[發明專利]耐磨損、低蠕變聚四氟乙烯密封材料及其制備方法與應用

有效

• 申請號: 201310390709.2
• 申請日: 2013-08-30
• 公開（公告）號: CN103435947A
• 公開（公告）日: 2013-12-11
• 發明（設計）人: 葉素娟;譚鋒;向宇;鄧聯勇;李國一
• 申請（專利權）人: 廣州機械科學研究院有限公司
• 主分類號: C08L27/18
• 分類號: C08L27/18;C08L79/08;C08L61/16;C08K3/00;C08K3/30;C08K3/36;C08K3/22;B29C67/04;B29C43/02
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 楊曉松;張燕玲

技術領域

本發明屬于密封材料領域，具體涉及一種耐磨損、低蠕變聚四氟乙烯密封材料及其制備方法與應用。

背景技術

聚四氟乙烯（PTFE）由于具有優異的耐化學性能、耐高低溫、低磨擦等性能，廣泛應用于航空航天等領域。在國民工業中，聚四氟乙烯材料是標準的密封材料，常用作各種設備密封。PTFE能夠應用于幾乎所有的介質工況中和具有廣泛的使用溫度范圍。純的PTFE具有耐磨損性能差和抗蠕變性差等缺點，這些缺陷是可以通過添加合適的填料來改性，使其成為具有優異性能的PTFE密封材料。一般常用的填料有金屬、金屬氧化物、玻璃纖維、碳纖維、碳粉、石墨、二硫化鉬、炭黑等等各種無機填料。純PTFE是生理無毒的材料，常用作食品工業和醫藥行業等。隨著應用領域和工況要求的進一步擴大，純PTFE密封材料蠕變大、不耐磨的缺陷難以滿足應用的要求，因此制備具有低蠕變、低磨損、食品級PTFE密封材料成為一種需求。

中國發明專利（申請號：200610042727.1）公開了聚四氟乙烯密封圈材料及其制備方法，以聚四氟乙烯懸浮術之粉料為基體材料，包括玻璃纖維、碳纖維、二硫化鉬，以磁粉為填充劑，其各組分的重量百分比含量為：聚四氟乙烯60-80%，磁粉10-20%，碳纖維5-10%，二硫化鉬5%，玻璃纖維1-15%；磁粉是鋇鐵氧鐵，或者鍶鐵氧鐵，或者是鈷鐵氧鐵，或者是釹鐵硼；按照上述組分含量配好原料，充分混合，模壓成型，其特征在于其控制壓力為15-20MPa，加熱溫度控制在360℃～380℃，保溫時間為5-10分鐘，最后冷卻至室溫即可得到密封圈。該發明的密封材料雖然具有良好的性能，但是卻不能應用于食品工業。

中國發明專利（申請號：200780015935.5）公開了一種提供生產率比現有的方法優良、能夠降低生產成本的聚四氟乙烯(PTFE)片材的制造方法和PTFE制密封帶的制造方法優良。所述制造方法包括以下工序：(I)通過對含有PTFE粒子、表面活性劑和作為分散介質的水的PTFE粒子的分散液施加使上述粒子相互接近或接觸的力，形成內包有上述水及上述表面活性劑的含PTFE固體物質的工序；(II)使上述固體物質變形為片狀的工序；(III)使變形為片狀的上述固體物質中所含的上述水的量減少的工序。該專利只是屬于一種制造密封帶的專利。

中國發明專利（申請號：200510049422.9）公開低蠕變改性聚四氟乙烯密封件。該發明涉及一種密封裝置，尤其是涉及一種對低蠕變改性聚四氟乙烯密封件等配方材料的改良。其主要是解決現有技術所存在的密封件的材料存在蠕變松弛和冷流的缺陷，使得其在密封部位使用時變形，喪失密封能力等的技術問題。該發明的低蠕變改性聚四氟乙烯密封件，其特征是其組成及質量百分比為：聚四氟乙烯樹脂50%～90%，其余為硫酸鋇。該專利中所制的得聚四氟乙烯密封材料其蠕變率為11%-40%，在實際應用中還是較大。

中國發明專利（申請號：201010103651.5）公開了一種聚四氟乙烯復合材料，組分包括二硫化鉬、三氧化二鋁、銅粉、石墨、二氧化硅或不銹鋼粉中的一種或幾種，以及聚四氟乙烯；該聚四氟乙烯復合材料是二元聚四氟乙烯復合材料，其中聚四氟乙烯的重量百分比為80～99.9%，余量是其它成分。該材料的產品制備方法是：將聚四氟乙烯(PTFE)與二硫化鉬(MoS2)、三氧化二鋁(Al₂O₃)、銅粉(Cu)、二氧化硅(SiO₂)、聚苯脂(PPL)、不銹鋼粉、碳纖維(CF)、玻璃纖維(GF)、等材料復合，通過模壓燒結法成型，然后再進行機械加工成L型密封件。該專利中使用了較多的工業用料，并不合適于食品接觸應用。

上述專利中的具有良好蠕變性、高耐磨的PTFE材料，由于其添加的填料，多數不能應用于食品工業，不能通過U.S.FDA?CFR21177.1210食品容器的密封圈，密封襯墊要求。磨損失效、蠕變變形泄露是目前食品級PTFE密封的主要失效原因。因此，有必要開發研究一種食品級的PTFE密封材料，解決工業所需。

食品接觸性物質（Food?Contact?Substances，FCSs）的定義：如果一種物質可以作為食品生產、包裝、運輸或支持材料的組分且不會對食品產生任何技術上的影響，那么該成分可以稱為食品接觸性物質。

鈦鉻黃屬于彩色復合無機顏料（CICP），是由多種無機鹽經高溫復合而成，是眾所周知的的熱穩定性、耐光性、耐化學腐蝕性、耐候性最好的顏料，具有較高的太陽光反射率，環保無毒、是環境友好型顏料。

發明內容