CN1594484A - 膨化异型截面聚四氟乙烯密封带的制备方法 - Google Patents

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方秋利
罗恒华
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Abstract

本发明属于液压、气压密封技术领域，具体涉及一种膨化异型截面聚四氟乙烯密封带的制备方法。制备过程包括混料、预成型、推压、滚压、干燥、膨化工艺。使用本发明制备获得的聚四氟乙烯结构密封带，具有良好的化学稳定性、电绝缘性、自润滑性、使用温度为－240℃～260℃。特别适用于易渗透液体和气体的密封，可应用于各种形状密封结构、在各种负载情况下密封均匀、耐老化、弹性好、如应用于航空航天飞行器的飞机油箱、座舱口盖和其他结构缝等，也可适用于石化、化工、医药、天然气开发输送、船舶等行业中，是尖端科学和现代工业不可缺少的重要材料。

Description

膨化异型截面聚四氟乙烯密封带的制备方法
技术领域
本发明属于液压、气压密封技术领域，具体涉及一种膨化异型截面聚四氟乙烯新型结构密封带的制备方法。
背景技术
膨化异型截面聚四氟乙烯新型结构密封带材是国际上近年来新开发的适用于易渗透液体、气体的密封材料。它是由聚四氟乙烯材料经多向拉伸(即膨化处理)、滚压等工艺而形成的一种多孔材料。从外观上看，材料的表面光洁、柔软，但是在扫描电镜下可以看到材料的内部存在大量2μm～25μm的微孔，其孔率可占到60％以上。这一材料具有以下特点：无危害、重量轻、耐腐蚀、耐环境变化，克服了纯聚四氟乙烯密封材料的冷流性(蠕变)，由于其结构的特殊性，因此耐渗透性能特优，适用于各种形状密封结构，在各种负载情况下密封均匀、耐老化、弹性好、不会随着时间而硬化或脆化，使用温度范围从-240℃～260℃等，因此是一种非常理想的航空、航天飞行器用的密封材料。
膨化异型截面聚四氟乙烯密封带目前主要应用于航空航天飞行器系统，随着我国航空航天事业的迅速发展，其使用量和使用范围也正在不断扩大，应用的部分包括驾驶员舱盖、各检查、检修口、油箱、内舱接缝处等。这一产品特别适用于易渗透液体和气体的密封，由于使用方便，因此其应用的领域必将得到进一步的推广。目前国内外还没有关于膨化异型截面聚四氟乙烯密封带材制备方法的报道。
发明内容
本发明目的是提供一种密封性能特优、适用于易渗透液体、气体的膨化异型截面聚四氟乙烯密封带的制备方法。
本发明提出的膨化异型截面聚四氟乙烯密封带的制备方法，其具体步骤如下：
1、混料：将聚四氟乙烯树脂与助挤剂按100∶15-100∶30重量比配制，然后在混料机上混合均匀；
2、预成型：将上述混合料压制成同推压机模腔形状相同的坯体，预成型的条件为：压力控制在1.5MPa-4.0MPa，压缩速度控制在20mm/min-80mm/min，保压时间控制在1min-10min；
3、推压：将上述预成型后的坯体放入推压机的模腔内进行推压，在挤出口得到棒材，推压速度与挤出口膜的L/D(长度/直径)有关，推压的条件为：推压速度控制在0.5mm/s-1.5mm/s，L/D控制在4-10，挤出口的温度控制在45℃-65℃；
4、滚压：将推压得到的棒材通过异型截面辊筒滚压，得所需宽度和厚度的带材，滚压工艺的条件为：滚压速度控制在10mm/min-25mm/min，辊筒滚压温度控制在60℃-90℃；
5、干燥：对滚压出的带材加热，温度控制在120℃-180℃，除去经压延的带材上的助挤剂，得到聚四氟乙烯基带，基带的孔隙率控制在25％-35％；
6、膨化：将聚四氟乙烯基带快速拉伸，得到符合要求的异型截面聚四氟乙烯密封带，拉伸倍数控制在3～8倍，拉伸温度控制在150℃～280℃。
本发明中，所说的助挤剂包括溶剂油、石蜡油和煤油等之一种。
本发明中，由于膨化异型截面聚四氟乙烯密封带属特种结构密封带材，其对尺寸的要求较高，考虑到连续化生产，必须具备异型截面的辊筒和收、放卷装置。在滚压工艺的试验过程中，通过调节滚压压力、滚压速度和温度来确保工艺的稳定性。
本发明中，膨化异型截面聚四氟乙烯密封带的膨化工艺是关键工艺。通过膨化使聚四氟乙烯形成结与纤维的超微结构，纤维之间的空隙大小决定了多孔膜孔径的大小，结点的多少与大小决定了空隙率的多少，孔率和微孔孔径的均匀性是决定膨体聚四氟乙烯密封材料物理机械性能的关键因素。项目实施过程中，通过对膨化过程中的温度、速度和倍率等几个主要工艺参数的反复试验，使其膨化度达到60％以上。
根据本发明成型的膨化异型截面聚四氟乙烯密封带材是一种用的高性能密封材料，其主要力学性能指标为：相对密度(0.5±0.05)g/cm2，拉伸强度≥10MPa，断裂伸长率≥150％，收缩率≤2％。该密封带材料具有以下特点：无危害、重量轻、耐腐蚀、耐环境变化，特别适用于易渗透液体和气体的密封，可应用于各种形状密封结构、在各种负载情况下密封均匀、耐老化、弹性好、不会随着时间而硬化或脆化，使用温度范围从-240℃～260℃等。适用于航空航天飞行器的密封部位及部件，如应用于航空航天飞行器的飞机油箱、座舱口盖和其他结构缝等，也可适用于石化、化工、医药、天然气开发输送、船舶等行业中，是尖端科学和现代工业不可缺少的重要材料。
具体实施方式
实施例1：航空航天飞行器用膨化异型截面聚四氟乙烯密封带，厚度为0.5mm，具体步骤为：
1.混料：树脂与助挤剂的配比为：100∶18，助挤剂采用溶剂油；
2.预成型：压力控制在2.7MPa，保压时间为5min；压缩速度为58mm/min；
3.推压：推压速度为0.8mm/s，L/D为5，推压口的温度为55℃；
4.滚压：滚压速度为10mm/min，辊筒温度为65℃；
5.干燥：干燥温度为120℃；
6.膨化：拉伸倍数为4倍，温度为180℃。
实施例2：航空航天飞行器用异型截面膨化聚四氟乙烯密封带材，厚度为2.0mm，具体步骤同实施例1，树脂与助挤剂的配比为100∶22，助挤剂采用煤油；压力控制在3.2MPa，保压时间为7min；压缩速度为63mm/min；推压速度为0.9mm/s，L/D为6，推压口的温度为60℃；滚压速度为14mm/min，辊筒温度为75℃；基带干燥温度为170℃；膨化：拉伸倍数为6倍，拉伸温度为250℃。

Claims (2)

1、一种膨化异型截面聚四氟乙烯新型结构密封带的制备方法，其特征在于具体步骤如下：
(1)混料：将聚四氟乙烯树脂与助挤剂按100∶15-100∶30重量比配制，混合均匀；
(2)预成型：将上述混合料压制成同推压机模腔形状相同的坯体，预成型的条件为：压力为1.5MPa-4.0MPa，压缩速度为20mm/min-80mm/min，保压时间为1min-10min；
(3)推压：将上述预成型后的坯体放入推压机的模腔内进行推压，在推压口得到棒材，推压的条件为：推压速度为0.5mm/s-1.5mm/s，挤出口的模长度/直径为4-10，挤出口的温度为45℃-65℃；
(4)滚压：将推压得到的棒材通过异型截面辊筒滚压，制得所需宽度和厚度的带材，滚压工艺的条件为：滚压速度为10mm/min-25mm/min，辊筒滚压温度为60℃-90℃；
(5)干燥：加热温度为120℃-180℃，除去经压延的带材上的助挤剂，得到聚四氟乙烯基带，基带的孔隙率为25％-35％；
(6)膨化：将聚四氟乙烯基带快速拉伸，得到符合要求的异型截面聚四氟乙烯密封带，拉伸倍数为3～8倍，拉伸温度为150℃～280℃。
2、根据权利要求1所述的膨化异型截面聚四氟乙烯新型结构密封带的制备方法，其特征在于所说的助挤剂为溶剂油、石蜡油和煤油之一种。
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