SU562996A1 - Способ изготовлени изделий из политетрафторэтилена - Google Patents

Description

(54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ИЗДЕШЙ ИЗ ПОЛИТЕТРАФТОРЭТИЛЕНА

Изобретение относитс  к переработке полйгетрифгорэтилена , в частности к изготовлению изделий сложной формы из гаолитетрафторэттик вовых гранульных порошков (в СССР - фторо пласта 4). Изьесгао, что политетрафторэтилен (ПТФЭ) не переходит при нагревании в з зкотекучее состо ние, вследствие чего издел:-2  из него изготавливают методом прессованк  порошкообразного материала при обычных температурах (20-30С) с последующим сплавлением получен ной ЗбГОТОВКИ. Прессование порошкообразного ПТФЭ в слу чае изготовлешш изделий простых форм не предспшл ет затруднений. Однако при получешш нздепнй формы, например изделий с разной выозтой отдельных частей, таких как 2:-улкн с ycr/i MM, стаканы со сплошным ил  cKBOstbSM гешщем   друшх, прессование ПТФЭ оказываетс  доволыю сложным. Это св за1ю с тем что отдельные навески ПТФЭ не соедин ютс  между собой, подвергаютс  последовательному прессовешиб. Кроме того, ГГГФЭ не обладает сп6соб йостью рзстекапс  в форме и заполн ть ПОЛОСТИ, поднутрени  н тому подобное при его прессовании. Известен способ получени  изделий сложной формы из ПТФЭ, основанный на разделении навески ПТФЭ на части н применении нескольких пуансонов {1. Согласно этому способу издели  сложной формы условно раздел ют по плоскост м, но| али1ым к направлению прессовани , и подсчп-ывают вес порций ПТФЭ, необходимых дл  оформлени  отдельных частей детали сложной формы, засьииют первую навеску, выравнивают слой ПТФЭ, ввод т один из пуансонов, затем загружают последующую навеску и вставл ют второй пуаисон. После этого пресс-форму помещают на пресс   оба пуансона запрессовывают одаювременно. Этот способ требует применени  сложных пресс-форм н целого р дк ручных onepamrii, например, таких как загрузка и вьфавнивмше в пргесс-форме отделысых порций полктетрафторэтиле1ювого пороипса, что приводит к низкой производительности труда. Кроме того, в этом способе очень трудно избежать брака, поскольку повышенной чувствительности

полнтетрафторзтилена к сдвигу между отдельны ш навесками политетрафторэтилена и в местах перехода от одной толщины к другой образуютс  трещины. В отдельных случа х брак может достичь 709.

В св зи с этим широкое распространение имеет механическа  обработка ПТФЭ при изготовлении изделий сложной формы, но в этом случае в стружку уходит ценный материа Дююгда до 9Wf).

Известен также способ формовани  из

ПТФЭ изделий сложной формы, основанный на введении в полость пресс-формы порошка Frr®3 н эластичной массы - рез5шы 21.

В соответствии с этйм способом в прессфсфму , нратеющую сечекие, соответствующее ©ечэенню Еолучаек-ого издели , по бещают грасэулькьда аолшетрафторзтнл€1-1 -з зкастзршую массу (реэйну с твердостью по Иору A-SO), котора  дефоргйируетс  код действием 1орг.пи  пергдаши г© з§алеш5е внутрь иресс-формы во всек а раале5ш х, обесиечнаа  прессование заготовки которую вьшнмают из пресс-формы отдал ют от резины   спекают при температуре , по крайней мере, 327°С.

Этот относительно простой способ, не требукнций применени  сложных дорогосто щих пресс-форм, обладает некоторыми особенйосг ми .

Основной недостаток этого способа - нскаженкё формы (образование вогнутостей или выпуклостей) поверхностей изделий, спресо)ваюп гх под действием поперечного расивгроги  резикы, что обусловлено различным механизмом дефор лировани  порошка ПТФЭ и реашювой массы. В то speivia как порошок ПТФЭ при прессованю уплотн етс  за счет уда.17ений из него воздуха, при прессовавши резгшм последн   не уплои- л.етс , а деформируетс  в результате нлпркже :ш  сжата . Так как стетшь уплотнени  порошка ПТФЭ обычно составл ет 1:3-1:5, резинова  масса, подверга сь таким деформаци м, существенно измен ет свою форму , что обуспавливает отклонение фермы детали из ТГФЭ от заданной. Особанно сильно это про вл етс  при иэготовлешз; йэ.-етзгш с большой высотой, причем в nccrrezi :ef.-; случае Н8блй)даетс  образование трешкн 5з кзделйЯ-х нз-за неравномерного уплоткеша  к перемещени  слоев ПТФЭ при npeecossfss.

Целью йзо-бретенн   вл етс  ЖГетхгаленке ИЗ политетрафторогшленовогсг ssepoiiEca г-пде.пзж сложной формы с минимальными отклонени ми от заданной формы к без трешгш. Лпк досгажени  поставленной цели предлагаетс  в качестве эластичной массы использовать лолиурета  с пористостью 40-85 об.%.

Эластичный полиуретан можно примен ть совместно с другим неэластичным материалом, помещаемым на границе раздела между политетрафгорэтиленовым порошком и эластичным полиуретаном.

Предлагаемым способом могут быть также изготовлены издели  сложной формы из политетрафторэтилена с металлическими знаками (шпильками, винтами, шурупами и т.п.), которые помещают в пресс-форму на слой ггалкургтана перед загрузкой порошкообразного ПТФЭ.

Установлено, что эластичный колкуреган с пористостью 40-85 об.% сжкглаетс  в раз ЗГ5 счет деформации пор и прв этом Kg кзмек ет . своих поперечных резмеров. Псроагкообразный полнтетрафторэ-гю ек с-бьр гЕО насыпной вес 03-0,6 г/ск, а после пр;;сзБзKi5s ГЕОД действием давлени  250-500 кг/с;.- плотность таблеток составл ет 1,8-1,9 г/см, т.е. в процессе прессовани  порошок уплотк гтсй в 3-6 раз аналогично угаютиекх ю гп&сгкчного полиу5 етана с названной пористостью. Аналоги  поведени  при сжатии порошксовразного политетрафторэтилена и пористого зласгичного полиуретана позвол ет с большой точностью рассветать величину уплотнени  обсшх материалов при последующем совместном форMOSSHHH . Полученные т&кмм обрезом издели  сложной формы имеют лаши.мальные отклонейн  от заданных размеров (нагсример ± 0,5%). Опткмальньге результаты достигают прм использовании полиуретана с удельным объемом пор.равныы объему воздуха, наход щегос  между частицами свободно насыпанного политетрафторэтнлового

порошка . Так, например, пр  использовании ПТФЭ с насыпным весом 0,46 г/см наилучших результатов достигают пр  испольэ(жаи полиуретана с пористостью 65 об.% (пример 1), а при насьппюм весе 0,60 г/см предпочтителен по иуреган с пордастостью около 76 об,% (пример 3).

В предлагаемом способе можно также примек ть комбинацию слоев эластичной пористой кассы с разной пористостью каждого из CHOSE, а также слоистую комб1шацию из поркстого сло  и сло  из материала, не обладающего поркстастью , например металла. Одкгко прн зтом суммарш  кажущакс  пористость всех сиоев состазллг-, 40-85%;

г. , с вькокок гла.пкостью -iCfSepkiioCTK S fi-естак, где ло гпетрафгорэттке . сонрга гсзетс  при форшзБа5ай ; злйсп чкг/,.- гюплурспкок, |;елессобраз11с г-гг границе рэлдела между этими материалами помещать разделнтельг ук5 метг.аггй1 ескую прокладку толлгдшой 0,5-1,5 мм.

Предлагае «ьгй способ формовани   зделш ИЗ пилитетрафторэтмлека удобен также дл  изс готовлени  изделий с металлическими знаками (шпильками, винтами, шурупами), поскольку 1по 1ещаемый под металлическим знаком эласти ный пористый полиуретан при последующем прессовании позволит ему перемещатьс  на заданную глубину Металлический знак обычно помещают на полиуретановый слой до загрузк политетрафторэтиленового порошка, причем высота сло  пористого полиуретана должна соответствовать глубине, на которую должен опуститьс  знак при последующем прессовании . Пример 1. 5(Ю см порошка гранульного ПТФЭ с насыпным весом 0,45 г/см загру-жают в пресс-форму. Предварительно в пре форму ввод т кольцо КЗ вспененного полиурет на с пористостью 75%. Кольцо с наружным да амегром, равным SO мм, плотно прйзлегает к стенкам пресс-формы, внутренний диаметр кол ца состаэл ет 25 мм, а высота кольца равн ет с  40 мм. После совмесгаого прессовани  порошка ПТФЭ и полиурета ювого кольш под действием давлени  350 кг/см с вьщержкой в течение 2 мин заготовку вьггалкивают из пресс-формы и полиуретановое кольцо отдел ют от детали из ПТФЭ. После изготовлени  10 таких деталей их спекают при 380 С в течение 5 ч. Готовые детали в виде шайбы с уступом имеют диаметр 24 t 0,3 мм в той части, где при прессовании проходила граница ПТФЭ - полиуретан. После того, как готовые детали были разрезаны надвое вдоль оси, в них не было о&1аруже|ю ни трещин, ни расслоешп . П р и м е р 2. 1600 см порошка ПТФЭ с насыпным весом 0,40 г/см загружают в такую же пресс-форму, как в примере 1 В пресс-форму .ввод т четыре одинаковых по размерам кольца из полиуретана с обшей высотой 200 мм. Пористость двух колец составл ет 60 об.%, а остальных 85 об.%, так что суммарна  средн   пористость полиуретана 72,5 об.%. После прессовани  под давлением 300 кгс/см полиуретаиовые кольца.отдел ют от заготовки из ПТФЭ, а последнюю подвергают спеканию при 370 С в течение 6 ч. Готовые детали имеют диаметр 19 ± 0,2 мм в той части поверхности, котора  соприкасалась с волиуретаном в процессе прессовани . П р и м е р 3. Дл  получетга  стакана нспо .льзуют пресс-форму, s которую ввод т 100 см ПТФЭ с насыпным весом 0,60 г/см, а также лредваршельно уста авлнвают сплошной цилиндр из полиуретана, образующий зазор между стеюсамн пресс-формы, который заполн ют порсшосом ПТФЭ, кроме того, над цилиндром об зуетс  слой порошка ПТФЭ. После opcccoBaiffia под давлением 350 кгс/см из пресс-формы извлекают заготовку, отдел ют I деталь из ПТФЭ от полиуретана и подвергают спеканию при 380° С в течение 3 ч. Полученный стакан из ПТФЭ имеет наружный диаметр 49 мм, а внутренний диаметр 40 ±. 0,5 мм. Бочкообразность внутренней поверхности не превьшиет 0.8 мм. Образцы стаканов не имеют трещин и отслоеннй. П р и м е р 4 (контрольный). Изготовл ют издели  из ПТФЭ, как в примере 1. причем используют полиуретан с пористостью 88 об.%. После изготовлени  втулки из ПТФЭ и разделени  ПТФЭ и папиуретака по цилиндрической поверхности втулки обнаруживают поверхностные трещины н наслоени , в результате чего деталь из ПТФЭ склыю отличаетс  от заданнной формы. П р н м е р 5 {кокт{Х)льнын). Изготозл ют стакан из ПТФЭ, как э примере 3, пршмем пористосгь полк ретапй ссстакл ет 30 об.. После нзготовлекн  детали н удалени  полкуретана осматрккают виутренк5сю поверхность и из 5ep ют бочкообразность внутренней поверхности . Бочкообразность состгвл ет 1,5 мм, на внутренней noBepxiiocTH обнаруживают поверхностные складки н отслоени . П р и м е р 6. Изготовл ют изделие из ПТФЭ, как в примере 1, причем на кольцо из полиуретана {юмещвют тонкую металлическую прокладку, частично огре ичивающую ксжтакт поверх юсти полиуретанового кольца н порошка ПТФЭ. В процессе прессовани  кольцо из полиуретана сжимаетс , что полностью исключает контакт между част ми из ПТФЭ и полиуретаном , сжагым под действием давлени . После спекани  обнаруживают, что отклонени  диаметра в боковой тж хиости втулки с диаметром 25 мм составл ют 0,2 мм. Трещин и отслоений не было обнаружено. Пример (контрольный). Изготовл ют изделие, как в П|Ч1мере 1, пр чем вместо пористого полиуретана используют м гкую рез ну (твердсхлъ по Шору А-50). Полученный стакан имеет по внутрениему диаметру отклонение размеров (бочкоо азность) 1,8 мм. П р и м е р 8. Дл  изготовлегаш заготов:о диафрагмы веншл  в гфесс форму ввод т кольцо нз по  уретака с пористостью 76 об.%, поверх которого надевают сталы1ую втулку с толщиной стенок 2 мм. В нижний пуансон ус 1 авш1ва ®т мгталлическнй знак - иггифт с дилющрн еской головкой, который опираетс  ка слой волнуретана с пористостью 67 об.%, за1к-.швшшего . После этого в форму ввод т 250 г полктетрафторзтиленового порошка с насыгашм весом 0,60 г/см. После выравнивани  порошка производ т прессование с выдержкой под давлением 300 кгс/см в

течение 5 мнн, а затем выталкивание н отделекие заготовки от  орнстого пол г ретана н металлического КОЛЬЦЕ. Заготовку с г зетал нческнм знаком подвергают спеканию при 380° С в течйше 5 ч. Полученные издели  имеют гладкую поверхность, а в зоне металлического знака не обнаруживают ни трещин, ни отспоенкй ПТФЭ. После изготовлени  20 заготовок 10 нз нн  разрезают 51адвое вдоль оси. Внутренних трещин в ПТФЭ не обнгр окквают.

Дл  oqrajecraneHM предлагаемого способ не требуетс  изменени  устройств Ш1К пргссформ , которые квйеютс  в цехах по переработке ПТФЭ (g СССР -,фторош18ст-4). Эластична  масса в эвде блочного или лиетойсго полиуретана йвожет быть гю учена от згводоа-кзготовктелей таккх материалов.

Claims (2)

1.Чегодаев Д. Д. и др. Фторопласты. Л., Госхнмнздат, 1960, с. 62-72.

2.Патент Фракций № 1504807, кл. В 29 С 1/00, 1963.