CN113354913A - 一种聚四氟乙烯管材及其制备方法 - Google Patents

一种聚四氟乙烯管材及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本申请涉及一种聚四氟乙烯管材及其制备方法。一种聚四氟乙烯管材，包括如下重量份数的组分：增塑剂5‑10份；加强纤维15‑30份；改性聚四氟乙烯200‑250份；所述改性聚四氟乙烯的制备步骤如下：a、改性处理：将聚四氟乙烯、改性乳化液和引发剂加热混合，制得混合料；所述改性乳化液由甲基丙烯酸环氧丙酯、聚丙烯蜡、甲基丙烯酸六氟丁酯组成；b、接枝处理：将混合料与金属盐混合，并接通电极，电处理后，向聚四氟乙烯内加压通入六氟丙烯，并加热反应，制得改性聚四氟乙烯。本申请的聚四氟乙烯管材具有优良的抗拉强度和抗压强度，可满足在更多领域及环境下的应用。

Description

一种聚四氟乙烯管材及其制备方法
技术领域
本申请涉及聚四氟乙烯技术领域，更具体地说，它涉及一种聚四氟乙烯管材及其制备方法。
背景技术
聚四氟乙烯，俗称“塑料王”，是一种以四氟乙烯作为单体聚合制得的高分子聚合物。外观呈半透明白色柔软结晶状，且具有耐热、耐寒、耐腐蚀等优良性能，可在-180-260℃长期使用。继而被广泛应用于各个领域，且作为新型材料在国民经济中占有极其重要的地位，其中以聚四氟乙烯模压管材为例。
相关技术中的聚四氟乙烯管材是以聚四氟乙烯为主要原材料，经一系列压制烧结工艺制备而成的，其制备工艺易于控制，能批量化生产满足基本使用标准的管材。采用该工艺制得的管材虽具有良好的耐腐蚀性，但其抗拉强度和抗压强度普遍较差，继而受外力作用或高温等因素影响时，极易发生形变，继而管材原有的工作性能降低甚至无法正常使用。
因此，为使得聚四氟乙烯管材可满足在更多领域及环境下的应用，且具有良好的力学性能，不易发生形变，本申请提供一种抗拉强度和抗压强度较优的聚四氟乙烯管材。
发明内容
为保障模压管材的抗拉强度和抗压强度，本申请提供一种聚四氟乙烯管材及其制备方法。
第一方面，本申请提供一种聚四氟乙烯管材，采用如下的技术方案：
一种聚四氟乙烯管材，包括如下重量份数的组分：
增塑剂5-10份；
加强纤维15-30份；
改性聚四氟乙烯200-250份；
所述改性聚四氟乙烯的制备步骤如下：
a、改性处理：将聚四氟乙烯、改性乳化液和引发剂在100-120℃混合2-3h后，升温至180-200℃继续混合6-8h，制得混合料；
所述改性乳化液由甲基丙烯酸环氧丙酯、聚丙烯蜡、甲基丙烯酸六氟丁酯组成；
b、接枝处理：将混合料与金属盐混合，并接通电极，电极的电压为500-800V,通入电流为0.3-0.5A，处理60-120s后，向聚四氟乙烯内加压通入六氟丙烯，并加热至150-160℃，反应60-120min，制得改性聚四氟乙烯。
通过采用上述技术方案，所制得的聚四氟乙烯管材不易发生形变，推测其原因可能是聚四氟乙烯在与改性液混合加热后，改性乳化液在聚四氟乙烯的外侧包覆共聚，形成致密的交联网状共聚物，该交联网状共聚物在加入金属盐，并通入电压后，其内部会产生大量的结合自由基，继而进一步促进交联网状共聚物间交联接枝的同时，使得部分六氟丙烯可以结合到交联网状共聚物上，并形成具有强吸电子能力的全氟烷基和/或多氟烷基，且金属盐也可作为填料对交联网状共聚物做进一步结合填充，继而赋予了聚四氟乙烯管材优良的抗拉强度和抗压强度。
优选的，所述改性乳化液由甲基丙烯酸环氧丙酯、聚丙烯蜡和甲基丙烯酸六氟丁酯按重量比1：(2-3)：(0.5-0.8)组成。
通过采用上述技术方案，上述配比的甲基丙烯酸环氧丙酯、聚丙烯蜡和甲基丙烯酸六氟丁酯，其与聚四氟乙烯的包覆共聚效果最好，所形成的交联网状共聚物结构最为致密复杂，继而有利于后续处理工艺中接枝、填充的进行，保障了聚四氟乙烯管材的抗拉强度和抗压强度。
优选的，a中所述聚四氟乙烯、改性乳化液和引发剂按重量比1：(0.5-0.8):(0.03-0.05)混合。
通过采用上述技术方案，上述配比的聚四氟乙烯、改性乳化液和引发剂其包覆共聚效果最好，所形成的交联网状共聚物结构最为致密复杂，有利于后续交联网状共聚物间的接枝和填充，继而赋予了聚四氟乙烯管材优良的抗拉强度和抗压强度。
优选的，a中六氟丙烯的通气流量为0.50-1.0L/min,压强为2-3Mpa。
通过采用上述技术方案，上述流量和压强下的六氟丙烯，其在接枝处理过程中，与交联网状共聚物上结合自由基的结合力更强，且交联接枝化程度较高，所形成的全氟烷基和/或多氟烷基具有较强的强吸电子能力，继而保障了聚四氟乙烯管材的抗拉强度和抗压强度。
优选的，b中混合料与金属盐按重量比1：(0.05-0.15)混合。
通过采用上述技术方案，上述配比混合料与金属盐的配合效果最好，其电处理过程中，可赋予混合料较优导电性能的同时，金属盐也可作为填料与交联网状共聚物充分结合填充，继而使得交联网状共聚物的结构更为致密牢固，保障了聚四氟乙烯管材优良的抗拉强度和抗压强度。
优选的，所述金属盐由硫酸钡和二氧化钼按重量比1：(1-1.5)组成。
通过采用上述技术方案，上述配比的硫酸钡和二氧化钼，其复配作用较好，且能与交联网状共聚物充分结合填充，并通过填料本身的特性，赋予聚四氟乙烯管材较为优良的硬度和抗压强度，继而聚四氟乙烯管材受外力作用时，不易发生形变。
优选的，a中所述引发剂由过氧化二异丙苯和过硫酸铵中的一种或两种组成。
通过采用上述技术方案，上述配比引发剂中带有大量易分解成活性结合基的弱键，反应过程中通过弱键断裂，释放大量自由基，继而引发聚合反应的进行，且无机引发剂与有机引发剂具有较好的复配结合效果，其引发效果较为显著，改性乳化液可以充分在聚四氟乙烯的外侧包覆共聚，形成致密的交联网状共聚物。
优选的，所述增塑剂由双季戊四醇酯和环氧脂肪酸甲酯按重量比1：(0.5-1.5)组成。
通过采用上述技术方案，上述配比增塑剂中含有较多能与树脂相结合的活性基团，继而显著改善了树脂间的分散性和流动性，交联网状共聚物彼此粘附堆叠形成的层状结构最为致密复杂，继而保障了聚四氟乙烯管材较为优良的抗拉强度和柔韧性。
优选的，所述加强纤维由碳纤维和玻璃纤维按重量比1：(0.5-0.8)组成。
通过采用上述技术方案，上述配比的加强纤维可通过材质本身的特性，赋予聚四氟乙烯管材较为优良的抗压强度和硬度，且加强纤维可连续穿插与交联网状共聚物之间，并填充结合构成半互穿网络型聚合物，继而保障了聚四氟乙烯管材的抗拉强度和柔韧性。
第二方面，本申请提供一种聚四氟乙烯管材的制备方法，采用如下的技术方案：一种聚四氟乙烯管材的制备方法，包括以下步骤：
S1、原料混合：将改性聚四氟乙烯研磨粉碎后，过300μm筛，与加强纤维和增塑剂按对应重量份数混合加热，制得混合粉料；
S2、压制烧结：先将混合粉料加入至模具中，再经施压、排气、保压处理后，加热烧结，制得烧结料；
S3、冷却成型：将烧结料冷却至室温后，自模具中取出，即可制得聚四氟乙烯管材。
通过采用上述技术方案，上述制备方法较为简易的同时，各项参数条件易于控制，因而可适用于大规模产业化生产，且制得聚四氟乙烯管材性能稳定，均具有优良抗拉强度和抗压强度。
综上所述，本申请具有以下有益效果：
1、本申请通过在聚四氟乙烯上包覆形成交联网状共聚物，并通入电压，使得各组分间可相互交联接枝，配合六氟丙烯的通入，可形成具有强吸电子能力的全氟烷基和/或多氟烷基，继而加强了交联网状共聚物间的结合性能，保障了聚四氟乙烯管材优良的抗拉强度和抗压强度；
2、本申请通过硫酸钡和二氧化钼的添加，赋予聚四氟乙烯管材较为优良的硬度和抗压强度，且两者间具有一定复配作用，能与交联网状共聚物充分结合填充，继而聚四氟乙烯管材受外力作用时，不易发生形变；
3、本申请通过碳纤维与玻璃纤维的加入，赋予了聚四氟乙烯管材较为优良的抗压强度和硬度，且加强纤维可连续穿插与交联网状共聚物之间，填充结合构成半互穿网络型聚合物，继而保障了聚四氟乙烯管材的抗拉强度和柔韧性；
4、本申请中的制备步骤较为简易，且各项参数条件易于控制，继而有利于大批量产业化生产，且所制得聚四氟乙烯管材性能均一，均具有优异的抗拉强度和抗压强度。
具体实施方式
以下结合实施例对本申请作进一步详细说明。
本申请的各实施例中所用的原料，除下述特殊说明之外，其他均为市售：
聚四氟乙烯，CAS RN 9002-84-0，采购自山东穗华生物科技有限公司；
甲基丙烯酸环氧丙酯，CAS 106-91-2，采购自艾特(山东)新材料有限公司；
聚丙烯蜡，CAS 9002-88-4，采购自南京天诗新材料科技有限公司；
甲基丙烯酸六氟丁酯，CAS 36405-47-7，采购自武汉富鑫远科技有限公司；
六氟丙烯，CAS 116-15-4，采购自武汉卡诺斯科技有限公司；
二氧化钼，CAS 18868-43-4，采购自云南力莲生物有限公司；
过氧化二异丙苯，CAS 80-43-3，采购自郑州春秋化工有限公司；
过硫酸铵，CAS 7727-54-0，采购自济南汇锦川化工有限公司；
双季戊四醇酯，采购自山东瑞捷新材料有限公司；
环氧脂肪酸甲酯，CAS 6084-76-0，采购自江苏润丰合成科技有限公司；
碳纤维，500目，采购自东莞市上油防静电塑胶科技有限公司；
玻璃纤维，型号XM-2mm，采购自山东兴茂工程材料有限公司。
制备例
制备例1
一种改性聚四氟乙烯，其制备步骤如下：
a、改性处理：先将聚四氟乙烯、改性乳化液和引发剂按重量比1：0.3:0.02混合，即在100℃的条件下，以200r/min的转速搅拌2h，再升温至180℃，以300r/min的转速，继续搅拌6h，制得混合料；
改性乳化液由甲基丙烯酸环氧丙酯、聚丙烯蜡、甲基丙烯酸六氟丁酯按重量比1：1：0.3组成；
引发剂为过氧化二异丙苯；
b、接枝处理：先将混合料与金属盐按重量比1：0.01在150r/min的转速条件下混合，并接通电极，电极的电压为500V,通入电流为0.3A，处理60s后，再向聚四氟乙烯内通入六氟丙烯，六氟丙烯的通气流量为0.25L/min，压强为1Mpa，并加热至150℃，反应60min，制得改性聚四氟乙烯；
金属盐为硫酸钡。
制备例2
一种改性聚四氟乙烯，与制备例1的区别之处在于，制备步骤如下：
a、改性处理：先将聚四氟乙烯、改性乳化液和引发剂在110℃的条件下，以200r/min的转速搅拌2.5h，再升温至190℃，以300r/min的转速，继续搅拌7h，制得混合料；
b、接枝处理：先将混合料与金属盐在150r/min的转速条件下混合，并接通电极，电极的电压为650V,通入电流为0.4A，处理90s后，再向聚四氟乙烯内加压通入六氟丙烯，并加热至155℃，反应90min，制得改性聚四氟乙烯。
制备例3
一种改性聚四氟乙烯，与制备例1的区别之处在于，制备步骤如下：
a、改性处理：先将聚四氟乙烯、改性乳化液和引发剂在120℃的条件下，以200r/min的转速搅拌3h，再升温至200℃，以300r/min的转速，继续搅拌8h，制得混合料；
b、接枝处理：先将混合料与金属盐在150r/min的转速条件下混合，并接通电极，电极的电压为800V,通入电流为0.5A，处理120s后，再向聚四氟乙烯内加压通入六氟丙烯，并加热至160℃，反应120min，制得改性聚四氟乙烯。
制备例4
一种改性聚四氟乙烯，与制备例1的区别之处在于，a中所述改性乳化液由甲基丙烯酸环氧丙酯、聚丙烯蜡和甲基丙烯酸六氟丁酯按重量比1：2：0.5组成。
制备例5
一种改性聚四氟乙烯，与制备例1的区别之处在于，a中所述改性乳化液由甲基丙烯酸环氧丙酯、聚丙烯蜡和甲基丙烯酸六氟丁酯按重量比1：2.5：0.65组成。
制备例6
一种改性聚四氟乙烯，与制备例1的区别之处在于，a中所述改性乳化液由甲基丙烯酸环氧丙酯、聚丙烯蜡和甲基丙烯酸六氟丁酯按重量比1：3：0.8组成。
制备例7
一种改性聚四氟乙烯，与制备例1的区别之处在于，a中所述改性乳化液由甲基丙烯酸环氧丙酯、聚丙烯蜡和甲基丙烯酸六氟丁酯按重量比1：4：1组成。
制备例8
一种改性聚四氟乙烯，与制备例1的区别之处在于，a中所述聚四氟乙烯、改性乳化液和引发剂按重量比1：0.5:0.03混合。
制备例9
一种改性聚四氟乙烯，与制备例1的区别之处在于，a中所述聚四氟乙烯、改性乳化液和引发剂按重量比1：0.65:0.04混合。
制备例10
一种改性聚四氟乙烯，与制备例1的区别之处在于，a中所述聚四氟乙烯、改性乳化液和引发剂按重量比1：0.8:0.05混合。
制备例11
一种改性聚四氟乙烯，与制备例1的区别之处在于，a中所述聚四氟乙烯、改性乳化液和引发剂按重量比1：1:0.06混合。
制备例12
一种改性聚四氟乙烯，与制备例1的区别之处在于，b中六氟丙烯的通气流量为0.50L/min，压强为2Mpa
制备例13
一种改性聚四氟乙烯，与制备例1的区别之处在于，b中六氟丙烯的通气流量为0.75L/min，压强为2.5Mpa
制备例14
一种改性聚四氟乙烯，与制备例1的区别之处在于，b中六氟丙烯的通气流量为1.0L/min，压强为3Mpa
制备例15
一种改性聚四氟乙烯，与制备例1的区别之处在于，b中六氟丙烯的通气流量为1.25L/min，压强为4Mpa
制备例16
一种改性聚四氟乙烯，与制备例1的区别之处在于，b中混合料与金属盐按重量比1：0.05混合。
制备例17
一种改性聚四氟乙烯，与制备例1的区别之处在于，b中混合料与金属盐按重量比1：0.10混合。
制备例18
一种改性聚四氟乙烯，与制备例1的区别之处在于，b中混合料与金属盐按重量比1：0.15混合。
制备例19
一种改性聚四氟乙烯，与制备例1的区别之处在于，b中混合料与金属盐按重量比1：0.20混合。
制备例20
一种改性聚四氟乙烯，与制备例1的区别之处在于，b中由硫酸钡和二氧化钼按重量比1：0.5组成。
制备例21
一种改性聚四氟乙烯，与制备例1的区别之处在于，b中由硫酸钡和二氧化钼按重量比1：1组成。
制备例22
一种改性聚四氟乙烯，与制备例1的区别之处在于，b中由硫酸钡和二氧化钼按重量比1：1.25组成。
制备例23
一种改性聚四氟乙烯，与制备例1的区别之处在于，b中由硫酸钡和二氧化钼按重量比1：1.5组成。
制备例24
一种改性聚四氟乙烯，与制备例1的区别之处在于，b中由硫酸钡和二氧化钼按重量比1：2组成。
制备例25
一种改性聚四氟乙烯，与制备例1的区别之处在于，a中引发剂为过硫酸铵。
制备例26
一种改性聚四氟乙烯，与制备例1的区别之处在于，a中引发剂由过氧化二异丙苯和过硫酸铵。
实施例
实施例1
一种聚四氟乙烯管材，各组分及其相应的重量如表1所示，并通过如下步骤制备获得：
S1、原料混合：将相应重量的改性聚四氟乙烯研磨，过300μm筛后，与加强纤维、增塑剂和加强纤维按对应重量加热至150℃，以200r/min混合30min,制得混合粉料；
增塑剂为双季戊四醇酯；
加强纤维为碳纤维；
S2、压制烧结：先将混合粉料加入至模具中，再施加30Mpa压强，并排气5次，控制压强45Mpa保压处理90min后，加热至250℃,烧结8h，再升温至360℃,烧结48h，制得烧结料；
S3、冷却：将烧结料冷却至室温后，自模具中取出，即可制得聚四氟乙烯管材。
实施例2-6
一种聚四氟乙烯管材，与实施例1的不同之处在于，各组分及其相应的重量如表1所示。
表1实施例1-6中各组分及其重量(kg)
Figure BDA0003143762140000081
实施例7-31
一种聚四氟乙烯管材，与实施例1的不同之处在于，所用改性聚四氟乙烯的使用情况不同，具体对应关系如表2所示。
表2实施例7-31中改性聚四氟乙烯使用情况对照表
Figure BDA0003143762140000082
Figure BDA0003143762140000091
Figure BDA0003143762140000101
实施例32
一种聚四氟乙烯管材，与实施例1的不同之处在于，增塑剂为环氧脂肪酸甲酯。
实施例33
一种聚四氟乙烯管材，与实施例1的不同之处在于，增塑剂由双季戊四醇酯和环氧脂肪酸甲酯按重量比1：0.1组成。
实施例34
一种聚四氟乙烯管材，与实施例1的不同之处在于，增塑剂由双季戊四醇酯和环氧脂肪酸甲酯按重量比1：0.5组成。
实施例35
一种聚四氟乙烯管材，与实施例1的不同之处在于，增塑剂由双季戊四醇酯和环氧脂肪酸甲酯按重量比1：1组成。
实施例36
一种聚四氟乙烯管材，与实施例1的不同之处在于，增塑剂由双季戊四醇酯和环氧脂肪酸甲酯按重量比1：1.5组成。
实施例37
一种聚四氟乙烯管材，与实施例1的不同之处在于，增塑剂由双季戊四醇酯和环氧脂肪酸甲酯按重量比1：2组成。
实施例38
一种聚四氟乙烯管材，与实施例1的不同之处在于，加强纤维为玻璃纤维。
实施例39
一种聚四氟乙烯管材，与实施例1的不同之处在于，加强纤维由碳纤维和玻璃纤维按重量比1：0.3组成。
实施例40
一种聚四氟乙烯管材，与实施例1的不同之处在于，加强纤维由碳纤维和玻璃纤维按重量比1：0.5组成。
实施例41
一种聚四氟乙烯管材，与实施例1的不同之处在于，加强纤维由碳纤维和玻璃纤维按重量比1：0.65组成。
实施例42
一种聚四氟乙烯管材，与实施例1的不同之处在于，加强纤维由碳纤维和玻璃纤维按重量比1：0.8组成。
实施例43
一种聚四氟乙烯管材，与实施例1的不同之处在于，加强纤维由碳纤维和玻璃纤维按重量比1：1组成。
对比例
对比例1
一种聚四氟乙烯管材，与实施例1的不同之处在于，聚四氟乙烯没有进行改性处理。
对比例2
一种聚四氟乙烯管材，与实施例1的不同之处在于，改性聚四氟乙烯由如下步骤制得：a、改性处理：先将聚四氟乙烯、改性乳化液和引发剂在80℃的条件下，以200r/min的转速搅拌1h，再升温至160℃，以300r/min的转速，继续搅拌4h，制得混合料；
b、接枝处理：先将混合料与金属盐在150r/min的转速条件下混合，并接通电极，电极的电压为300V,通入电流为0.2A，处理30s后，再向聚四氟乙烯内加压通入六氟丙烯，并加热至140℃，反应30min，制得改性聚四氟乙烯。
对比例3
一种聚四氟乙烯管材，与实施例1的不同之处在于，改性聚四氟乙烯由如下步骤制得：a、改性处理：先将聚四氟乙烯、改性乳化液和引发剂在140℃的条件下，以200r/min的转速搅拌4h，再升温至220℃，以300r/min的转速，继续搅拌10h，制得混合料；
b、接枝处理：先将混合料与金属盐在150r/min的转速条件下混合，并接通电极，电极的电压为1000V,通入电流为0.6A，处理150s后，再向聚四氟乙烯内加压通入六氟丙烯，并加热至170℃，反应150min，制得改性聚四氟乙烯。
对比例4
一种聚四氟乙烯管材，与实施例1的不同之处在于，改性乳化液中不含甲基丙烯酸环氧丙酯。
对比例5
一种聚四氟乙烯管材，与实施例1的不同之处在于，改性乳化液中不含聚丙烯蜡。
对比例6
一种聚四氟乙烯管材，与实施例1的不同之处在于，改性乳化液中不含甲基丙烯酸六氟丁酯。
对比例7
一种聚四氟乙烯管材，与实施例1的不同之处在于，改性乳化液中不含甲基丙烯酸环氧丙酯和聚丙烯蜡。
对比例8
一种聚四氟乙烯管材，与实施例1的不同之处在于，改性乳化液中不含甲基丙烯酸环氧丙酯和甲基丙烯酸六氟丁酯。
对比例9
一种聚四氟乙烯管材，与实施例1的不同之处在于，改性乳化液中不含聚丙烯蜡和甲基丙烯酸六氟丁酯。
性能检测试验
分别选取实施例1-43和对比例1-9中制得的聚四氟乙烯管材作为测试对象，测试其抗拉强度和抗压强度，测试结果记入表3。具体检测步骤和检测标准参照GB/T 1447-2005《纤维增强塑料拉伸性能试验方法》，GB/T 1039-1992《塑料力学性能试验方法总则》和QB/T4877-2015《聚四氟乙烯管材》。
表3力学性能测试结果
Figure BDA0003143762140000121
Figure BDA0003143762140000131
Figure BDA0003143762140000141
Figure BDA0003143762140000151
结合实施例1-6、对比例1并结合表3可以看出，实施例1-6的抗压强度均高于29.5Mpa，其抗拉强度均高于41.5Mpa。
实施例3为最优实施例，其抗压强度为32.6Mpa，抗拉强度可达45.8Mpa，可见该组分配比下制得的改性聚四氟乙烯管材，其抗拉强度和抗压强度均较强，且不易发生形变和断裂，继而使得该管材可应用在更多的领域及环境中。
对比例1中由于未采用改性聚四氟乙烯，其抗压强度仅为21.0Mpa，抗拉强度仅为22.3Mpa。
综上所述，改性聚四氟乙烯的加入，使得各组分间的连接关系更稳固，继而通过各组分间彼此交联，可填充构成致密的交联网状共聚物，赋予了聚四氟乙烯管材优良的抗拉强度和抗压强度。
结合实施例1、实施例7-8、对比例2-3并结合表3可以看出，实施例7-8的抗压强度均高于29.5Mpa，其抗拉强度均高于41.5Mpa。
实施例7为最优实施例，其抗压强度为30Mpa，抗拉强度可达42.3Mpa，可见制备例2中工艺为最优工艺，该参数条件下制得的改性聚四氟乙烯管材力学性能较为优异，不易发生形变。
采用对比例2-3中工艺条件制备得到的改性聚四氟乙烯管材，其抗拉强度和力学性能的提升均较小，其抗压强度低于24Mpa，抗拉强度低于33.5Mpa。
综上所述，该工艺条件下，聚四氟乙烯的改性效果最好，其能显著提升聚四氟乙烯管材的抗拉强度和抗压强度。
结合实施例1、实施例9-12、对比例4-9并结合表3可以看出，实施例9-12的抗压强度均高于32Mpa，其抗拉强度均高于45Mpa。
实施例10为最优实施例，其抗压强度为32Mpa，抗拉强度可达45.0Mpa，可见制备例5中改性乳化液配比为最优配比,。
对比例4-9中制得的改性乳化液，由于未同时加入三种组分，对聚四氟乙烯的改性效果较差，继而管材抗拉强度和抗压强度均较低，其抗压强度均低于25Mpa，抗拉强度均低于35.5Mpa。
综上所述，三种组分同时使用，且按重量比1：2.5：0.65混合时，协同效果最强，所包覆形成的交联网状共聚物最为致密复杂，继而可显著提升改性聚四氟乙烯管材的抗拉强度和抗压强度。
结合实施例1、实施例13-16并结合表3可以看出，实施例13-16的抗压强度均高于30Mpa，抗拉强度均高于42.5Mpa。
实施例14为最优实施例，其抗压强度为32.3Mpa，抗拉强度可达45.4Mpa，可见制备例9中各组分配比为最优条件。
综上所述，当a中所述聚四氟乙烯、改性乳化液和引发剂按重量比1：0.65:0.04混合，其包覆共聚效果最好，所形成的交联网状共聚物结构最为致密复杂，继而后续交联网状共聚物间的接枝和填充更为充分，保障了聚四氟乙烯管材的抗拉强度和抗压强度。
结合实施例1、实施例17-20并结合表3可以看出，实施例17-20的抗压强度均高于30Mpa，抗拉强度均高于42Mpa。
实施例18为最优实施例，其抗压强度可达31.2Mpa，抗拉强度为43.9Mpa，可见制备例13中通气流量和压强为最优条件。
综上所述，b中六氟丙烯的通气流量为0.75L/min，压强为2.5Mpa时，其在接枝处理过程中，所形成的全氟烷基和/或多氟烷基的吸电子能力较强，且交联接枝化程度最高，继而保障了聚四氟乙烯管材的抗拉强度和抗压强度。
结合实施例1、实施例21-24并结合表3可以看出，实施例21-24的抗压强度均高于30Mpa，其抗拉强度均高于42Mpa。
实施例22为最优实施例，其抗压强度为31.5Mpa，抗拉强度可达44.3Mpa，可见制备例17中组分配比为最优条件。
综上所述，b中混合料与金属盐按重量比1：0.10混合，其电处理过程中，混合料导电性能最为优异的同时，与交联网状共聚物的结合填充最为充分紧密，使得交联网状共聚物的结构更为牢固。
结合实施例1、实施例25-29并结合表3可以看出，实施例25-29的抗压强度均高于30Mpa，其抗拉强度均高于42Mpa。
实施例27为最优实施例，其抗压强度为31.4Mpa，抗拉强度可达44.2Mpa，可见制备例22中金属盐配比为最优条件。
综上所述，b中由硫酸钡和二氧化钼按重量比1：1.25组成时，其复配作用最好，且与交联网状共聚物的结合填充更为紧密，继而聚四氟乙烯管材受外力作用时，不易发生形变。
结合实施例1、实施例30-31并结合表3可以看出，实施例30-31的抗压强度均高于30Mpa，其抗拉强度均高于43Mpa。
实施例31为最优实施例，其抗压强度为31.2Mpa，抗拉强度可达43.8Mpa，可见制备例26中同时采用两种引发剂时，引发效果最好。
综上所述，a中引发剂由过氧化二异丙苯和过硫酸铵按重量比1:1组成时，其产生的自由基最多，且无机引发剂与有机引发剂具有较好的复配结合效果，继而改性乳化液可以充分在聚四氟乙烯的外侧包覆共聚，形成致密的交联网状共聚物。
结合实施例1、实施例32-37并结合表3可以看出，实施例33-37中同时使用两种组分时，其抗压强度均高于31Mpa，抗拉强度均高于43.5Mpa。
实施例35为最优实施例，其抗压强度为33.1Mpa，抗拉强度可达46.6Mpa，可见该组分配比增塑剂为最优配比。
综上所述，当增塑剂由双季戊四醇酯和环氧脂肪酸甲酯按重量比1：1组成时，其对各组分间分散性和流动性的改善较为明显，且活性基团数量更多，继而交联网状共聚物彼此粘附堆叠形成的层状结构最为致密复杂，保障了聚四氟乙烯管材的抗拉强度和柔韧性。
结合实施例1、实施例38-43并结合表3可以看出，实施例39-43中同时使用两种组分时，其抗压强度均高于30Mpa，抗拉强度均高于43Mpa。
实施例41为最优实施例，其抗压强度为32.8Mpa，抗拉强度可达46.1Mpa，可见该组分配比加强纤维为最优配比。
综上所述，当加强纤维由碳纤维和玻璃纤维按重量比1：0.65组成时，其与交联网状共聚物的穿插结合效果较好，继而填充结合形成半互穿网络型聚合物最为致密复杂，保障了聚四氟乙烯管材的抗拉强度和抗压强度。
本具体实施例仅仅是对本申请的解释，其并不是对本申请的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (10)

1.一种聚四氟乙烯管材，其特征在于，包括如下重量份数的组分：
增塑剂5-10份；
加强纤维 15-30份；
改性聚四氟乙烯200-250份；
所述改性聚四氟乙烯的制备步骤如下：
a、改性处理：将聚四氟乙烯、改性乳化液和引发剂在100-120℃混合2-3 h后，升温至180-200℃继续混合6-8 h，制得混合料；
所述改性乳化液由甲基丙烯酸环氧丙酯、聚丙烯蜡、甲基丙烯酸六氟丁酯组成；
b、接枝处理：将混合料与金属盐混合，并接通电极，电极的电压为500-800 V, 通入电流为0.3-0.5 A，处理60-120 s后，向聚四氟乙烯内加压通入六氟丙烯，并加热至150-160℃，反应60-120min，制得改性聚四氟乙烯。
2.根据权利要求1所述的聚四氟乙烯管材，其特征在于，a中所述改性乳化液由甲基丙烯酸环氧丙酯、聚丙烯蜡和甲基丙烯酸六氟丁酯按重量比1：（2-3）：（0.5-0.8）组成。
3.根据权利要求1所述的聚四氟乙烯管材，其特征在于，a中所述聚四氟乙烯、改性乳化液和引发剂按重量比1：（0.5-0.8）:（0.03-0.05）混合。
4.根据权利要求1所述的聚四氟乙烯管材，其特征在于，a中六氟丙烯的通气流量为0.50-1.0 L/min,压强为2-3 Mpa。
5.根据权利要求1所述的聚四氟乙烯管材，其特征在于，b中混合料与金属盐按重量比1：（0.05-0.15）混合。
6.根据权利要求1所述的聚四氟乙烯管材，其特征在于，所述金属盐由硫酸钡和二氧化钼按重量比1：（1-1.5）组成。
7.根据权利要求1所述的聚四氟乙烯管材，其特征在于，a中所述引发剂由过氧化二异丙苯和过硫酸铵中的一种或两种组成。
8.根据权利要求1所述的聚四氟乙烯管材，其特征在于，所述增塑剂由双季戊四醇酯和环氧脂肪酸甲酯按重量比1：（0.5-1.5）组成。
9.根据权利要求1所述的聚四氟乙烯管材，其特征在于，所述加强纤维由碳纤维和玻璃纤维按重量比1：（0.5-0.8）组成。
10.权利要求1-9任一所述的聚四氟乙烯管材的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、原料混合：将改性聚四氟乙烯研磨粉碎后，过300μm筛，与加强纤维和增塑剂按对应重量份数混合加热，制得混合粉料；
S2、压制烧结：先将混合粉料加入至模具中，再经施压、排气、保压处理后，加热烧结，制得烧结料；
S3、冷却成型：将烧结料冷却至室温后，自模具中取出，即可制得聚四氟乙烯管材。
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