[發明專利]PTFE復合材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201710147025.8
• 申請日: 2017-03-13
• 公開（公告）號: CN106867160B
• 公開（公告）日: 2020-12-01
• 發明（設計）人: 陽世清
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍國防科學技術大學
• 主分類號: C08L27/18
• 分類號: C08L27/18;C08L77/06;C08L79/04;C08K3/08;C08K7/14;C08K7/06;C08K3/04;C08K7/10
• 代理公司: 廣州華進聯合專利商標代理有限公司 44224
• 代理人: 林青中

本發明涉及一種PTFE復合材料及其制備方法，PTFE復合材料包括如下質量百分比的原料制備而成：連續纖維2?30％，PTFE粉體30?98％，填料粉體0?50％。該PTFE復合材料利用一定比例的連續纖維和填料粉體對聚四氟乙烯進行改性，連續纖維作為骨架，減少了內部的應力集中點，當PTFE復合材料受到外部載荷時，力傳遞給連續纖維，連續纖維可起到承重作用，有效地提高了PTFE復合材料的力學性能，拉伸強度最高可達272.4MPa，大尺寸薄壁筒體形狀的PTFE復合材料亦可獲得十分優異的力學性能，在筒體形狀的PTFE復合材料上設置環狀加強筋還可進一步提高其徑向剛度。

技術領域

本發明涉及復合材料領域，特別是涉及一種PTFE復合材料及其制備方法。

背景技術

聚四氟乙烯(PTFE)，是一種使用了氟取代聚乙烯中所有氫原子的人工合成高分子材料，這種材料具有抗酸抗堿、抗各種有機溶劑的特點，幾乎不溶于所有的溶劑。隨著科學技術的發展，聚四氟乙烯在工程上的應用得到快速的增長，并已成為尖端科學和現代工業不可缺少的重要材料之一，在原子能、國防、航天、電子、電氣、化工、機械、儀器、儀表、建筑、紡織、金屬表面處理、制藥、醫療、食品、冶金冶煉等工業中廣泛用作耐高低溫、耐腐蝕材料、絕緣材料等，顯示出了光明的發展前景。

然而，聚四氟乙烯的力學性能較差，這在一定程度上限制了其在實際中的應用。

發明內容

基于此，有必要提供一種力學性能較好的PTFE復合材料。

具體的技術方案如下：

一種PTFE復合材料，包括如下質量百分比的原料制備而成：

連續纖維 2-20％

PTFE粉體 30-98％

填料粉體 0-50％。

在其中一個實施例中，所述PTFE粉體為懸浮法聚四氟乙烯粉。

在其中一個實施例中，所述連續纖維選自PBO纖維、芳綸纖維、碳纖維、SiC纖維或金屬纖維。

在其中一個實施例中，所述填料粉體為無機粉體或金屬粉體，所述無機粉體選自金屬或非金屬的氧化物、碳化物、硅化物或硼化物；所述金屬粉體選自Al、Mg、Ti、Zr、Fe、Cu的金屬粉或其金屬合金粉。

在其中一個實施例中，所述PTFE復合材料的形狀為筒體，所述筒體上設有若干條環狀加強筋。

在其中一個實施例中，所述筒體的直徑為50-1000mm，壁厚為1-20mm，相鄰2條所述加強筋之間的距離為10-100mm。

本發明的另一目的在于提供一種上述PTFE復合材料的制備方法，包括如下步驟：

將所述PTFE粉體與所述填料粉體混合得復合材料粉體，使所述復合材料粉體包裹所述連續纖維，得纖維粉帶；

將所述纖維粉帶進行纏繞形成纖維粉帶筒體；

將所述纖維粉帶筒體進行燒結處理，即得所述PTFE復合材料。

在其中一個實施例中，所述纖維粉帶采用纏繞輥進行纏繞，所述纏繞輥的形狀與所述纖維粉帶筒體相配合，所述纏繞輥上設有環狀凹槽，所述纖維粉帶填充于所述環狀凹槽(以形成加強筋)。

在其中一個實施例中，所述連續纖維經過退捻機進行分散。

在其中一個實施例中，所述燒結處理的條件為在380-400min內由15-30℃升溫至320-400℃，保溫0.5-1.5h后降溫。

本發明的原理和有益效果：