[發明專利]活化處理的聚四氟乙烯粉及含其組合物

在審

• 申請號: 201410182029.6
• 申請日: 2014-05-04
• 公開（公告）號: CN103923240A
• 公開（公告）日: 2014-07-16
• 發明（設計）人: 董波
• 申請（專利權）人: 董波
• 主分類號: C08F14/26
• 分類號: C08F14/26;C08F8/26;C08L33/08;C08L27/18;C08K13/02;C08L23/16;C08L15/00;C08L9/02;C08L27/12
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技術領域

本發明涉及一種聚四氟乙烯樹脂，具體地說，涉及一種活化處理的聚四氟乙烯粉及由其組成的組合物。

背景技術

目前，油封和O型、異型密封圈的常用材料有：丁腈橡膠，氟橡膠，硅橡膠，丙烯酸酯橡膠，氰化丁腈橡膠、聚氨酯，聚四氟乙烯(PTFE)，三元乙丙橡膠，TPV(熱彈性體)等。而聚四氟乙烯由于具有良好的化學穩定性、減摩性、自潤滑性，越來越多地應用于油封及O型、異型密封圈中，特別是與橡膠一起構成油封中的復合唇。

聚四氟乙烯與橡膠材料進行粘合而成的復合唇，其制備過程多采用：將聚四氟乙烯超細微粉經高壓制成筒形棒料胚，然后燒結成實體筒形棒料，并通過車削加工成需要內、外徑尺寸及厚度的聚四氟乙烯圈形薄片材，該片材需進行表面活化處理，再與橡膠材料在加溫加壓硫化下形成復合材料。

還有，比如，公開號CN102501383A，發明名稱為一種包覆氟塑料橡膠密封圈的加工方法，其氟塑料橡膠密封圈由聚四氟乙烯薄膜、橡膠、膠液加工而成。聚四氟乙烯薄膜在與橡膠粘接前需進行鈉萘活化處理，將經過活化處理的聚四氟乙烯薄膜包覆在橡膠的表面，通過膠液接在一起。

由于聚四氟乙烯化學穩定性極佳，所以要提高PTFE片材材料表面的粘接特性，目前PTFE片材表面處理方法很多，有鈉-萘溶液處理法、等離子體處理法、電解還原法、高溫熔融處理法、輻射接枝處理法、金屬蒸鍍法等。

鈉-蔡溶液處理法是目前研究的種種方法中效果最好、最簡便、最通用、且快速、易行、廉價的方法。原理是Na將最外層電子轉移到萘的空軌道上，形成陰離了自由基；再與Na⁺形成離子對，釋放出大量的共振能，生成了深綠色金屬有機化合物的混合溶液。這些化合物混合溶液活性很高，與PTFE發生化學反應，破壞C-F鍵，扯掉表面上的部分氟原子，在表面留下了碳化層和引入某些如-CO、C＝C、-CH、-COOH等極性基團。這些極性基團使得聚合物表面能增大、接觸角變小、浸潤性提高，從而由不粘、難粘變為可粘。

由聚四氟乙烯與橡膠復合成的油封復合唇是為了更好地發揮橡膠和PTFE的綜合優勢，因為早期單純的PTFE為主唇的油封，先是用PTFE的筒形薄片材通過鐵骨架直接裝配壓緊，將PTFE的筒形薄片材經壓、拉成喇叭狀，成為油封，后因PTFE彈性偏差、怕劃傷，鐵骨架裝配間隙漏油，從而發生改變。

改變后的PTFE油封，是用筒形薄片材通過表面活化處理后，和橡膠及鐵骨架在模具中經過加溫、加壓的硫化過程后，合成為一體油封，PTFE被壓、拉成喇叭狀后，具有優良的封油性能，不再出現鐵骨架裝配間隙漏油的現象，但是，因為彈性差，軸的隨動性不好，且怕劃傷，雖然自潤滑性優良，但依然存在美中不足的現象。

對于PTFE來說，其封油原理在于，在微觀軸毛刺表面，通過微粒磨損，填補與金屬毛刺之間，從而形成保護層，實現PTFE對PTFE的相互摩擦，形成封油功能。

而橡膠油封封油的原理在于，在微觀世界里，橡膠唇口為大量的橡膠凸點形成，這些凸點高高低低的貼附在軸的金屬毛刺之間，靠自身彈性，抱緊軸表面，形成封油功能，但是，在軸的高速旋轉摩擦下，橡膠凸點會不斷被磨損丟失，最終導致封不住油。

傳統的彈簧迫緊式橡膠油封，雖然彈性好，軸的隨動性好，但終因摩擦系數較高，而降低其使用壽命。現在國際上最新嘗試還有一些純橡膠唇的油封，仿照PTFE的喇叭狀單片，模仿其原理工作，雖然有通過特殊添加劑的輔助，增加了橡膠無簧喇叭唇的自潤滑性，但終因摩擦系數大，唇厚度單薄、彈性過大而出現不穩定工作的情況。

PTFE和橡膠復合唇材料的研發目的，是為了結合兩種材料的優點，發揮出最大的密封優勢。早期的研究是使用超薄的PTFE筒形薄片材經表面活化后，與橡膠在模具中經加熱、加壓硫化的生產方式合成在一起，由橡膠部分提供彈簧迫緊的溝槽，用于彈簧裝配，形成PTFE薄片和橡膠各據一面的合成主唇，這樣的唇口在生產中和工作中都有著不可避免的缺陷。首先，PTFE的超薄片在車削加工時，非常難以獲得，在厚度低于0.3mm以后，車削出來的片材，要么薄厚不均勻，要么卷曲變形難以生產，所以生產出的復合唇油封，會因為PTFE片偏厚而從橡膠獲取的彈性不夠，PTFE片薄厚不均而工作時軸的受力不均，復合唇工作時一側是PTFE而另一側是橡膠，也出現軸的受力不均的問題。雖然后期有讓PTFE片和橡膠一邊一半，在模具中加溫加壓形成復合唇的喇叭狀無簧唇口的密封形式，也同樣存在上述問題，不能從根本上解決上述缺陷。

發明內容