填充改性聚四氟乙烯密封材料及其製備方法
2023-05-25 10:15:16 3
專利名稱：填充改性聚四氟乙烯密封材料及其製備方法
技術領域：
本發明涉及高分子密封材料改性技術。
背景技術：
聚四氟こ烯是ー種由單體四氟こ烯經自由基聚合得到的全氟化聚合物，由於其特殊的結構特點使其具有高度的化學穩定性，極強的耐高低溫性能，突出的不粘性，良好的潤滑性，優異的電絕緣性、耐老化性，極小的吸水性等，使其非常適合應用於製造耐腐蝕要求高，使用溫度範圍廣的密封件，如熱交換器、高壓容器、槽形法蘭的密封件，軸、活塞杆、閥門 杆、蝸輪泵的密封填料等等。但也因其存在機械性能較差，線膨脹係數大，耐蠕變性差，耐磨損性差，硬度低，成型和二次加工困難等缺陷，使其作為密封材料的應用範圍受到一定的限制。目前，為了改善和克服純聚四氟こ烯密封材料的缺陷，常採用表面改性，填充改性和共混改性等手段來提高其綜合性能，其中尤以填充改性最為簡單、價格低、效果好而得以普遍採用。目前使用較多的填料有玻璃纖維(GF)、碳纖維(CF)、A1203、BaSO4, SiO2、SiCjjc酸鉀晶須等，填充改性後的材料可以獲得某些性能的改善，但作為密封材料效果仍不是很理想。
發明內容
本發明的目的是提供一種填充改性聚四氟こ烯密封材料及其製備方法。本發明是填充改性聚四氟こ烯密封材料及其製備方法，填充改性聚四氟こ烯密封材料，按質量百分比計，其組分為油酸表面改性的納米Fe3045 15%，聚四氟こ烯粉料95 85%。填充改性聚四氟こ烯密封材料的製備方法，其步驟為(I)混合將油酸表面改性的納米Fe3O4與預處理過的聚四氟こ烯粉料按以上所述質量百分比進行混合；(2)模壓將混合均勻原料置於壓模中模壓成型，模壓壓力50 60MPa，加壓速度5 10MPa/min,保壓 15 30min ；(3)燒結在28 30°C保溫24小時，以60 100°C /小時的速度升溫至300 320°C保溫O. 5 I小時，繼續升溫至370 390°C保溫I小時；(4)冷卻隨爐冷卻至300 320°C保溫O. 5 I小時後冷卻至室溫，經簡單加工和外觀尺寸檢測合格後恆溫保存。納米Fe3O4具有較高的磁性、優異的表面活性，顯著的磁敏、氣溼敏特性和較高的導電性及小尺寸效應和量子隧道效應等，這些特性使得納米Fe3O4具體其它填料所不具備的特性。納米Fe3O4優異的表面活性使其表面改性エ藝簡單可靠，表面改性後的粒子分散性好與基體相容性好；粒徑小，比表面積大，使其更好的發揮納米材料顯微增強的目的，能顯著改善材料性能。
本發明具有如下優點經過油酸表面改性的納米Fe3O4分散性好不易團聚，作為填料粒子與聚四氟こ烯基體相容性好，能充分發揮納米材料的微尺度效應和複合效應，硬度，拉伸強度，線膨脹係數等性能得到改善，材料的密封性能得到提高。改性後的聚四氟こ烯密封材料，在與對磨材料摩擦時，由於納米Fe3O4的特異性能，很容易吸附在材料表面，並在對磨件表面形成牢固的轉移膜，使聚四氟こ烯與對磨件的摩擦變成聚四氟こ烯的自摩擦，而聚四氟こ烯的自摩擦係數非常低，從而大大的降低密封材料的摩擦係數和磨損率。
具體實施例方式本發明是填充改性聚四氟こ烯密封材料及其製備方法，填充改性聚四氟こ烯密封材料，按質量百分比計，其組分為油酸 表面改性的納米Fe3045 15%，聚四氟こ烯粉料95 85%。填充改性聚四氟こ烯密封材料的製備方法，其步驟為(I)混合將油酸表面改性的納米Fe3O4與預處理過的聚四氟こ烯粉料按以上所述質量百分比進行混合；(2)模壓將混合均勻原料置於壓模中模壓成型，模壓壓力50 60MPa，加壓速度5 10MPa/min,保壓 15 30min ；(3)燒結在28 30°C保溫24小時，以60 100°C /小時的速度升溫至300 320°C保溫O. 5 I小時，繼續升溫至370 390°C保溫I小時；(4)冷卻隨爐冷卻至300 320°C保溫O. 5 I小時後冷卻至室溫，經簡單加工和外觀尺寸檢測合格後恆溫保存。本發明所述的聚四氟こ烯粉料為懸浮聚四氟こ烯粉料，粒徑為20 30μπι。本發明中採用濟南化工廠生產的懸浮粉料，材料製備24小時前保存於23°C恆溫乾燥箱中。本發明所述的納米Fe3O4填充粒子為球形、粒徑20 30nm、表面經油酸改性。以下通過具體實施例對本發明做進ー步描述。實施例I按質量百分比計，取95%的聚四氟こ烯與5%的油酸表面改性納米Fe3O4加入到粉末臥式混合機中高速攪拌2次，毎次10分鐘；將混合均勻原料置於壓模中模壓成型，模壓壓力50MPa，加壓速度5MPa/min，保壓15分鐘；在28°C保溫24小時，以100°C /小時的速度升溫至320°C保溫I小時後繼續升溫到370°C保溫I小時；隨爐冷卻至320°C保溫O. 5小時後冷卻至室溫，經簡單加工和外觀尺寸檢測合格後測試材料性能。比較例I :純聚四氟こ烯按與實施例I相同的模壓成型、燒結固化、控制冷卻エ藝參數製備密封材料，測試材料性能。實施例I和比較例I的性能測試結果比較如表I所示表I Fe3O4/聚四氟こ烯與純聚四氟こ烯性能測試結果比較
權利要求
1.填充改性聚四氟こ烯密封材料，按質量百分比計，其組分為油酸表面改性的納米Fe3045 15%，聚四氟こ烯粉料95 85%。
2.填充改性聚四氟こ烯密封材料的製備方法，其步驟為 (1)混合將油酸表面改性的納米Fe3O4與預處理過的聚四氟こ烯粉料按權利要求I所述質量百分比進行混合； (2)模壓將混合均勻原料置於壓模中模壓成型，模壓壓力50 60MPa，加壓速度5 10MPa/min,保壓 15 30min ； (3)燒結在28 30°C保溫24小時，以60 100°C/小時的速度升溫至300 320°C保溫O. 5 I小時，繼續升溫至370 390°C保溫I小時； (4)冷卻隨爐冷卻至300 320°C保溫O.5 I小時後冷卻至室溫，經簡單加工和外觀尺寸檢測合格後恆溫保存。
全文摘要
填充改性聚四氟乙烯密封材料及其製備方法，按質量百分比計，其組分為油酸表面改性的納米Fe3O45～15％，聚四氟乙烯粉料95～85％，其製備方法的步驟為首先將油酸表面改性的納米Fe3O4與預處理過的聚四氟乙烯粉料按上述質量百分比進行混合；然後將混合均勻原料置於壓模中模壓成型，模壓壓力50～60MPa，加壓速度5～10MPa/min，保壓15～30min；再次在28～30℃保溫24小時，以60～100℃/小時的速度升溫至300～320℃保溫0.5～1小時，繼續升溫至370～390℃保溫1小時；最後隨爐冷卻至300～320℃保溫0.5～1小時後冷卻至室溫，經簡單加工和外觀尺寸檢測合格後恆溫保存。
文檔編號B29C67/04GK102627821SQ201110397049
公開日2012年8月8日 申請日期2011年12月2日 優先權日2011年12月2日
發明者何世權, 景然, 蘇清苗, 鄭耀龍, 郭俊德, 饒文武 申請人:蘭州理工大學