[發(fā)明專利]改性聚四氟乙烯復合材料及其制備方法和密封元件

有效

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• 申請日: 2021-07-15
• 公開（公告）號: CN113248852B
• 公開（公告）日: 2021-09-21
• 發(fā)明（設計）人: 朱巧思;郭建強;李炯利;王旭東;羅圭納;王剛
• 申請（專利權(quán)）人: 北京石墨烯技術(shù)研究院有限公司
• 主分類號: C08L27/18
• 分類號: C08L27/18;C08L67/04;C08L61/16;C08L79/08;F16J15/00
• 代理公司: 北京華進京聯(lián)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11606
• 代理人: 王勤思

本發(fā)明涉及一種改性聚四氟乙烯復合材料的制備方法，包括，將混合粉體進行壓制和燒結(jié)；以重量份計，所述混合粉體包括以下重量百分含量的組分：聚四氟乙烯57%~85%，聚苯酯8%~18%，聚醚醚酮5%~20%，聚酰胺酰亞胺2%~5%。本發(fā)明還涉及根據(jù)所述改性聚四氟乙烯復合材料的制備方法制備得到的改性聚四氟乙烯復合材料。本發(fā)明進一步涉及，由所述改性聚四氟乙烯復合材料制成的航空發(fā)動機用密封件。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及摩擦材料技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種改性聚四氟乙烯復合材料及其制備方法和密封元件。

背景技術(shù)

聚四氟乙烯（PTFE）作為一種特種工程塑料在諸多領(lǐng)域應用廣泛，其具有良好的抗酸堿抗溶劑、耐高低溫耐氣候的特點，最重要的是，相比于其他材料，PTFE的摩擦系數(shù)低，具有優(yōu)異的自潤滑性能和化學穩(wěn)定性，是一種良好的密封材料，尤其是制作航空發(fā)動機用密封件的理想材料。航空發(fā)動機用密封件主要應用在液壓系統(tǒng)上，在液壓系統(tǒng)中主要起到保護、潤滑、耐磨的作用。密封元件在航空發(fā)動機的相關(guān)機械設備中充當著至關(guān)重要的角色，應用在液壓系統(tǒng)上的密封元件經(jīng)常需要承受極端的壓力、負載和溫度，但PTFE耐磨性差，易損耗、服役壽命短，如果這些密封元件出現(xiàn)任何形式的失效，都將影響液壓系統(tǒng)的正常工作甚至是嚴重破壞，例如一旦漏油將對航空發(fā)動機帶來巨大傷害。因此 ，需要對PTFE材料進行改性。

目前在科學界和工程界對于PTFE的摩擦學改性方式主要有三種：填充改性、共混改性和表面改性，其中最為常用的方式為填充改性，改性成本低、技術(shù)也相對成熟。經(jīng)過對PTFE的填充改性，其耐磨性可以得到一定提升，但力學性能往往會下降。而針對航空發(fā)動機用密封件PTFE材料的改性，現(xiàn)有的增強填料有兩類：一類如玻璃纖維、碳纖維、金屬微粒或陶瓷微粒等高模量填料，這類填料普遍存在硬度、模量過高的問題，一旦被磨出會對液壓機構(gòu)進行反噬，從而導致了活塞/活塞桿的磨損，進而對航空發(fā)動機帶來了更大的危害；另一類為有色潤滑填料，如石墨、石墨烯、碳納米管等碳系材料，一旦被磨出會污染航空機油，從而造成發(fā)動機環(huán)境的污染。

發(fā)明內(nèi)容

基于此，有必要提供能夠一種耐磨性能更好，尤其是在高溫環(huán)境下具有更優(yōu)耐磨性能的改性聚四氟乙烯復合材料及其制備方法和密封元件。

本發(fā)明的一個方面，提供了一種改性聚四氟乙烯復合材料的制備方法，包括，將混合粉體進行壓制和燒結(jié)；所述混合粉體包括以下重量百分含量的組分：聚四氟乙烯57%~85%，聚苯酯8%~18%，聚醚醚酮5%~20%，聚酰胺酰亞胺2%~5%。

在其中一個實施例中，所述混合粉體以下重量百分含量的組分：聚四氟乙烯57%~71%，聚苯酯10%~18%，聚醚醚酮13%~20%，聚酰胺酰亞胺3%~5%。

在其中一個實施例中，所述聚苯酯、所述聚醚醚酮和所述聚酰胺酰亞胺粉具有相同的平均粒徑，為30μm~40μm。

在其中一個實施例中，所述壓制為冷壓壓制，壓制壓力為27Mpa~37Mpa，壓制時間為5s~15s。

在其中一個實施例中，所述燒結(jié)的溫度為380℃~385℃，保溫時間為1h~5h。

在其中一個實施例中，所述混合粉體的制備方法包括：

將聚四氟乙烯、聚苯酯、聚醚醚酮和聚酰胺酰亞胺進行攪拌混合形成均一混合物，攪拌速度為650r/min~850r/min，攪拌時間為3min~5min。

本發(fā)明另一方面，提供根據(jù)所述的改性聚四氟乙烯復合材料的制備方法得到的改性聚四氟乙烯復合材料。

本發(fā)明的還一方面，提供由所述的改性聚四氟乙烯復合材料制成的密封元件。

在其中一個實施例中，所述密封元件為航空發(fā)動機用密封件。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本申請的有益效果為：