[發(fā)明專利]填充改性聚四氟乙烯密封材料及其制備方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110397049.1
• 申請日: 2011-12-02
• 公開（公告）號: CN102627821A
• 公開（公告）日: 2012-08-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 何世權(quán);饒文武;蘇清苗;鄭耀龍;郭俊德;景然
• 申請（專利權(quán)）人: 蘭州理工大學(xué)
• 主分類號: C08L27/18
• 分類號: C08L27/18;C08K9/04;C08K3/22;B29C67/04;B29C43/00
• 代理公司: 蘭州振華專利代理有限責(zé)任公司 62102
• 代理人: 董斌

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及高分子密封材料改性技術(shù)。

背景技術(shù)

聚四氟乙烯是一種由單體四氟乙烯經(jīng)自由基聚合得到的全氟化聚合物，由于其特殊的結(jié)構(gòu)特點使其具有高度的化學(xué)穩(wěn)定性，極強的耐高低溫性能，突出的不粘性，良好的潤滑性，優(yōu)異的電絕緣性、耐老化性，極小的吸水性等，使其非常適合應(yīng)用于制造耐腐蝕要求高，使用溫度范圍廣的密封件，如熱交換器、高壓容器、槽形法蘭的密封件，軸、活塞桿、閥門桿、蝸輪泵的密封填料等等。但也因其存在機械性能較差，線膨脹系數(shù)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(yīng)用范圍受到一定的限制。

目前，為了改善和克服純聚四氟乙烯密封材料的缺陷，常采用表面改性，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、效果好而得以普遍采用。目前使用較多的填料有玻璃纖維(GF)、碳纖維(CF)、Al₂O₃、BaSO₄、SiO₂、SiC、鈦酸鉀晶須等，填充改性后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(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種填充改性聚四氟乙烯密封材料及其制備方法。

本發(fā)明是填充改性聚四氟乙烯密封材料及其制備方法，填充改性聚四氟乙烯密封材料，按質(zhì)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％。

填充改性聚四氟乙烯密封材料的制備方法，其步驟為：

(1)混合：將油酸表面改性的納米Fe₃O₄與預(yù)處理過的聚四氟乙烯粉料按以上所述質(zhì)量百分比進行混合；

(2)模壓：將混合均勻原料置于壓模中模壓成型，模壓壓力50～60MPa，加壓速度5～10MPa/min，保壓15～30min；

(3)燒結(jié)：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(xù)升溫至370～390℃保溫1小時；

(4)冷卻：隨爐冷卻至300～320℃保溫0.5～1小時后冷卻至室溫，經(jīng)簡單加工和外觀尺寸檢測合格后恒溫保存。

納米Fe₃O₄具有較高的磁性、優(yōu)異的表面活性，顯著的磁敏、氣濕敏特性和較高的導(dǎo)電性及小尺寸效應(yīng)和量子隧道效應(yīng)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(yōu)異的表面活性使其表面改性工藝簡單可靠，表面改性后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(fā)揮納米材料顯微增強的目的，能顯著改善材料性能。

本發(fā)明具有如下優(yōu)點：

經(jīng)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乙烯基體相容性好，能充分發(fā)揮納米材料的微尺度效應(yīng)和復(fù)合效應(yīng)，硬度，拉伸強度，線膨脹系數(shù)等性能得到改善，材料的密封性能得到提高。

改性后的聚四氟乙烯密封材料，在與對磨材料摩擦?xí)r，由于納米Fe₃O₄的特異性能，很容易吸附在材料表面，并在對磨件表面形成牢固的轉(zhuǎn)移膜，使聚四氟乙烯與對磨件的摩擦變成聚四氟乙烯的自摩擦，而聚四氟乙烯的自摩擦系數(shù)非常低，從而大大的降低密封材料的摩擦系數(shù)和磨損率。

具體實施方式

本發(fā)明是填充改性聚四氟乙烯密封材料及其制備方法，填充改性聚四氟乙烯密封材料，按質(zhì)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％。

填充改性聚四氟乙烯密封材料的制備方法，其步驟為：

(1)混合：將油酸表面改性的納米Fe₃O₄與預(yù)處理過的聚四氟乙烯粉料按以上所述質(zhì)量百分比進行混合；

(2)模壓：將混合均勻原料置于壓模中模壓成型，模壓壓力50～60MPa，加壓速度5～10MPa/min，保壓15～30min；

(3)燒結(jié)：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(xù)升溫至370～390℃保溫1小時；