[發(fā)明專利]填充有碳纖維的聚四氟乙烯材料及其制造方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010223769.1
• 申請日: 2010-07-12
• 公開（公告）號: CN101885887A
• 公開（公告）日: 2010-11-17
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 董永祥;田寶欣;屈灝
• 申請（專利權(quán)）人: 天津市天塑濱海氟塑料制品有限公司
• 主分類號: C08L27/18
• 分類號: C08L27/18;C08K7/06;B29C70/28
• 代理公司: 天津才智專利商標(biāo)代理有限公司 12108
• 代理人: 龐學(xué)欣

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于耐摩擦、密封材料技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種填充有碳纖維的聚四氟乙烯材料及其制造方法。

背景技術(shù)

由于聚四氟乙烯是一種具有優(yōu)異的耐高低溫性能和化學(xué)穩(wěn)定性、非粘附性、耐候性、阻燃性和良好自潤滑性的氟塑料樹脂，因此已在化工、石油、紡織、醫(yī)療和機械等領(lǐng)域獲得廣泛應(yīng)用。但其缺點是耐磨耗性差、導(dǎo)熱系數(shù)小、熱膨脹系數(shù)大。為了克服這些缺點通常是在聚四氟乙烯材料中填充改性材料，例如填充陶瓷纖維、玻璃纖維、炭黑、青銅粉等材料或青銅石墨多種復(fù)合材料以改善其性能。但若將上述改性材料在水介質(zhì)中用作潤滑材料時，又存在著耐磨性差及吸水率高等缺點，因而適用范圍仍然受到限制。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述問題，本發(fā)明的目的在于提供一種耐磨性好且吸水率低，因此適用范圍廣的填充有碳纖維的聚四氟乙烯材料。

本發(fā)明的另一個目的在于提供一種上述填充有碳纖維的聚四氟乙烯材料的制造方法。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供的填充有碳纖維的聚四氟乙烯材料是由聚四氟乙烯和作為填充劑的碳纖維以100∶10-30的重量比共混后經(jīng)擠壓及燒結(jié)而制成。

本發(fā)明提供的填充有碳纖維的聚四氟乙烯材料的制造方法包括按順序進(jìn)行的下列步驟：

1)將聚四氟乙烯和作為填充劑的碳纖維以100∶10-30的重量比在混料機中共混1-2分鐘而制成混配料；

2)在由外模、上壓模和下壓模組成的普通模具內(nèi)部空間中放入上述混配料，然后在26-48Mpa的壓強、1-30mm/min的加壓速率下保壓1-10min而完成壓制成型，之后卸壓、出模而得到半成品毛坯；

3)將上述半成品毛坯放入燒結(jié)爐中進(jìn)行燒結(jié)即可制成所述的填充有碳纖維的聚四氟乙烯材料。

所述的步驟3)中半成品毛坯的燒結(jié)過程是首先在1060℃/h的速率下升溫，升溫至300℃時保溫2-8小時；然后在1040℃/h的速率下升溫，升溫至330℃時保溫2-8小時；再在10-20℃/h的速率下升溫，升溫至380℃時保溫2-10小時；然后在10-20℃/h的速率下降溫，降溫至330℃時保溫2-10小時；再在10-40℃/h的速率下降溫，降溫至300℃時保溫2-8小時；最后在50℃/h的速率下降溫至250℃后自然冷卻。

本發(fā)明提供的填充有碳纖維的聚四氟乙烯材料不僅具有聚四氟乙烯材料的優(yōu)點，而且還兼具碳纖維材料所特有的耐磨性好且吸水率低等特點，因而當(dāng)將其制成無油潤摩擦件或密封件時，可在不影響其物理性能和機械性能的前提下最高使用溫度達(dá)到200℃，因而能夠在高溫度、高壓力、低轉(zhuǎn)速啟動、高轉(zhuǎn)速運行的特殊條件下使用，所以產(chǎn)品的使用壽命長、適用范圍廣。

附圖說明

圖1為采用本發(fā)明提供的填充有碳纖維的聚四氟乙烯材料制造方法時所使用的模具將混配料壓制成半成品毛坯過程示意圖。

圖2為本發(fā)明提供的填充有碳纖維的聚四氟乙烯材料制造方法中燒結(jié)過程中時間-溫度控制圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明提供的填充有碳纖維的聚四氟乙烯材料及其制造方法進(jìn)行詳細(xì)說明。

實施例1：

如圖1、圖2所示，本實施例提供的填充有聚四氟乙烯材料的制造方法包括按順序進(jìn)行的下列步驟：

1)將聚四氟乙烯和作為填充材料的碳纖維以100∶15的重量比在混料機中共混2分鐘而制成混配料；

2)在由外模1、上壓模2和下壓模4組成的普通模具內(nèi)部空間中放入上述混配料3，然后在35Mpa的壓強、8mm/min的加壓速率下保壓4min而完成壓制成型，之后卸壓、出模而得到半成品毛坯；

3)將上述半成品毛坯放入燒結(jié)爐中，如圖2所示，首先在50℃/h的速率下升溫，升溫至300℃時保溫2小時；然后在30℃/h的速率下升溫，升溫至330℃時保溫4小時；再在20℃/h的速率下升溫，升溫至375℃時保溫4小時；然后在20℃/h的速率下降溫，降溫至330℃時保溫3小時；再在30℃/h的速率下降溫，降溫至300℃時保溫2小時；最后在50℃/h的速率下降溫至250℃后自然冷卻，即可制成所述的填充有碳纖維的聚四氟乙烯材料。

實施例2：

本實施例提供的填充有碳纖維的聚四氟乙烯材料的制造方法包括按順序進(jìn)行的下列步驟：

1)將聚四氟乙烯和作為填充劑的碳纖維以100∶25的重量比在混料機中共混3分鐘而制成混配料；