CN112812477B - 一种填充改性聚四氟乙烯及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于高分子材料技术领域,尤其涉及一种填充改性聚四氟乙烯及其制备方法。本发明提供的填充改性聚四氟乙烯由共振混合粉料经过熟化、模压挤出、压延、除助挤剂和拉伸膨化制成;所述共振混合粉料的成分包括聚四氟乙烯树脂、碳纳米管、含氟硅烷偶联剂和助挤剂。本发明通过采用共振混合技术替代传统高速混合,避免了聚四氟乙烯树脂在混料过程中纤维化,改善了聚四氟乙烯树脂基材料的膨化性能;同时通过添加含氟硅烷偶联剂,显著提高了碳纳米管与聚四氟乙烯的界面相容性,提升了碳纳米管在聚四氟乙烯中的分散均匀度;在此基础上,结合拉伸膨化技术,制备获得了高导电性、高机械强度和低密度的填充改性聚四氟乙烯材料。
Description
技术领域
本发明属于高分子材料技术领域,尤其涉及一种填充改性聚四氟乙烯及其制备方法。
背景技术
聚四氟乙烯(PTFE)具有优异的耐高温、耐腐蚀、不粘、自润滑、高介电、低摩擦等优异的性能,可制成管、棒、带、板、薄膜等,在性能要求较高的耐腐蚀的管道、容器、泵、阀以及制雷达、高频通讯器材、无线电器材等具有广泛用途的工程塑料。
近年来,随着聚四氟乙烯材料的广泛应用,为了满足市场对于不同性能聚四氟乙烯材料的需求,越来越多的填充改性聚四氟乙烯材料被开发出来,常见的填充剂有碳纳米管、玻璃纤维、金属、金属化氧化物、石墨、二硫化钼、碳纤维、聚酰亚胺等。
碳纳米管因具有高长径比、高导热系数、高导电性等优点,理论上是一种非常理想的聚四氟乙烯填充改性用导电填料。但碳纳米管与聚四氟乙烯的界面相容性较差,导致碳纳米管难以在聚四氟乙烯中分散均匀,从而对填充改性材料的导电性能和机械强度造成一定的影响。此外,现有填充改性聚四氟乙烯材料还存在着膨化性能欠佳的问题,导致材料膨化处理后的密度普遍较高。
发明内容
有鉴于此,本发明的目的在于提供一种填充改性聚四氟乙烯及其制备方法,本发明提供的填充改性聚四氟乙烯具有优异的导电性、较高的机械强度和较低的密度。
本发明提供了一种填充改性聚四氟乙烯,由共振混合粉料经过熟化、模压挤出、压延、除助挤剂和拉伸膨化制成;
所述共振混合粉料的成分包括聚四氟乙烯树脂、碳纳米管、含氟硅烷偶联剂和助挤剂。
优选的,所述聚四氟乙烯树脂为分散聚四氟乙烯树脂、悬浮法聚四氟乙烯树脂或共聚改性聚四氟乙烯树脂;所述碳纳米管为功能化碳纳米管;所述含氟硅烷偶联剂为1H,1H,2H,2H-全氟癸基三乙氧基硅烷或1H,1H,2H,2H-全氟辛基三甲氧基硅烷。
优选的,所述聚四氟乙烯树脂、碳纳米管和含氟硅烷偶联剂的质量比为1000:(50~100):(1~2)。
优选的,所述填充改性聚四氟乙烯由所述拉伸膨化后得到的产物再经烧结定型制成。
本发明提供了一种填充改性聚四氟乙烯的制备方法,包括以下步骤:
a)制备共振混合粉料;所述共振混合粉料的成分包括聚四氟乙烯树脂、碳纳米管、含氟硅烷偶联剂和助挤剂;
b)将所述共振混合粉料依次进行熟化、模压挤出、压延、除助挤剂和拉伸膨化,得到填充改性聚四氟乙烯。
优选的,所述共振混合粉料按照以下步骤制备得到:
a1)直接将聚四氟乙烯树脂、碳纳米管、含氟硅烷偶联剂和助挤剂进行共振混合,得到共振混合粉料;
或,a2)先将碳纳米管、含氟硅烷偶联剂和助挤剂进行共振混合,之后再与聚四氟乙烯树脂继续共振混合,得到共振混合粉料;
或,a3)先利用含氟硅烷偶联剂对碳纳米管进行改性处理,得到改性碳纳米管;之后再将所述改性碳纳米管与聚四氟乙烯树脂和助挤剂进行共振混合,得到共振混合粉料。
优选的,步骤a1)、a2)和a3)中,所述共振混合的振动加速度为10~100G;所述共振混合的总时间为15~45min。
优选的,所述熟化的温度为40~50℃;所述熟化的时间为18~36h。
优选的,所述模压挤出包括模压成型和模压成型物挤出两道工序;
所述模压成型的压力为2~4MPa;所述模压成型的时间为2~5min;
所述模压成型物挤出的压力为8~9MPa。
优选的,所述拉伸膨化的温度为200~300℃;所述拉伸膨化的倍数为3~5倍。
优选的,还包括:对所述拉伸膨化后得到的产物进行烧结定型。
优选的,所述烧结定型的温度为300~400℃;所述烧结定型的时间为1~3min。
与现有技术相比,本发明提供了一种填充改性聚四氟乙烯及其制备方法。本发明提供的填充改性聚四氟乙烯由共振混合粉料经过熟化、模压挤出、压延、除助挤剂和拉伸膨化制成;所述共振混合粉料的成分包括聚四氟乙烯树脂、碳纳米管、含氟硅烷偶联剂和助挤剂。本发明通过采用共振混合技术替代传统高速混合,避免了聚四氟乙烯树脂在混料过程中纤维化,改善了聚四氟乙烯树脂基材料的膨化性能;同时通过添加含氟硅烷偶联剂,显著提高了碳纳米管与聚四氟乙烯的界面相容性,提升了碳纳米管在聚四氟乙烯中的分散均匀度;在此基础上,结合拉伸膨化技术,制备获得了高导电性、高机械强度和低密度的填充改性聚四氟乙烯材料。实验结果表明,本发明提供的填充改性聚四氟乙烯的电阻率为6×104~7×109Ω.cm,拉伸强度为6~14MPa,密度为0.6~0.8g/cm3。
具体实施方式
下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
本发明提供了一种填充改性聚四氟乙烯,由共振混合粉料经过熟化、模压挤出、压延、除助挤剂和拉伸膨化制成。
所述共振混合粉料的成分包括聚四氟乙烯树脂、碳纳米管、含氟硅烷偶联剂和助挤剂。
本发明提供的填充改性聚四氟乙烯由共振混合粉料制成,所述共振混合粉料的成分包括聚四氟乙烯树脂、碳纳米管、含氟硅烷偶联剂和助挤剂。其中,所述聚四氟乙烯树脂优选为分散聚四氟乙烯树脂、悬浮法聚四氟乙烯树脂或共聚改性聚四氟乙烯树脂,更优选为分散聚四氟乙烯树脂,所述分散聚四氟乙烯树脂的牌号优选为601X,上述牌号的分散聚四氟乙烯树脂由大金氟化工提供;所述碳纳米管优选为功能化碳纳米管,所述功能化碳纳米管优选为羟基化碳纳米管或羧基化碳纳米管,所述羟基化碳纳米管的型号优选为TNDH,所述羧基化碳纳米管的型号优选为TNDC,上述型号的羟基化碳纳米管和羧基化碳纳米管均由中国科学院成都有机化学有限公司提供;所述含氟硅烷偶联剂优选为1H,1H,2H,2H-全氟癸基三乙氧基硅烷或1H,1H,2H,2H-全氟辛基三甲氧基硅烷;所述助挤剂的牌号优选为IsoparK,上述牌号的IsoparK由埃克森美孚公司提供;所述聚四氟乙烯树脂与碳纳米管的质量比优选为1000:(50~100);所述聚四氟乙烯树脂与含氟硅烷偶联剂的质量比优选为1000:(1~2);所述四氟乙烯树脂与助挤剂的质量比优选为1000:(280~320)。
在本发明提供的填充改性聚四氟乙烯中,所述共振混合粉料由原料物经过共振混合后得到;所述共振混合一种新型无桨混合方式,其通过机械共振原理产生高强度振动,从而在混合物料中产生低频高强度波使物料均匀混合。在本发明中,所述共振混合粉料优选按照以下步骤制备得到:
a1)直接将聚四氟乙烯树脂、碳纳米管、含氟硅烷偶联剂和助挤剂进行共振混合,得到共振混合粉料;
或,a2)先将碳纳米管、含氟硅烷偶联剂和助挤剂进行共振混合,之后再与聚四氟乙烯树脂继续共振混合,得到共振混合粉料;
或,a3)先利用含氟硅烷偶联剂对碳纳米管进行改性处理,得到改性碳纳米管;之后再将所述改性碳纳米管与聚四氟乙烯树脂和助挤剂进行共振混合,得到共振混合粉料。
在本发明提供的上述制备步骤中,所述共振混合的振动加速度优选为10~100G(1G=9.8m/s2),更优选为40G;所述共振混合的总时间优选为15~45min,具体可为15min、30min或45min。步骤a2)中,一次共振混合的时间优选为15min,继续共振混合的时间优选为30min。步骤a3)中,所述改性处理的具体方式优选为将含氟硅烷偶联剂和碳纳米管在溶剂中混合,之后滤除溶剂并进行干燥,得到改性碳纳米管;所述溶剂优选为乙醇;所述干燥的温度优选为100~200℃,更优选为150℃。
在本发明中,所述填充改性聚四氟乙烯由所述共振混合粉料经过熟化、模压挤出、压延、除助挤剂和拉伸膨化后制成。其中,所述熟化的温度优选为40~50℃,更优选为45℃;所述熟化的时间优选为18~36h,更优选为24h;所述模压挤出优选包括模压成型和模压成型物挤出两道工序;所述模压成型的压力优选为2~4MPa,更优选为3MPa;所述模压成型的时间优选为2~5min,更优选为3min;所述模压成型物挤出的压力优选为8~9MPa;所述除助挤剂的方式优选为烘烤;所述烘烤的温度优选为180~220℃,更优选为200℃;所述烘烤的时间优选为3~8min,更优选为5min;所述拉伸膨化的温度优选为200~300℃,更优选为250℃;所述拉伸膨化的倍数优选为3~5倍。
在本发明中,所述填充改性聚四氟乙烯优选由所述拉伸膨化后得到的产物再经烧结定型制成;所述烧结定型的温度优选为300~400℃,更优选为350℃;所述烧结定型的时间优选为1~3min。
本发明还提供了一种填充改性聚四氟乙烯的制备方法,包括以下步骤:
a)制备共振混合粉料;所述共振混合粉料的成分包括聚四氟乙烯树脂、碳纳米管、含氟硅烷偶联剂和助挤剂;
b)将所述共振混合粉料依次进行熟化、模压挤出、压延、除助挤剂和拉伸膨化,得到填充改性聚四氟乙烯。
在本发明提供的制备方法中,首先制备共振混合粉料,所述共振混合粉料由原料物经过共振混合后得到,其具体成分包括聚四氟乙烯树脂、碳纳米管、含氟硅烷偶联剂和助挤剂。其中,所述聚四氟乙烯树脂优选为分散聚四氟乙烯树脂,所述分散聚四氟乙烯树脂的牌号优选为601X,上述牌号的分散聚四氟乙烯树脂由大金氟化工提供;所述碳纳米管优选为羟基化碳纳米管,所述羟基化碳纳米管的型号优选为TNDH,上述型号的羟基化碳纳米管由中国科学院成都有机化学有限公司提供;所述含氟硅烷偶联剂优选为1H,1H,2H,2H-全氟癸基三乙氧基硅烷;所述助挤剂的牌号优选为IsoparK,上述牌号的IsoparK由埃克森美孚公司提供;所述聚四氟乙烯树脂与碳纳米管的质量比优选为1000:(50~100);所述聚四氟乙烯树脂与含氟硅烷偶联剂的质量比优选为1000:(1~2);所述四氟乙烯树脂与助挤剂的质量比优选为1000:(280~320)。
在本发明提供的制备方法中,所述共振混合粉料优选按照以下步骤制备得到:
a1)直接将聚四氟乙烯树脂、碳纳米管、含氟硅烷偶联剂和助挤剂进行共振混合,得到共振混合粉料;
或,a2)先将碳纳米管、含氟硅烷偶联剂和助挤剂进行共振混合,之后再与聚四氟乙烯树脂继续共振混合,得到共振混合粉料;
或,a3)先利用含氟硅烷偶联剂对碳纳米管进行改性处理,得到改性碳纳米管;之后再将所述改性碳纳米管与聚四氟乙烯树脂和助挤剂进行共振混合,得到共振混合粉料。
在本发明提供的上述制备步骤中,所述共振混合的振动加速度优选为10~100G(1G=9.8m/s2),更优选为40G;所述共振混合的总时间优选为15~45min,具体可为15min、30min或45min。步骤a2)中,一次共振混合的时间优选为15min,继续共振混合的时间优选为30min。步骤a3)中,所述改性处理的具体方式优选为将含氟硅烷偶联剂和碳纳米管在溶剂中混合,之后滤除溶剂并进行干燥,得到改性碳纳米管;所述溶剂优选为乙醇;所述干燥的温度优选为100~200℃,更优选为150℃。
在本发明提供的制备方法中,得到共振混合粉料后,对所述共振混合粉料进行熟化。其中,所述熟化优选在烘箱中进行,所述共振混合粉料在放入烘箱之前优选进行密封;所述熟化的温度优选为40~50℃,更优选为45℃;所述熟化的时间优选为18~36h,更优选为24h。熟化结束后,得到熟化混合料。
在本发明提供的制备方法中,得到熟化混合料后,将所述熟化混合料模压成型。其中,所述模压成型的压力优选为2~4MPa,更优选为3MPa;所述模压成型的时间优选为2~5min,更优选为3min。模压成型结束后,将得到的模压成型物挤出。其中,所述挤出的压力优选为8~9MPa。
在本发明提供的制备方法中,模压成型物挤出后,对所述模压成型物进行压延,得到带状的压延物。其中,所述压延物的厚度优选为0.5~9mm,更优选为1~3mm,具体可为1mm或1.5mm。
在本发明提供的制备方法中,得到压延物后,脱除所述压延物中的助挤剂,脱除的方式优选为烘烤。其中,所述烘烤的温度优选为180~220℃,更优选为200℃;所述烘烤的时间优选为3~8min,更优选为5min。
在本发明提供的制备方法中,所述压延物脱除助挤剂后,进行拉伸膨化。其中,所述拉伸膨化的温度优选为200~300℃,更优选为250℃;所述拉伸膨化的倍数优选为3~5倍。拉伸膨化结束后,得到本发明提供的填充改性聚四氟乙烯。
在本发明提供的制备方法中,完成拉伸膨化后,优选对得到的拉伸膨化产物进行烧结定型。其中,所述烧结定型的温度优选为300~400℃,更优选为350℃;所述烧结定型的时间优选为1~3min。
本发明提供的技术方案通过采用共振混合技术替代传统高速混合,避免了聚四氟乙烯树脂在混料过程中纤维化,改善了聚四氟乙烯树脂基材料的膨化性能;同时通过添加含氟硅烷偶联剂,显著提高了碳纳米管与聚四氟乙烯的界面相容性,提升了碳纳米管在聚四氟乙烯中的分散均匀度;在此基础上,结合拉伸膨化技术,制备获得了高导电性、高机械强度和低密度的填充改性聚四氟乙烯材料。实验结果表明,本发明制备的填充改性聚四氟乙烯的电阻率为6×104~7×109Ω.cm,拉伸强度为6~14MPa,密度为0.6~0.8g/cm3。
为更清楚起见,下面通过以下实施例进行详细说明。
实施例1
一种填充改性聚四氟乙烯材料的制备方法,包括以下步骤:
将50g羟基化碳纳米管(TNDH,中国科学院成都有机化学有限公司)、1g 1H,1H,2H,2H-全氟癸基三乙氧基硅烷(南京能德新材料有限公司)、1000g分散聚四氟乙烯树脂(601X,大金氟化工)和280g助挤剂(IsoparK,埃克森美孚公司)加入共振混合机内混合均匀,混合加速度40G,时间30min;
将混合均匀的混合粉料密封放入45℃烘箱中熟化24h;熟化好的混合料在3MPa压力下模压3min成型为圆柱形;模压成型物在8MPa压力下挤出;挤出物压延成厚1.5mm的带;压延物在200℃烘箱中脱除助挤剂5min;在250℃拉伸箱中拉伸膨化3倍;在350℃烧结箱中烧结定型1min,即得填充改性聚四氟乙烯材料。
实施例2
一种填充改性聚四氟乙烯材料的制备方法,包括以下步骤:
预先将1g 1H,1H,2H,2H-全氟癸基三乙氧基硅烷(南京能德新材料有限公司)、280g助挤剂(IsoparK,埃克森美孚公司)、50g羟基化碳纳米管(TNDH,中国科学院成都有机化学有限公司)投放到共振混合机内,混合加速度40G,混合15min,再加入1000g分散聚四氟乙烯树脂(601X,大金氟化工)在相同混合加速度下继续混合30min;
将混合均匀的混合粉料密封放入45℃烘箱中熟化24h;熟化好的混合料在3MPa压力下模压3min成型为圆柱形;模压成型物在8MPa压力下挤出;挤出物压延成厚1.5mm的带;压延物在200℃烘箱中脱除助挤剂5min;在250℃拉伸箱中拉伸膨化5倍;在350℃烧结箱中烧结定型1min,即得填充改性聚四氟乙烯材料。
实施例3
一种填充改性聚四氟乙烯材料的制备方法,包括以下步骤:
首先将1g 1H,1H,2H,2H-全氟癸基三乙氧基硅烷(南京能德新材料有限公司)溶解在无水乙醇中,加入50g羧基化碳纳米管(TNDC,中国科学院成都有机化学有限公司)搅拌30min,过滤后150℃鼓风烘箱中干燥,制得改性碳纳米管;之后将制得的改性碳纳米管、1000g分散聚四氟乙烯树脂(601X,大金氟化工)和280g助挤剂(IsoparK,埃克森美孚公司,)投放到共振混合机内混合均匀,混合加速度40G,混合时间30min;
将混合均匀的混合粉料密封放入45℃烘箱中熟化24h;熟化好的混合料在3MPa压力下模压3min成型为圆柱形;模压成型物在8MPa压力下挤出;挤出物压延成厚1.5mm的带;压延物在200℃烘箱中脱除助挤剂5min;在250℃拉伸箱中拉伸膨化5倍;在350℃烧结箱中烧结定型3min,即得填充改性聚四氟乙烯材料。
实施例4
一种填充改性聚四氟乙烯材料的制备方法,包括以下步骤:
将100g羧基化碳纳米管(TNDC,中国科学院成都有机化学有限公司)、2g 1H,1H,2H,2H-全氟辛基三甲氧基硅烷(南京能德新材料有限公司)、1000g分散聚四氟乙烯树脂(601X,大金氟化工)和320g助挤剂(IsoparK,埃克森美孚公司)加入共振混合机内混合均匀,混合加速度40G,混合时间30min;
将混合均匀的混合粉料密封放入45℃烘箱中熟化24h;熟化好的混合料在3MPa压力下模压3min成型为圆柱形;模压成型物在8MPa压力下挤出;挤出物压延成厚1mm的带;压延物在200℃烘箱中脱除助挤剂5min;在250℃拉伸箱中拉伸膨化5倍;在350℃烧结箱中烧结定型1min,即得填充改性聚四氟乙烯材料。
实施例5
一种填充改性聚四氟乙烯材料的制备方法,包括以下步骤:
预先将2g 1H,1H,2H,2H-全氟辛基三甲氧基硅烷(南京能德新材料有限公司)、320g助挤剂(IsoparK,埃克森美孚公司)、100g羧基化碳纳米管(TNDC,中国科学院成都有机化学有限公司)投放到共振混合机内,混合加速度40G,混合15min,再加入1000g聚四氟乙烯树脂(601X,大金氟化工)在相同混合加速度下继续混合30min;
将混合均匀的混合粉料密封放入45℃烘箱中熟化24h;熟化好的混合料在3MPa压力下模压3min成型为圆柱形;模压成型物在8MPa压力下挤出;挤出物压延成厚1mm的带;压延物在200℃烘箱中脱除助挤剂5min;在250℃拉伸箱中拉伸膨化5倍;在350℃烧结箱中烧结定型2min,即得填充改性聚四氟乙烯材料。
实施例6
一种填充改性聚四氟乙烯材料的制备方法,包括以下步骤:
首先将2g硅烷偶联剂1H,1H,2H,2H-全氟辛基三甲氧基硅烷(南京能德新材料有限公司)溶解在无水乙醇中,加入100g羧基化碳纳米管(TNDC,中国科学院成都有机化学有限公司)搅拌30min,过滤后于150℃鼓风烘箱中干燥,制得改性碳纳米管;之后将制得的改性碳纳米管、1000g分散聚四氟乙烯树脂(601X,大金氟化工)和320g助挤剂(IsoparK,埃克森美孚公司)投放到共振混合机内混合均匀,混合加速度40G,混合时间30min;
将混合均匀的混合粉料密封放入45℃烘箱中熟化24h;熟化好的混合料在3MPa压力下模压3min成型为圆柱形;模压成型物在8MPa压力下挤出;挤出物压延成厚1mm的带;压延物在200℃烘箱中脱除助挤剂5min;在250℃拉伸箱中拉伸膨化5倍;在350℃烧结箱中烧结定型3min,即得填充改性聚四氟乙烯材料。
实施例7
一种填充改性聚四氟乙烯材料的制备方法,包括以下步骤:
将50g羟基化碳纳米管(TNDH,中国科学院成都有机化学有限公司)、1g 1H,1H,2H,2H-全氟癸基三乙氧基硅烷(南京能德新材料有限公司)、1000g分散聚四氟乙烯树脂(601X,大金氟化工)和280g助挤剂(IsoparK,埃克森美孚公司)投放到共振混合机内混合均匀,混合加速度40G,时间30min;
将混合均匀的混合粉料密封放入45℃烘箱中熟化24h;熟化好的混合料在3MPa压力下模压3min成型为圆柱形;模压成型物在9MPa压力下挤出;挤出物压延成厚1.5mm的带;压延物在200℃烘箱中脱除助挤剂5min;在250℃拉伸箱中拉伸膨化3倍,即得填充改性聚四氟乙烯材料。
指标检测
对实施例1~7制备的填充改性聚四氟乙烯材料进行检测,结果如表1所示:
表1填充改性聚四氟乙烯材料的检测结果
实施例 | 电阻率(Ω.cm) | 拉伸强度(MPa) | <![CDATA[密度(g/cm<sup>3</sup>)]]> |
1 | <![CDATA[5.2×10<sup>8</sup>]]> | 8.8 | 0.66 |
2 | <![CDATA[7.6×10<sup>8</sup>]]> | 8.2 | 0.71 |
3 | <![CDATA[6.8×10<sup>8</sup>]]> | 7.3 | 0.62 |
4 | <![CDATA[8.2×10<sup>4</sup>]]> | 12.1 | 0.68 |
5 | <![CDATA[7.6×10<sup>4</sup>]]> | 10.9 | 0.75 |
6 | <![CDATA[6.9×10<sup>4</sup>]]> | 13.2 | 0.72 |
7 | <![CDATA[6.8×10<sup>9</sup>]]> | 6.8 | 0.62 |
通过表1可以看出,本发明实施例制备的填充改性聚四氟乙烯材料具有优异的导电性、较高的机械强度和较低的密度。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种填充改性聚四氟乙烯,由共振混合粉料经过熟化、模压挤出、压延、除助挤剂和拉伸膨化制成;
所述共振混合粉料的成分包括聚四氟乙烯树脂、碳纳米管、含氟硅烷偶联剂和助挤剂;
所述聚四氟乙烯树脂、碳纳米管和含氟硅烷偶联剂的质量比为1000:(50~100):(1~2);所述含氟硅烷偶联剂为1H,1H,2H,2H-全氟癸基三乙氧基硅烷或1H,1H,2H,2H-全氟辛基三甲氧基硅烷;所述碳纳米管为羟基化碳纳米管或羧基化碳纳米管。
2.根据权利要求1所述的填充改性聚四氟乙烯,其特征在于,所述聚四氟乙烯树脂为分散聚四氟乙烯树脂、悬浮法聚四氟乙烯树脂或共聚改性聚四氟乙烯树脂。
3.根据权利要求1所述的填充改性聚四氟乙烯,其特征在于,所述填充改性聚四氟乙烯由所述拉伸膨化后得到的产物再经烧结定型制成。
4.一种填充改性聚四氟乙烯的制备方法,包括以下步骤:
a)制备共振混合粉料;所述共振混合粉料的成分包括聚四氟乙烯树脂、碳纳米管、含氟硅烷偶联剂和助挤剂;
所述聚四氟乙烯树脂、碳纳米管和含氟硅烷偶联剂的质量比为1000:(50~100):(1~2);所述含氟硅烷偶联剂为1H,1H,2H,2H-全氟癸基三乙氧基硅烷或1H,1H,2H,2H-全氟辛基三甲氧基硅烷;所述碳纳米管为羟基化碳纳米管或羧基化碳纳米管;
b)将所述共振混合粉料依次进行熟化、模压挤出、压延、除助挤剂和拉伸膨化,得到填充改性聚四氟乙烯。
5.根据权利要求4所述的制备方法,其特征在于,所述共振混合粉料按照以下步骤制备得到:
a1)直接将聚四氟乙烯树脂、碳纳米管、含氟硅烷偶联剂和助挤剂进行共振混合,得到共振混合粉料;
或,a2)先将碳纳米管、含氟硅烷偶联剂和助挤剂进行共振混合,之后再与聚四氟乙烯树脂继续共振混合,得到共振混合粉料;
或,a3)先利用含氟硅烷偶联剂对碳纳米管进行改性处理,得到改性碳纳米管;之后再将所述改性碳纳米管与聚四氟乙烯树脂和助挤剂进行共振混合,得到共振混合粉料。
6.根据权利要求5所述的制备方法,其特征在于,步骤a1)、a2)和a3)中,所述共振混合的振动加速度为10~100G;所述共振混合的总时间为15~45min。
7.根据权利要求4所述的制备方法,其特征在于,所述熟化的温度为40~50℃;所述熟化的时间为18~36h。
8.根据权利要求4所述的制备方法,其特征在于,所述模压挤出包括模压成型和模压成型物挤出两道工序;
所述模压成型的压力为2~4MPa;所述模压成型的时间为2~5min;
所述模压成型物挤出的压力为8~9MPa。
9.根据权利要求4所述的制备方法,其特征在于,所述拉伸膨化的温度为200~300℃;所述拉伸膨化的倍数为3~5倍。
10.根据权利要求4所述的制备方法,其特征在于,还包括:对所述拉伸膨化后得到的产物进行烧结定型;
所述烧结定型的温度为300~400℃;所述烧结定型的时间为1~3min。
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