[發(fā)明專利]一種聚四氟乙烯復(fù)合材料及其制備方法

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210344062.5
• 申請(qǐng)日: 2012-09-17
• 公開（公告）號(hào): CN102924853A
• 公開（公告）日: 2013-02-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙興;仇偉建;李宏
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 株洲海天工程塑料實(shí)業(yè)有限公司
• 主分類號(hào): C08L27/18
• 分類號(hào): C08L27/18;C08L67/00;C08K7/24;C08K7/10
• 代理公司: 北京集佳知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 趙青朵;李玉秋

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及承重材料技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種聚四氟乙烯復(fù)合材料及其制備方法。?

背景技術(shù)

聚四氟乙烯（PTFE）具有杰出的優(yōu)良綜合性能，耐高溫，耐腐蝕、不粘、自潤滑、優(yōu)良的介電性能、很低的摩擦系數(shù)，它已被廣泛地用作密封材料和填充材料。但純PTFE的硬度低、耐磨性能較差、機(jī)械強(qiáng)度低，在外力作用下會(huì)產(chǎn)生較大的粘彈性變形，易蠕變等，這些缺點(diǎn)限制了PTFE在重載工況下的應(yīng)用。?

為了彌補(bǔ)PTFE機(jī)械性能上的不足，現(xiàn)有技術(shù)采用填充劑對(duì)其進(jìn)行改性，并發(fā)展了多種模壓成型工藝。PTFE材料成型目前主要有四種方法：高溫模壓成型、冷壓燒結(jié)成型、等離子噴涂成型、分散體涂覆成型，最廣泛的成型方法為冷壓燒結(jié)成型。對(duì)PTFE改性的填料可分為無機(jī)填料、有機(jī)填料和纖維增強(qiáng)填料等，主要有二氧化硅（SiO₂）、二氧化鈦（TiO₂）、氧化鋁（A1₂0₃）、氧化鋯（ZrO₂）、青銅粉、石墨、聚醚醚酮（PEEK）、聚苯硫醚（PPS）、聚丙烯腈（PAN）、聚對(duì)羥基苯甲酸苯酯（POB）、聚酰亞胺（PI）、液晶聚合物（LCP）、碳纖維、玻璃纖維。?

目前，玻璃纖維增強(qiáng)PTFE應(yīng)用較為廣泛，這類產(chǎn)品能滿足工業(yè)上的一般要求，但是，玻璃纖維的耐堿性很差，復(fù)合材料會(huì)因此而縮短使用壽命，玻璃纖維填充后的復(fù)合材料熱變形溫度提高幅度不大，沖擊強(qiáng)度下降較多。隨著對(duì)碳纖維研究的深入，其能夠提高材料的機(jī)械強(qiáng)度，因此現(xiàn)有技術(shù)中有研究采用碳纖維增強(qiáng)PTFE，得到的復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度有較大幅度提高，但沖擊強(qiáng)度明顯降低，更重要的是該復(fù)合材料在強(qiáng)氧化劑中不耐氧化，導(dǎo)致復(fù)合材料變軟，喪失所有的性能。為了從整體上提高聚四氟乙烯復(fù)合材料的性能，申請(qǐng)?zhí)枮?00510095700.4的中國專利公開了一種高耐磨性聚四氟乙烯復(fù)合材料及其制備方法，在該專利中，所述聚四氟乙烯復(fù)合材料由聚四氟乙烯和聚丙烯腈粉末混合后，經(jīng)壓制成型、高溫?zé)Y(jié)形成，其組分中可選擇添加金屬?及金屬氧化物、非金屬氧化物、碳化物和其他纖維類填充物等，以增強(qiáng)其相應(yīng)的性能。該專利提供的聚四氟乙烯復(fù)合材料在一定程度上增加了分散性和耐磨性，但其中金屬粒子與PTFE缺乏相容性，容易產(chǎn)生分離，而且會(huì)對(duì)對(duì)磨面產(chǎn)生磨損，使材料的摩擦系數(shù)增加。?

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種聚四氟乙烯復(fù)合材料及其制備方法，本發(fā)明提供的聚四氟乙烯復(fù)合材料具有較低的摩擦系數(shù)和較高的機(jī)械強(qiáng)度。?

本發(fā)明提供了一種聚四氟乙烯復(fù)合材料，包括以下組分：?

60wt%～95wt%的聚四氟乙烯；?

3wt%～35wt%的聚對(duì)羥基苯甲酸苯酯；?

0.1wt%～10wt%的膨脹石墨；?

0.1wt%～10wt%的晶須；?

0.01wt%～0.1wt%的偶聯(lián)劑。?

優(yōu)選的，所述聚四氟乙烯的粒徑為1μm～100μm。?

優(yōu)選的，所述聚對(duì)羥基苯甲酸苯酯的粒徑為5μm～100μm。?

優(yōu)選的，所述晶須的直徑為5μm～20μm、長徑比為1:（4～30）。?

優(yōu)選的，所述膨脹石墨的膨脹率100mL/g～400mL/g。?

本發(fā)明提供了一種聚四氟乙烯復(fù)合材料的制備方法，包括以下步驟：?

a）將上述技術(shù)方案所述的組分混合溶于有機(jī)溶劑中，得到混合溶液；?

b）將所述步驟a）得到的混合溶液進(jìn)行烘干，得到干燥混合物；?

c）將所述步驟b）得到的干燥混合物進(jìn)行真空冷壓燒結(jié)，得到聚四氟乙烯復(fù)合材料；?

或?

將所述步驟b）得到的干燥混合物進(jìn)行真空熱壓成型，得到聚四氟乙烯復(fù)合材料。?

優(yōu)選的，所述真空冷壓燒結(jié)的真空度為（1.0～10）×10^-3Pa。?

優(yōu)選的，所述真空冷壓燒結(jié)的壓力為20MPa～30MPa；?

所述真空冷壓燒結(jié)的燒結(jié)溫度為360℃～400℃。?

優(yōu)選的，所述真空熱壓成型的真空度為（1.0～10）×10^-3Pa。?

優(yōu)選的，所述真空熱壓成型的壓力為30MPa～50MPa；?

所述真空熱壓成型的加熱溫度為360℃～380℃。?