[發(fā)明專利]一種提高PTFE耐磨性能的方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210299044.X
• 申請日: 2012-08-20
• 公開（公告）號: CN103627120A
• 公開（公告）日: 2014-03-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 吳國忠;鐘磊;胡志強
• 申請（專利權(quán)）人: 嘉善申嘉科技有限公司
• 主分類號: C08L27/18
• 分類號: C08L27/18
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種聚四氟乙烯(PTFE)的生產(chǎn)技術(shù)，特別是一種提高PTFE耐磨性能的方法。

背景技術(shù)

聚四氟乙烯(PTFE)具有優(yōu)異的熱穩(wěn)定性、化學穩(wěn)定性、高潤滑性、電絕緣性，能在零下180℃至250℃的溫度范圍內(nèi)長期使用。聚四氟乙烯制品已在化工、機械、電子、電器、軍工、環(huán)保等眾多領(lǐng)域中起到了舉足輕重的作用。目前我國已成為世界第一的PTFE生產(chǎn)國。純PTFE的制品形式包括薄膜、片材、棒材以及其它型材。在所有聚合物材料中雖然PTFE的摩擦系數(shù)最低，但是PTFE最大的缺點是耐擦磨損性能低。為提高PTFE材料的耐磨性能，一般添加石墨、玻璃纖維、碳纖維、甚至金屬或陶瓷粉末。這些材料的添加雖然可以改善PTFE耐磨性能，但是存在相容性差、透明度和絕緣性能降低等缺點。

PTFE通過高能射線的高溫輻照可交聯(lián)形成三維網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)的大分子，即交聯(lián)PTFE(簡稱XPTFE)，XPTFE的耐磨性能可以得到顯著提高。輻射交聯(lián)PTFE所需實驗條件相對苛刻，輻照時反應溫度高(一般在PTFE的熔點附近，適宜的溫度為340-350℃)且需要在真空或惰性氣氛下進行，同時輻照過程中產(chǎn)生的有毒氣體也容易腐蝕設(shè)備，需要采用非常特殊的工藝和設(shè)備。關(guān)于利用輻照技術(shù)制備交聯(lián)PTFE的方法已有若干公開報道的文章或專利，在此不作詳細描述。

采用100％的XPTFE可以生產(chǎn)具有高耐磨性的薄膜、棒材或其它材料，但由于輻照交聯(lián)工藝成本很高，因此終端制品的成本也很高，只有在部分非常特殊的領(lǐng)域才可能得到應用。另外，因為XPTFE的熔點降低、分子量提高，因此加工工藝與常規(guī)PTFE材料也存在一定差異。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為了解決上述技術(shù)的不足而提供一種提高PTFE耐磨性能的方法。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所提供的一種提高PTFE耐磨性能的方法，以XPTFE和常規(guī)PTFE為原料，其特征是采用機械共混的方法進行充分混合，在該材料中XPTFE的含量為5％-60％，常規(guī)PTFE的含量為40％-95％。所述XPTFE可以是采用平均粒徑小于30微米的具有高耐磨的交聯(lián)PTFE粉末(該XPTFE的熔點為314℃)

在此，如果交聯(lián)PTFE含量太低，耐磨性能的提高并不十分明顯，如果交聯(lián)PTFE含量太高(比如高于60％)，則材料性能的可調(diào)控性降低。保持兩者物料之間合適的比例，有利于PTFE材料的后續(xù)加工。

XPTFE的熔點、分子量、輻照交聯(lián)劑量等都依賴于輻照條件，由于XPTFE的分子量不容易測定，輻照交聯(lián)劑量也因為標定方法而可能產(chǎn)生差異，因此采用熔點測試比較準確，且一般不受其它因素干擾。通常把熔點低于320℃的XPTFE稱為高耐磨XPTFE，由此通過熔點來選擇高耐磨XPTFE。

本發(fā)明綜合考慮成本和加工工藝等因素，將XPTFE先磨成粉末、然后添加到常規(guī)PTFE材料中進行混合制備具有高耐磨性的PTFE，采用XPTFE與常規(guī)PTFE共混的方法，結(jié)合兩種材料的優(yōu)點，制備具有低摩擦系數(shù)、高耐磨性的改性PTFE。由于兩者之間具有良好的相容性，基本不影響加工工藝。該方法簡單、實用，不引入PTFE以外的化學成分，而且工藝簡單，通過調(diào)節(jié)兩種物料的比例，可以得到具有不同耐磨性能的改性PTFE材料。

附圖說明

圖1是含有不同交聯(lián)PTFE(XPTFE)添加量的PTFE樣片經(jīng)過摩擦磨損試驗后的外觀照片；

其中XPTFE添加量的圖示分別是：圖1A：0％；圖1B：10％；圖1C：50％；圖1D：60％。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進一步說明。

實施例1：

本實施例提供的一種提高PTFE耐磨性能的方法，將450克懸浮PTFE原料(分子量800萬以上)與50克交聯(lián)PTFE在混合機械中充分混合，制備含有10％交聯(lián)PTFE的改性PTFE。取該樣品100克在模具中壓成直徑5厘米的圓片。另外取100克懸浮PTFE原料在相同條件下壓成直徑5厘米的圓片，作為對照樣品1。將PTFE圓片在MMW-1A型摩擦磨損試驗機上進行摩擦試驗，試驗溫度為室溫，壓力100牛頓，時間60分鐘。試驗結(jié)束后通過精確稱量PTFE圓片的質(zhì)量，計算試驗的磨損率。該PTFE樣品的摩擦系數(shù)為0.22，質(zhì)量磨損為0.32克；同等條件下對照PTFE樣品的摩擦系數(shù)為0.20，質(zhì)量磨損為0.42克。因此添加10％交聯(lián)PTFE后摩擦系數(shù)增加約10％，磨損下降25％。圖1A和圖1B分別表示改性PTFE及未改性PTFE樣片在摩擦磨損試驗結(jié)束后磨痕的照片，可以清楚地看到改性PTFE的磨痕明顯變淺。