[發明專利]PTFE復合材料及由其制成的活塞環

在審

• 申請號: 201610944443.5
• 申請日: 2016-11-02
• 公開（公告）號: CN108003521A
• 公開（公告）日: 2018-05-08
• 發明（設計）人: 吳麗娟;趙曉飛;黃曦橋;胡慧榮;古志柳;湯壁源
• 申請（專利權）人: 創科（澳門離岸商業服務）有限公司
• 主分類號: C08L27/18
• 分類號: C08L27/18;C08L79/08;C08K13/04;C08K3/08;C08K7/14;C08K7/06;C08K3/04;C08K3/34;C08K3/36
• 代理公司: 北京潤平知識產權代理有限公司 11283
• 代理人: 嚴政;劉依云

一種PTFE復合材料，由包括PTFE、聚酰亞胺(PI)、銅粉、和纖維填料在內的原料經過干混、冷壓、燒結和定型而制成。通過本發明所描述的方法制備的PTFE復合材料，具有很好過抗高溫高壓耐磨性能，可廣泛應用于耐高溫高壓的動態作業工況中，并獲得較長的壽命。

技術領域

本發明涉及高分子材料技術領域，具體涉及包含聚四氟乙烯（PTFE）的復合材料。同時，本發明還涉及空氣壓縮機領域特別是其中的密封件。

背景技術

在空氣壓縮機領域中，活塞環是用于嵌入活塞溝槽內部的環狀部件，在空氣壓縮機中起封氣保壓的作用。活塞環的制造材料需要具有很好的耐磨性及彈性。而在高壓及存在偏載的空氣壓縮機中，對活塞環材料的耐磨性及高溫抗壓性能要求更為苛刻。

目前，諸如活塞環的高壓無油潤滑耐磨塑料件主要采用具有自潤滑的PTFE作為制作材料。雖然PTFE具有自潤滑性能，但由于動態摩擦過程中產生的高溫及高壓，會導致PTFE件的粘著脫落及擠壓變形，導致零件使用壽命較短。

此外，現有技術中單純的電鍍、氣體氮化、表面涂層及鋅錳系磷化處理等表面處理方法不足以解決活塞環在該工況下的高耐磨高壽命的要求。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種耐高溫高壓、抗蠕變、耐磨的氣密性良好的PTFE自潤滑復合材料，解決現有PTFE復合材料抗負載能力或耐磨能力差等技術問題。

在本發明的第一個方面，提供了一種PTFE復合材料，由包括PTFE、聚酰亞胺（PI）、銅粉、和纖維填料在內的原料經過干混、冷壓、燒結和定型而制成。

優選地，PTFE復合材料的組分和重量份數分別為：PTFE 45～85份、燒結型PI 5～20份、微米級銅粉5～40份、纖維填料0～20份。

更優選地，PTFE復合材料的組分和重量份數分別為：PTFE 50～80份、燒結型PI 7～18份、微米級銅粉5～30份、纖維填料0～18份。

根據本發明的一個變化實施方式，PTFE復合材料的原料還包括硅填料和石墨。

優選地，PTFE復合材料的組分和重量份數分別為：PTFE 45～85份、燒結型PI 5～20份、微米級銅粉5～40份、硅填料0-8份、纖維填料0～20份、石墨0～3份。

更優選地，PTFE復合材料的組分和重量份數分別為：PTFE 50～80份、燒結型PI 7～18份、微米級銅粉5～30份、硅填料0-5份、纖維填料0～18份、石墨0～2份。

在一個具體實施方式中，PTFE為平均粒徑1μm～100μm的懸浮聚合樹脂粉末。

在另一個具體實施方式中，燒結型PI為平均粒徑1μm～100μm的黃色PI粉末。

在另一個具體實施方式中，微米級銅粉平均粒徑為10μm～100μm。

在另一個具體實施方式中，硅填料為SiO2、SiN和SiC中的至少一種。

在另一個具體實施方式中，纖維填料為玻璃纖維和碳纖維中的一種或兩種。玻璃纖維和/或碳纖維的長徑比為16：1～5：1、直徑為8～12μm。

在另一個具體實施方式中，石墨的平均粒徑小于45μm。

根據本發明的另一個方面，提供了一種活塞環，該活塞環由PTFE復合材料構成，該PTFE復合材料的組分和重量份數分別為PTFE 50～70份、燒結型PI 5～15份、銅粉5～30份、碳纖維7～18份、硅填料2～5份、石墨0～2份。

在一個具體實施方式中，PTFE為平均粒徑1μm～100μm的懸浮聚合樹脂粉末。