：
本发明提供一种可防止燃油、液压油渗透的膨体聚四氟乙烯密封材料，该聚四氟乙烯密封材料通过如下方法制得：
膨体密封材料的择选：选择的膨体聚四氟乙烯密封带材；需选择无较明显刮痕，厚度为0.3-2.0±0.15mm，表面平整，干净的密封带材。
配置浸泡液A：在常温状态下，将氟改性丙烯酸酯与溶剂油以1：4质量比比配置成浸泡液A，混合均匀后倒入液槽。
烘干：将材料放在烘箱内在50℃下烘干60min。
浸泡收卷：使用浸泡液A，液槽处于收卷装置的双臂之间，将待处理的膨体聚四氟乙烯密封材用气泵固定在双臂的一边，调整好收卷电流大小0.2A，控制张力为15N，使聚四氟乙烯密封材浸泡在液槽后得到前驱体；浸泡收卷时需要在浸泡液A中将材料浸泡至透明。
配置浸泡液B：将水解硅烷偶联剂：醇类：去离子水以20：100-120：10-20份数在酸性条件PH＝3下，制成水解液，再将水解液与氟醚溶剂配置成1:10质量比的溶液B；
二次处理：使用溶液B，重复浸泡到烘干的操作，浸泡至饱和状态，后继续烘干固化；烘干的温度为135℃，烘干时间为10min；
定型：将二次处理后的膨体聚四氟乙烯密封带材，在100℃条件下以2.5m/s通过，进行定型，使带材彻底固化，完成防止燃油、液压油渗透的膨体聚四氟乙烯密封材料的制备。
本发明使用的硅烷偶联填充助剂和全氟醚溶剂与6#溶剂油需密封储存在冷库，防止挥发。冷库温度控制在2-5℃内。
本发明使用的水解液配置具体过程如下：硅烷偶联剂20份，乙醇/丙醇100-120份，酸性水解液ph稳定在2-3，水10-20份，加入容量瓶内混合，置于50℃的水浴/油浴锅内，用搅拌器搅动30-60min。
本发明中水解液与氟醚溶剂配置过程如下：将水解过后放置于分液漏斗中静置6h，得到下层液体，与氟醚溶剂按质量比1:10混合。
以通过下各实施例中所使用的配比和烘干固化温度，见表1对于本发明材料改性的不同效果：
表1
本发明中采用飞机使用的防油型膨体聚四氟乙烯模切件或者带材，通过密度和拉伸强度以及手感硬度作为初始的依据，其中，偏软或者偏硬的材料无法满足防油型材料的使用条件，见表2。
表2
由于飞机的防油型膨体聚四氟乙烯的主要接触到的航空液体，主要以保持材料不渗透油渍为主要目标，即4109号润滑油，15号液压油，RP-3号喷气式燃，以浸泡式的方法进行实验，检测其质量变化率来判定是否防油，见表3。
表3
目前，本发明对膨体聚四氟乙烯的处理可以做到表面防油处理，采用的处理方式为氟改性的丙烯酸酯的多孔表面防油剂和相应比例的6#溶剂油进行浸泡，做出的膨体聚四氟乙烯密封材料对液压油和润滑油有着良好的表面防护性，但是材料的表面和切口处对航空燃油防护性很差，而且该产品在有一定压力的情况下，对于液压油等油品会渗入材料内部。
膨体聚四氟乙烯密封材料其表面和内部都是膨体的状态，即丝状和交联点相互交错，气孔之间相互重叠，且聚四氟乙烯从树脂生产到烧结定型，溶剂油都是材料的载体，所以耐油型材料的研制难度十分艰巨，本发明的目的就是对e-ptfe密封材料进行内部填充和外部处理，达到在多种油型下防油的效果，得到耐油型的密封材料。
在膨体聚四氟乙烯密封材料领域。对塑料的耐油改性进行了研发和实验，依照塑料耐油处理的基础，我们可以选取不同的耐油助剂，对膨体聚四氟乙烯密封材料进行表面或者深层次的处理，使其尽可能达到耐油密封的效果。
如图1、图2所示，对比未处理过的膨体聚四氟乙烯密封材料和经本发明方法制备处理后的膨体聚四氟乙烯密封材料的SEM图。可以看出膨体聚四氟乙烯密封材料由原来的纤维状变成小孔的结构，形成的结构包附住了易于油接触的纤维结构。
如图3、图4所示，对比未经过处理的膨体聚四氟乙烯密封材料的渗油实验图与经过本发明制备方法处理过的膨体聚四氟乙烯密封材料的渗油实验图，油滴表面接触角直接能看出来，本发明经常处理后的膨体聚四氟乙烯密封材料耐油性能显著提高。
本发明制备的膨体聚四氟乙烯密封材料随后根据需要进行如下步骤：
分切：将处理好的带板材，按照要求，裁切成规定尺寸；
包装：将张贴好背胶的产品，按照要求打包装箱，然后入库。
Claims (8)
1.一种可防止燃油、液压油渗透的膨体聚四氟乙烯密封材料，其特征在于，该聚四氟乙烯密封材料通过如下方法制得：
膨体密封材料的择选：选择膨体聚四氟乙烯密封带材；
配制浸泡液A：在常温状态下，将氟改性丙烯酸酯与6#溶剂油以1：4质量比配制成浸泡液A，混合均匀后倒入液槽；
烘干：将材料放在烘箱内在50℃下烘干60min；
浸泡收卷：使用浸泡液A，液槽处于收卷装置的双臂之间，将待处理的膨体聚四氟乙烯密封带材用气泵固定在双臂的一边，调整好收卷电流大小为0.2A，控制张力为15N，使聚四氟乙烯密封带材浸泡在液槽后得到前驱体；
配制浸泡液B：将水解硅烷偶联剂：醇类：去离子水以20：100-120：10-20份数在酸性条件pH=3下，制成水解液，再将水解液与全氟醚溶剂配制成1:10质量比的溶液B；
二次处理：使用溶液B，重复将前驱体浸泡到烘干，浸泡至饱和状态，后继续烘干固化；
定型：将二次处理后的膨体聚四氟乙烯密封带材，在100℃条件下以2.5m/s通过，进行定型，使带材彻底固化，完成防止燃油、液压油渗透的膨体聚四氟乙烯密封材料的制备。
2.根据权利要求1所述的膨体聚四氟乙烯密封材料，其特征在于，膨体聚四氟乙烯密封带材的择选：选择无明显刮痕，厚度为0.3～2.0±0.15mm，表面平整，干净的密封带材。
3.根据权利要求1所述的膨体聚四氟乙烯密封材料，其特征在于，浸泡收卷时需要在浸泡液A中将材料浸泡至透明。
4.根据权利要求1所述的膨体聚四氟乙烯密封材料，其特征在于，硅烷偶联剂和全氟醚溶剂与6#溶剂油需密封储存在冷库。
5.根据权利要求4所述的膨体聚四氟乙烯密封材料，其特征在于，冷库温度控制在2-5℃内。
6.根据权利要求1所述的膨体聚四氟乙烯密封材料，其特征在于，水解液配制具体过程如下：硅烷偶联剂20份，乙醇/丙醇100-120份，水10-20份，酸性水解液pH稳定在3，加入容量瓶内混合，置于50℃的水浴/油浴锅内，用搅拌器搅动30-60min。
7.根据权利要求1所述的膨体聚四氟乙烯密封材料，其特征在于，水解液与全氟醚溶剂配制过程如下：将水解过后放置于分液漏斗中静置6h，得到下层液体，与全氟醚溶剂按质量比1:10混合。
8.一种如权利要求1-7任一项所述的膨体聚四氟乙烯密封材料的制备方法，其特征在于，包括以下具体步骤：
膨体密封材料的择选：选择膨体聚四氟乙烯密封带材；
配制浸泡液A：在常温状态下，将氟改性丙烯酸酯与6#溶剂油以1：4质量比配制成浸泡液A，混合均匀后倒入液槽；
烘干：将材料放在烘箱内在50℃下烘干60min；
浸泡收卷：使用浸泡液A，液槽处于收卷装置的双臂之间，将待处理的膨体聚四氟乙烯密封带材用气泵固定在双臂的一边，调整好收卷电流大小为0.2A，控制张力为15N，使聚四氟乙烯密封带材浸泡在液槽后得到前驱体；
配制浸泡液B：将水解硅烷偶联剂：醇类：去离子水以20：100-120：10-20份数在酸性条件pH=3下，制成水解液，再将水解液与全氟醚溶剂配制成1:10质量比的溶液B；
二次处理：使用溶液B，重复将前驱体浸泡到烘干，浸泡至饱和状态，后继续烘干固化；
定型：将二次处理后的膨体聚四氟乙烯密封带材，在100℃条件下以2.5m/s通过，进行定型，使带材彻底固化，完成防止燃油、液压油渗透的膨体聚四氟乙烯密封材料的制备。
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