[發明專利]一種雙組份氟樹脂與石墨的復合材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201410093842.6
• 申請日: 2014-03-14
• 公開（公告）號: CN103864459A
• 公開（公告）日: 2014-06-18
• 發明（設計）人: 高翔;馮曦;馮圣君;竇振新;施忠
• 申請（專利權）人: 南通三圣石墨設備科技股份有限公司
• 主分類號: C04B41/48
• 分類號: C04B41/48
• 代理公司: 南通市永通專利事務所 32100
• 代理人: 葛雷

技術領域????????????????????????

本發明涉及一種耐強腐蝕耐滲透的新材料，主要是一種能耐受強酸腐蝕的耐滲透復合石墨新材料及其生產方法。

背景技術

石墨材料具有良好的傳熱性能、耐腐蝕性能、機械加工性能，是較為理想的化工防腐設備材料，但由于石墨材料具有10～30％的通孔空隙，必須通過一些浸漬劑浸漬填充空隙后方可用于設備制造。由于受到浸漬劑本身的耐腐性能限制，普通樹脂(如酚醛，呋喃樹脂)浸漬的石墨材料，不能耐受硝酸、氫氟酸、濃硫酸等強腐蝕性酸。聚四氟乙烯由于具有很強的化學穩定性，也可以用作浸漬劑浸漬石墨，與上述強腐蝕性酸即使在高溫條件下也不發生反應，，但由于其具有較低的表面能，浸潤性很差，與石墨很難復合，因此聚四氟乙烯浸漬石墨的耐壓較低(一般不能超過0.2兆帕)，工業應用受到很大限制。雙組分氟樹脂浸漬石墨，利用第二組分與石墨的親和性，促進氟樹脂與石墨的復合程度，其耐腐蝕性與聚四氟乙烯相當，與石墨完全復合，得到的這種樹脂-石墨復合材料不僅能夠抵御上述強酸的腐蝕，而且可以承受較高壓力與較高溫度，使用范圍大大拓展。?

發明內容

本發明的目的在于解決現有的石墨-樹脂復合材料難以通過浸漬復合這一難題，提供了一種使得石墨與氟樹脂緊密復合，獲得耐腐蝕耐滲透的雙組份氟樹脂與石墨的復合材料及其制備方法。

一種雙組分氟樹脂與石墨復合材料，其特征是：是由石墨材料、雙組分氟樹脂為原料經復合制成。

一種雙組分氟樹脂與石墨復合材料的制備方法，其特征是：包括下列步驟：

（1）石墨基材的預處理：

將石墨基材加熱至≥250攝氏度，徹底除去石墨中的水分和油污，并使用高壓空氣，徹底清除石墨基材表面浮塵后，備用。

（2）?雙組份氟樹脂的配制

第二組份樹脂作為浸漬促進劑在雙組分氟樹脂中的重量百分含量按照第二組份樹脂種類需要所選比例為5%~40%，將氟樹脂與浸漬促進劑置于容器中，需充分攪拌，混合均勻，并靜置≥48小時后方可使用。

（3）石墨與樹脂的復合：

將石墨件放入浸漬釜內，保持石墨件之間有3?~?5?m?m?的間距。抽真空，達到133.32×10^-3Pa后，停止抽真空。隨即吸入雙組份氟樹脂液，液面高出石墨件5~10mm?后，消除真空，停留0.5h，放出分散液，取出石墨件，待液流凈，放入烘爐。

（4）樹脂固化：

在保持≥2.0兆帕以上的條件下，在8小時內將整個材料升溫至400攝氏度，保溫1小時，促使熔融的樹脂在石墨基材表面徹底流平。然后以10攝氏度/小時的速率降至160攝氏度，調節氟樹脂在石墨基材孔隙當中的結晶結構，較好的填充石墨基材的表面孔隙。之后，自然降至室溫即可。

第二組份樹脂是聚乙烯醇樹脂、聚丙烯酰胺樹脂或聚乙烯吡咯烷酮樹脂。

本發明的有益效果：

本發明提供了一種氟樹脂與石墨的復合材料的制備方法，該方法通過將石墨和雙組份氟樹脂在真空條件下復合，并在高溫，高壓下進行固化制備得到。

作為第二組分的浸漬促進劑，有以下特點，可有效改善氟樹脂與石墨間的復合程度：

1.與氟樹脂可以互溶，并且其對石墨的親合力遠大于氟樹脂對石墨的親合力；常用的氟樹脂為聚四氟乙烯分散液是在聚合過程中以水為分散介質的高聚物懸浮液，以表面活性劑和防凝聚作為穩定劑。故通常選用水溶性樹脂作為第二組分，如聚乙烯醇樹脂，聚丙烯酰胺樹脂，聚乙烯吡咯烷酮樹脂等。

2.粘度較大，與氟樹脂一起進入石墨以后，由于粘度較大，使得與石墨不相親的氟樹脂較難遷移至石墨表面；

3.在石墨與氟樹脂復合過程中，第二組份樹脂的產物不會影響氟樹脂-石墨復合材料的耐腐蝕性與耐滲透性。

該復合材料具備耐強腐蝕介質耐滲透壓力的特點。實驗表明，該材料可以耐受強腐蝕性介質濃硫酸，濃硝酸，氫氟酸等的腐蝕，耐滲透壓力強度可達到1.0兆帕。本發明產品既具有石墨優良的導熱性能，又具有優異耐腐蝕性能，且可耐受一定的滲透壓力，該復合材料可廣泛應用于石墨制化工防腐設備的制造。

下面結合實施例對本發明作進一步說明。

具體實施方式

實施例1

（1）石墨基材的預處理：

將石墨基材加熱至≥250攝氏度，徹底除去石墨中的水分和油污，并使用高壓空氣，徹底清除石墨基材表面浮塵后，備用。

（2）雙組份氟樹脂的配制