CN113858645A - 一种使用玄武岩纤维网格布改性聚四氟乙烯的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种使用玄武岩纤维网格布改性聚四氟乙烯的方法，涉及聚四氟乙烯改性技术领域，解决现有技术中的聚四氟乙烯板材的拉伸强度和抗压强度均很低的问题，具体方法为：首先，在模具内平铺0.1‑0.2cm的聚四氟乙烯粉料，然后在聚四氟乙烯粉料上方放入玄武岩纤维网格布，再在玄武岩纤维网格布上方平铺0.1‑0.2cm的聚四氟乙烯粉料；然后将铺好物料的模具放入模压机中，先预压成型，再进行保压处理；最后将成型之后的材料放入到烧结炉内进行退火处理，烧结后取出材料，冷却至室温即可；改性之后的聚四氟乙烯制备的板材的拉伸强度为100‑120Mpa，抗压强度为80‑90Mpa，比现有的聚四氟乙烯板材性能提升500％。
Description
技术领域
本发明涉及聚四氟乙烯改性技术领域，更具体的是涉及使用玄武岩纤维网 格布改性聚四氟乙烯技术领域。
背景技术
聚四氟乙烯，是由四氟乙烯经聚合而成的高分子化合物，具有优良的化学 稳定性、耐腐蚀性、密封性、高润滑不粘性、电绝缘性和良好的抗老化耐力， 用作工程塑料，可制成聚四氟乙烯管、棒、带、板、薄膜等，一般应用于性能 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。
玄武岩纤维网格布是以玄武岩纤维机织物为基材，经高分子抗乳液浸泡涂 层,从而具有良好的抗碱性、柔韧性以及经纬向高度抗拉力，可被广泛用于建筑 物内外墙体保温、防水、防火、抗裂等。
聚四氟乙烯与玄武岩纤维网格布均具有各自的性能优点和缺点，其中聚四 氟乙烯模压板就存在拉伸强度和抗压强度均较低的问题，虽然目前为了扩大聚 四氟乙烯的应用领域，有对其进行增强改性的技术方案提出，但是使用玄武岩 纤维网格布聚四氟乙烯进行增强改性的工艺较少，而且目前的改性工艺也存在 改性效果不好的问题，改性之后的聚四氟乙烯的拉伸强度和抗压强度增加不明 显。
发明内容
本发明的目的在于解决现有技术中存在的聚四氟乙烯板材的拉伸强度和抗 压强度均很低的问题，为了解决上述技术问题，本发明提供一种使用玄武岩纤 维网格布改性聚四氟乙烯的方法。
本发明为了实现上述目的具体采用以下技术方案：
一种使用玄武岩纤维网格布改性聚四氟乙烯的方法，包括以下步骤：
步骤1：在模具内平铺0.3-0.5mm的聚四氟乙烯粉料，然后在聚四氟乙烯粉 料上方放入玄武岩纤维网格布，再在玄武岩纤维网格布上方平铺 0.3-0.5mm的聚四氟乙烯粉料，依次类推：0.3-0.5mm厚度的聚四氟 乙烯之间夹入一层玄武岩纤维布，最上层和最下层为聚四氟乙烯材 料；改性之后的聚四氟乙烯的层数至少为3层；
步骤2：将步骤1中铺好的物料放入模压机中，先预压成型，再进行保压处 理；
步骤3：将成型之后的材料放入到烧结炉内进行退火处理，烧结后取出材料， 冷却至室温即可得到改性后的聚四氟乙烯。
进一步的，制备玄武岩纤维网格布的玄武岩纤维为使用表面处理剂处理之 后，再由组合树脂浸渍并固化而成的改性玄武岩纤维。
进一步的，所述表面改性剂包括γ―(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷； 所述组合树脂的成分包括乙烯基树脂和环氧树脂。
进一步的，所述乙烯基树脂与环氧树脂的质量比为(2-3):1。
进一步的，所述改性玄武岩纤维的处理方法为：
(1)将表面改性剂配置成浓度为3-4％的溶液，然后将玄武岩纤维在该溶液 中浸泡1-1.5h，浸泡之后取出烘干即可得到表面处理之后的玄武岩纤 维；
(2)将乙烯基树脂和环氧树脂混合均匀后制备成胶液，然后使用涂刷工具 将该胶液涂覆在经过表面处理之后的玄武岩纤维上。
通过使用表面处理剂对玄武岩纤维进行改性处理，使用改性处理之后的玄 武岩纤维制得的玄武岩纤维网格布与聚四氟乙烯之间的相容性更好，提高了玄 武岩纤维网格布对聚四氟乙烯的增强效果，降低了线膨胀系数。
进一步的，步骤1中的玄武岩纤维网格布的网格密度为8*8/cm-12*12/cm， 厚度0.1-0.2mm。
进一步的，步骤2中预压成型时的压力值为18-30Mpa；保压时间为 15-30min。
进一步的，步骤3中对成型材料进行退火处理时的升温速度控制在30-50℃ /h，烧结温度控制在360℃-365℃；降温速度控制在10-25℃/h，降温至 100-120℃时进行保温处理3-4h。
技术原理：在聚四氟乙烯之间设置玄武岩纤维网格布，即可通过玄武岩纤 维网格布限制聚四氟乙烯的高分子链之间的相互移动，降低热压成型之后的聚 四氟乙烯材料的收缩率，提高了聚四氟乙烯材料的强度；同时玄武岩纤维网格 布采用表面处理之后，再使用组合树脂浸泡的方式进行先改性处理，使改性之 后的玄武岩纤维网格布与聚四氟乙烯在热压成型时的融合性更强，进一步增强 了改性之后的聚四氟乙烯的拉伸强度、压缩强度、弯曲强度。
本发明的有益效果如下：
通过使用改性之后的玄武岩纤维制备的玄武岩纤维网格布对聚四氟乙烯进 行热压成型改性之后，改性之后的改性聚四氟乙烯制备的聚四氟乙烯板材的拉 伸强度为95-120Mpa，抗压强度为70-90Mpa，比现有的聚四氟乙烯板材性能提 升500％。
具体实施方式
本发明的目的在于解决现有技术中存在的聚四氟乙烯板材的拉伸强度和抗 压强度均很低的问题，为了解决上述技术问题，本发明提供一种使用玄武岩纤 维网格布改性聚四氟乙烯的方法。
本发明为了实现上述目的具体采用以下技术方案：
实施例1
首先，对玄武岩纤维进行改性，具体为：
(1)将γ―(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷配置成浓度为3％的溶液，然后 将玄武岩纤维在该溶液中浸泡1h，浸泡之后取出烘干即可得到表面处理 之后的玄武岩纤维；
(2)将乙烯基树脂和环氧树脂按质量比为2:1的用量混合均匀后制备成胶液， 然后使用涂刷工具将该胶液涂覆在经过表面处理之后的玄武岩纤维上。
其次，使用上述方法处理之后得到的玄武岩纤维制备成网格密度为8*8/cm 的玄武岩纤维网格布。
最后，使用上述制备的玄武岩纤维网格布改性聚四氟乙烯，包括以下步骤：
步骤1：在模具内平铺0.3mm的聚四氟乙烯粉料，然后在聚四氟乙烯粉料上 方放入玄武岩纤维网格布，再在玄武岩纤维网格布上方平铺0.3mm的聚四氟乙 烯粉料；
步骤2：将步骤1中铺好的物料放入模压机中，先预压成型，预压成型时的 压力值为18Mpa；保压时间为15min；
步骤3：将成型之后的材料放入到烧结炉内进行退火处理，烧结后取出材料， 冷却至室温即可得到改性后的聚四氟乙烯；退火处理时的升温速度控制在30℃ /h，烧结温度控制在360℃；降温速度控制在10℃/h，降温至100℃时进行保 温处理3h。
实施例2
首先，对玄武岩纤维进行改性，具体为：
(1)将γ―(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷配置成浓度为3.5％的溶液，然 后将玄武岩纤维在该溶液中浸泡1.2h，浸泡之后取出烘干即可得到表面 处理之后的玄武岩纤维；
(2)将乙烯基树脂和环氧树脂按质量比为2.5:1的用量混合均匀后制备成胶 液，然后使用涂刷工具将该胶液涂覆在经过表面处理之后的玄武岩纤维 上。
其次，使用上述方法处理之后得到的玄武岩纤维制备成网格密度为 10*10/cm的玄武岩纤维网格布。
最后，使用上述制备的玄武岩纤维网格布改性聚四氟乙烯，包括以下步骤：
步骤1：在模具内平铺0.35mm的聚四氟乙烯粉料，然后在聚四氟乙烯粉料 上方放入玄武岩纤维网格布，再在玄武岩纤维网格布上方平铺0.35mm的聚四氟 乙烯粉料；
步骤2：将步骤1中铺好的物料放入模压机中，先预压成型，预压成型时的 压力值为25Mpa；保压时间为20min；
步骤3：将成型之后的材料放入到烧结炉内进行退火处理，烧结后取出材料， 冷却至室温即可得到改性后的聚四氟乙烯；退火处理时的升温速度控制在40℃ /h，烧结温度控制在363℃；降温速度控制在20℃/h，降温至110℃时进行保 温处理3.5h。
实施例3
首先，对玄武岩纤维进行改性，具体为：
(1)将γ―(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷配置成浓度为4％的溶液，然后 将玄武岩纤维在该溶液中浸泡1.5h，浸泡之后取出烘干即可得到表面处 理之后的玄武岩纤维；
(2)将乙烯基树脂和环氧树脂按质量比为3:1的用量混合均匀后制备成胶液， 然后使用涂刷工具将该胶液涂覆在经过表面处理之后的玄武岩纤维上。
其次，使用上述方法处理之后得到的玄武岩纤维制备成网格密度为 12*12/cm的玄武岩纤维网格布。
最后，使用上述制备的玄武岩纤维网格布改性聚四氟乙烯，包括以下步骤：
步骤1：在模具内平铺0.4mm的聚四氟乙烯粉料，然后在聚四氟乙烯粉料上 方放入玄武岩纤维网格布，再在玄武岩纤维网格布上方平铺0.4mm的聚四氟乙 烯粉料；
步骤2：将步骤1中铺好的物料放入模压机中，先预压成型，预压成型时的 压力值为30Mpa；保压时间为30min；
步骤3：将成型之后的材料放入到烧结炉内进行退火处理，烧结后取出材料， 冷却至室温即可得到改性后的聚四氟乙烯；退火处理时的升温速度控制在50℃ /h，烧结温度控制在365℃；降温速度控制在25℃/h，降温至120℃时进行保 温处理4h。
实施例4
首先，对玄武岩纤维进行改性，具体为：
(1)将γ―(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷配置成浓度为4％的溶液，然后 将玄武岩纤维在该溶液中浸泡1.3h，浸泡之后取出烘干即可得到表面处 理之后的玄武岩纤维；
(2)将乙烯基树脂和环氧树脂按质量比为2.3:1的用量混合均匀后制备成胶 液，然后使用涂刷工具将该胶液涂覆在经过表面处理之后的玄武岩纤维 上。
其次，使用上述方法处理之后得到的玄武岩纤维制备成网格密度为 11*11/cm的玄武岩纤维网格布。
最后，使用上述制备的玄武岩纤维网格布改性聚四氟乙烯，包括以下步骤：
步骤1：在模具内平铺0.45mm的聚四氟乙烯粉料，然后在聚四氟乙烯粉料 上方放入玄武岩纤维网格布，再在玄武岩纤维网格布上方平铺0.45mm的聚四氟 乙烯粉料；
步骤2：将步骤1中铺好的物料放入模压机中，先预压成型，预压成型时的 压力值为28Mpa；保压时间为20min；
步骤3：将成型之后的材料放入到烧结炉内进行退火处理，烧结后取出材料， 冷却至室温即可得到改性后的聚四氟乙烯；退火处理时的升温速度控制在45℃ /h，烧结温度控制在365℃；降温速度控制在15℃/h，降温至105℃时进行保 温处理4h。
实施例5
首先，对玄武岩纤维进行改性，具体为：
(1)将γ―(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷配置成浓度为4％的溶液，然后 将玄武岩纤维在该溶液中浸泡1.4h，浸泡之后取出烘干即可得到表面处 理之后的玄武岩纤维；
(2)将乙烯基树脂和环氧树脂按质量比为2.2:1的用量混合均匀后制备成胶 液，然后使用涂刷工具将该胶液涂覆在经过表面处理之后的玄武岩纤维 上。
其次，使用上述方法处理之后得到的玄武岩纤维制备成网格密度为9*9/cm 的玄武岩纤维网格布。
最后，使用上述制备的玄武岩纤维网格布改性聚四氟乙烯，包括以下步骤：
步骤1：在模具内平铺0.5mm的聚四氟乙烯粉料，然后在聚四氟乙烯粉料上 方放入玄武岩纤维网格布，再在玄武岩纤维网格布上方平铺0.5mm的聚四氟乙 烯粉料；
步骤2：将步骤1中铺好的物料放入模压机中，先预压成型，预压成型时的 压力值为20Mpa；保压时间为28min；
步骤3：将成型之后的材料放入到烧结炉内进行退火处理，烧结后取出材料， 冷却至室温即可得到改性后的聚四氟乙烯；退火处理时的升温速度控制在35℃ /h，烧结温度控制在365℃；降温速度控制在28℃/h，降温至115℃时进行保 温处理4h。
试验检测：将实施例1到实施例5中得到的改性聚四氟乙烯进行拉伸强 度和抗压强度的检测，同时将改性之前的聚四氟乙烯也进行拉伸强度和抗压 强度的检测，作为对比例，检测结果如下表所示。
根据上述检测结果可知，通过本申请中的改性方法实现了提高聚四氟乙 烯的拉伸强度和抗压强度的效果，对使用的玄武岩纤维网格布进行预处理之 后，提高了玄武岩纤维网格布与聚四氟乙烯之间的融合性，使其对聚四氟乙 烯的增强效果更好。
Claims (8)
1.一种使用玄武岩纤维网格布改性聚四氟乙烯的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：在模具内平铺0.3-0.5mm的聚四氟乙烯粉料，然后在聚四氟乙烯粉料上方放入厚度0.1-0.2mm玄武岩纤维网格布，再在玄武岩纤维网格布上方平铺0.3-0.5mm的聚四氟乙烯粉料，依次类推：0.3-0.5mm厚度的聚四氟乙烯之间夹入一层玄武岩纤维布，最上层和最下层为聚四氟乙烯材料；改性之后的聚四氟乙烯的层数至少为3层；
步骤2：将步骤1中铺好的物料放入模压机中，先预压成型，再进行保压处理；
步骤3：将成型之后的材料放入到烧结炉内进行退火处理，烧结后取出材料，冷却至室温即可得到改性后的聚四氟乙烯。
2.根据权利要求1所述的一种使用玄武岩纤维网格布改性聚四氟乙烯的方法，其特征在于，制备玄武岩纤维网格布的玄武岩纤维为使用表面处理剂处理之后，再由组合树脂浸渍并固化而成的改性玄武岩纤维。
3.根据权利要求2所述的一种使用玄武岩纤维网格布改性聚四氟乙烯的方法，其特征在于，所述表面改性剂包括γ―(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷；所述组合树脂的成分包括乙烯基树脂和环氧树脂。
4.根据权利要求3所述的一种使用玄武岩纤维网格布改性聚四氟乙烯的方法，其特征在于，所述乙烯基树脂与环氧树脂的质量比为(2-3):1。
5.根据权利要求2所述的一种使用玄武岩纤维网格布改性聚四氟乙烯的方法，其特征在于，所述改性玄武岩纤维的处理方法为：
(1)将表面改性剂配置成浓度为3-4％的溶液，然后将玄武岩纤维在该溶液中浸泡1-1.5h，浸泡之后取出烘干即可得到表面处理之后的玄武岩纤维；
(2)将乙烯基树脂和环氧树脂混合均匀后制备成胶液，然后使用涂刷工具将该胶液涂覆在经过表面处理之后的玄武岩纤维上。
6.根据权利要求1所述的一种使用玄武岩纤维网格布改性聚四氟乙烯的方法，其特征在于，步骤1中的玄武岩纤维网格布的网格密度为8*8/cm-12*12/cm，厚度0.1-0.2mm。
7.根据权利要求1所述的一种使用玄武岩纤维网格布改性聚四氟乙烯的方法，其特征在于，步骤2中预压成型时的压力值为18-30Mpa；保压时间为15-30min。
8.根据权利要求1所述的一种使用玄武岩纤维网格布改性聚四氟乙烯的方法，其特征在于，步骤3中对成型材料进行退火处理时的升温速度控制在30-50℃/h，烧结温度控制在360℃-365℃；降温速度控制在10-25℃/h，降温至100-120℃时进行保温处理3-4h。
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