[發(fā)明專利]高導(dǎo)熱PTFE復(fù)合活塞環(huán)及其制備方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811551232.0
• 申請日: 2018-12-18
• 公開（公告）號(hào): CN109535616A
• 公開（公告）日: 2019-03-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊文光;靳予;孫克原;王孝剛;夏炎;陳朝曦;林豐;焦小東;陳佩民;徐小曼;劉雪梅
• 申請（專利權(quán)）人: 南京肯特復(fù)合材料股份有限公司;南京潤特新材料有限公司
• 主分類號(hào): C08L27/18
• 分類號(hào): C08L27/18;C08K7/06;C08K3/08;C09K5/14
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明公開了一種高導(dǎo)熱PTFE復(fù)合活塞環(huán)，其特征在于：該活塞環(huán)由PTFE復(fù)合材料構(gòu)成，PTFE復(fù)合材料按質(zhì)量百分比由以下組分構(gòu)成：PTFE：70?80%，碳纖維：9?14%，銅粉：6?21%。并公開了其制備方法。本發(fā)明中，加入碳纖維可以增加材料的拉伸、壓縮以及彎曲模量，降低熱膨脹系數(shù)，減小溫度升高后膨脹導(dǎo)致的泄漏隱患；同時(shí)還可以減小蠕變，增加硬度，同時(shí)導(dǎo)熱率增加，使得摩擦熱快速導(dǎo)出。銅粉加入有利于減少材料的磨損，提高導(dǎo)熱系數(shù)，減小蠕變，增加導(dǎo)電性，以防止摩擦產(chǎn)生的靜電荷的積聚，減小載荷下的變形，增加摩擦高溫下PTFE復(fù)合材料的熱穩(wěn)定性和導(dǎo)電性能。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及高導(dǎo)熱PTFE復(fù)合活塞環(huán)及其制備方法，屬于高分子材料技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

聚四氟乙烯（ PTFE）是一種綜合性能優(yōu)秀的聚合物材料，有極好的耐高低溫性和耐化學(xué)腐蝕性，且介電性能優(yōu)良，摩擦系數(shù)極小熱穩(wěn)定性好，可在-260℃~260℃長期使用，但是純PTFE具有冷流性，尺寸穩(wěn)定性差，介電強(qiáng)度低，磨損大等缺點(diǎn)。

活塞環(huán)是嵌入活塞溝槽內(nèi)部的環(huán)狀部件，在空氣壓縮機(jī)中起封氣保壓的作用，因此需要具有很好的耐磨性及彈性。而在高溫、高壓及存在載荷的環(huán)境下，對(duì)活塞環(huán)的耐熱性能要求更高。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種高導(dǎo)熱PTFE復(fù)合活塞環(huán)，具有良好的機(jī)械性能、高導(dǎo)熱性能。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：一種高導(dǎo)熱PTFE復(fù)合活塞環(huán)，該活塞環(huán)由PTFE復(fù)合材料構(gòu)成，PTFE復(fù)合材料按質(zhì)量百分比由以下組分構(gòu)成：

PTFE：70-80%

碳纖維：9-14%

銅粉：6-21%。

優(yōu)選的，所述PTFE為平均粒徑20μm～80μm的懸浮細(xì)粉。

優(yōu)選的，所述銅粉平均粒徑為1μm～200μm。

優(yōu)選的，所述碳纖維的長徑比為16：1～5：1、直徑為5～20μm。

本發(fā)明還公開了上述的活塞環(huán)的制備方法，其步驟為：

（1）將PTFE懸浮細(xì)粉，碳纖維以及銅粉按擬定的比例分別稱取各組分，混合并攪拌均勻；

（2）將混合材料放入模具中在80~100MPa的壓力下進(jìn)行冷壓成型，保壓一段時(shí)間；

（3）放入燒結(jié)爐中或氮?dú)鉅t中在380±5下進(jìn)行燒結(jié)3~6h；

（4）將燒結(jié)后的毛坯自然冷卻至60~120℃，然后置于金屬管內(nèi)，加熱至180~260℃，升溫速率8~30℃/h；恒溫保溫；然后降至150℃~室溫后取出，降溫速率5~12℃/h；

（5）將退火后的毛坯進(jìn)行機(jī)加工得到成型活塞環(huán)制品。

優(yōu)選的，所述金屬管直徑略大于活塞環(huán)直徑，使得活塞環(huán)可以較容易的放入或取出，且活塞環(huán)四周與金屬管接觸，長度大于等于活塞環(huán)長度。金屬管可以選用無縫鋼管，也可以采用其他無縫金屬管，例如銅管或鋁管。

優(yōu)選的，步驟（2）中保壓時(shí)間為1~5min。

優(yōu)選的，步驟（4）中保溫時(shí)間按活塞環(huán)壁厚每毫米0.5~2h計(jì)算，壁厚=（活塞環(huán)外徑-內(nèi)徑）/2。