[發明專利]自潤滑低溫區密封條PTFE樹脂復合材料及其制備方法

在審

• 申請號: 201710869060.0
• 申請日: 2017-09-22
• 公開（公告）號: CN107652593A
• 公開（公告）日: 2018-02-02
• 發明（設計）人: 楊文光;楊燁;靳予;孫佳青;孫克原;陳佩民;陳朝曦;焦小東;陳銀;徐小曼;楊勇
• 申請（專利權）人: 南京肯特復合材料股份有限公司
• 主分類號: C08L27/18
• 分類號: C08L27/18;C08L67/00;C08K13/02;C08K3/30;C08K3/16;C08K3/04;C08K5/54
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技術領域

本發明涉及新能源汽車上的空氣渦旋壓縮機用自潤滑低溫區密封條PTFE樹脂復合材料及其制備方法，屬于復合材料領域。

背景技術

聚四氟乙烯（ PTFE）是一種綜合性能優秀的聚合物材料，有極好的耐高低溫性和耐化學腐蝕性，且介電性能優良，摩擦系數極小熱穩定性好，可在-260℃~260℃長期使用，但是純PTFE具有冷流性，尺寸穩定性差，介電強度低，磨損大等缺點。為了克服純PTFE的缺陷，通常采用表面改性，填充改性或共混改性的手段來提高其綜合性能，其中填充改性因為簡單、價格低、效果好而得到廣泛的應用。

新能源汽車上一般使用空氣渦旋壓縮機為車輛的制動系統、開關門結構等提供壓縮空氣。空氣渦旋壓縮機是對空氣進行壓縮獲得高壓氣體的壓縮機，提高渦旋壓縮機效率的關鍵在于建立能自我補償磨損的密封機構。在運行過程中，如果對渦旋壓縮機采用油潤滑，勢必會有潤滑油進入系統中，影響系統的運行，因此空氣渦旋壓縮機往往采用無油潤滑，因此低溫區密封條需要有良好的自潤滑能力。空氣渦旋壓縮機存在多個工作腔，無法對多個腔實行外冷卻，且空氣的絕熱指數較高，因此低溫區密封條需要在較大的溫差條件下工作，需要在高溫和低溫環境下均具有良好的自潤滑性能。

發明內容

本發明的目的是提供一種自潤滑低溫區密封條PTFE樹脂復合材料，具有良好的自潤滑性能。

為達到上述目的，本發明采用的技術方案為：一種自潤滑低溫區密封條PTFE樹脂復合材料，其特征在于：按質量百分比由以下組分構成：

POB：15-20%

二硫化鉬：5-10%

納米氟化鈣：2-4%

氟化石墨：2-4%

硅烷偶聯劑：1-2%

余量為 PTFE。

優選的，所述二硫化鉬、氟化石墨粒徑為10-50μm。

優選的，所述納米氟化鈣粒徑為10-150nm。

本發明還公開了上述自潤滑低溫區密封條的制備方法，其步驟包括：

（1）、將石墨放入氟化設置中，抽真空，通入氟源，在400～700℃和100～500 kPa條件下反應6～24h，得到氟化石墨；

（2）、將POB粉末、二硫化鉬、納米氟化鈣、氟化石墨、硅烷偶聯劑與聚四氟乙烯粉末加入有機溶劑中，通過高剪切分散乳化機充分攪拌，使其混合均勻，在120℃下烘干2~6h，除去水分和溶劑；

（3）、冷卻后模壓成型，保壓2min，壓力15~30MPa, 燒結3~6h，隨爐自然冷卻至室溫,脫模后機械加工得到自潤滑低溫區密封條。

優選的，所述有機溶劑為丙酮。

優選的，步驟（4）中燒結溫度為360-400℃。

本發明中，聚苯酯POB是一種不溶不熔的芳香族高結晶聚合物，分解溫度高達530℃，可在300℃長期使用，具有較高的硬度，優異的熱穩定性，耐化性腐蝕性，耐壓蠕變性，在性能上可以與PTFE形成很好的互補。二硫化鉬、氟化鈣、氟化石墨和聚苯酯晶體均具有類似的片層狀結構，是優秀的潤滑填料，二硫化鉬、氟化鈣、氟化石墨和聚苯酯四者配合，使得本發明制得的新能源汽車上的空氣渦旋壓縮機用自潤滑低溫區密封條在高溫區和低溫區均具有良好的自潤滑性能和機械性能。

具體實施方式

實施例1-4

本空氣渦旋壓縮機用自潤滑低溫區密封條的制備方法，其步驟包括：

（1）、將石墨放入氟化設置中，抽真空，通入氟源，在400～700℃和100～500 kPa條件下反應6～24h，得到氟化石墨；

（2）、將POB粉末、二硫化鉬、納米氟化鈣、氟化石墨、硅烷偶聯劑與聚四氟乙烯粉末加入有機溶劑中，通過高剪切分散乳化機充分攪拌，使其混合均勻，在120℃下烘干2~6h，除去水分和溶劑；

（3）、冷卻后模壓成型，保壓2min，保壓壓力15-30MPa，燒結溫度360-400℃，燒結3~6h，隨爐自然冷卻至室溫,脫模后機械加工得到空氣渦旋壓縮機用自潤滑低溫區密封條。各組分含量見表1。

對制得的空氣渦旋壓縮機用自潤滑低溫區密封條進行性能測試，測試結果見表2。

表1 實施例1-3的組分表

表2 實施例1-4密封條性能測試

注：彎曲強度采用GB/T9341標準測試，拉伸強度采用GB/T1040標準測試。摩擦性能測試條件：荷載180N，滑動速度0.30m/s,干摩擦，摩擦時間4h。對磨輪：45鋼，42-45HRC。