專利名稱：航空航天飛行器用膨化聚四氟乙烯密封板材的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于航空航天密封材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種航空航天飛行器用膨化聚四氟乙烯密封板材的制備方法。
背景技術(shù)：
膨化聚四氟乙烯新型結(jié)構(gòu)密封板材是國際上近年來新開發(fā)的航空、航天飛行器用密封材料。它是由聚四氟乙烯材料經(jīng)多向拉伸(即膨化處理)、壓延、熱處理等工藝而形成的一種多孔材料。從外觀上看，材料的表面平整、柔軟，但是在掃描電鏡下可以看到材料的內(nèi)部存在大量2μm～25μm的微孔，其孔隙率可占到60％以上。這一材料具有以下特點無危害、重量輕、耐腐蝕、耐環(huán)境變化，克服了純聚四氟乙烯密封材料的冷流性(蠕變)，適用于各種負載下的平面結(jié)構(gòu)密封。該材料密封均勻、耐老化、彈性好、不會隨著時間而硬化或脆化，使用溫度范圍從-240℃～260℃，因此是一種非常理想的航空、航天飛行器用的密封材料。
隨著我國航空航天事業(yè)的迅速發(fā)展，膨化聚四氟乙烯密封板材的使用量和使用范圍也正在不斷擴大，應(yīng)用的部分包括飛機的各檢查、檢修口、氣液部件連接處等。隨著發(fā)展船舶和汽車等制造業(yè)，這一產(chǎn)品的應(yīng)用將進一步推廣。目前國內(nèi)外還沒有關(guān)于航空航天飛行器用膨化聚四氟乙烯密封板材制備方法的有關(guān)報道。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種新型的、航空航天飛行器用膨化聚四氟乙烯密封板材的制備方法。
本發(fā)明提出的航空航天飛行器用膨化聚四氟乙烯密封板材的制備方法，其具體步驟如下1、混料將聚四氟乙烯樹脂與助擠劑按比例配制，混合均勻，聚四氟乙烯樹脂與助擠劑的重量比為100∶15--100∶30；2、預(yù)成型將上述混合料壓制成與推壓機模腔相同形狀的坯體，預(yù)成型的條件為壓力控制在2.5MPa--3.8MPa，壓縮速度控制在45mm/min--75mm/min，時間控制在1min--8min；
3、推壓將上述坯體放入推壓機的模腔內(nèi)進行推壓，在擠出口得到棒材，推壓速度與擠出口模的L/D(長度/直徑)有關(guān)，推壓的條件為推壓速度控制在0.6mm/s--1.2mm/s，L/D控制在4-10，推壓口模的溫度控制在45℃--65℃；4、壓延將上述棒材經(jīng)輥筒壓延，制得所需寬度和厚度的帶材，壓延條件為壓延速度控制在380rpm--650rpm，輥筒溫度控制在65℃--85℃；5、干燥對上述帶材加熱，干燥溫度控制在120℃--180℃，除去帶材中的助擠劑，得到聚四氟乙烯基膜，由干燥逸去的助擠劑所留下的空間為以后拉伸時纖維網(wǎng)格的擴散留出了空間，聚四氟乙烯基膜孔隙率控制在25％--35％；6、膨化將聚四氟乙烯基膜快速拉伸，使聚四氟乙烯基膜中纖維的位移與空氣有較強的摩擦，產(chǎn)生一定強度的靜電場，使空氣即刻被充入孔隙之中，空氣充入量與纖維內(nèi)的孔隙率有關(guān)，拉伸倍數(shù)控制在3～8倍，拉伸溫度控制在200℃～250℃；7、定型將拉伸后的聚四氟乙烯基膜層疊在模板上。模板的主要作用是防止板材在定型時受熱收縮。將模板放入模具內(nèi)定位，控制定型后板材的厚度。加溫加壓，使聚四氟乙烯基膜層層疊加，熔為一體。定型的工藝條件為壓力控制在0～0.8MPa，溫度控制在300℃～350℃，保溫時間根據(jù)板材厚度而定，0.5mm-2.0mm的板材保溫時間控制在10min～25min，2.5mm-4.5mm的板材保溫時間控制在30min～50min。
本發(fā)明中，所述的助擠劑采用溶劑油、石蠟或煤油等之一種。
本發(fā)明中，壓力與溫度的選擇是膨化聚四氟乙烯密封板材的成形關(guān)鍵。壓力過大使膨化聚四氟乙烯板材膨化度下降，相對密度增加，但壓力過小沒有足夠的壓力就會使聚四氟乙烯板材分層。就溫度而言，如溫度太高膨化聚四氟乙烯易收縮及分解，收縮造成膨化度下降，而分解是對人體有害的；溫度太低膨化聚四氟乙烯基膜又不能熔為一體。
本發(fā)明中，密封板材應(yīng)用于航空航天飛行器的各檢查、檢修口、氣液部件連接處等，也可用于化工、機械、電子、醫(yī)藥食品等其他領(lǐng)域。
根據(jù)本發(fā)明方法制備得到的聚四氟乙烯密封板材，具有無危害、重量輕、耐腐蝕、耐環(huán)境變化，適用于各種形狀的平面密封、在各種負載情況下密封均勻、耐老化、彈性好、不會隨著時間而硬化或脆化的特點，其使用溫度范圍從-240℃～260℃等。
傳統(tǒng)的聚四氟乙烯材料密度為2.16-2.2g/cm3，本發(fā)明提供的膨化聚四氟乙烯密封板材是一種供航空航天飛行器用的高性能密封板材，其主要力學(xué)性能指標(biāo)為相對密度0.6±0.05g/cm2，拉伸強度≥10MPa，斷裂伸長率≥150％，收縮率≤2％，膨化度高于60％。
具體實施例方式
實施例1航空航天飛行器用膨化聚四氟乙烯密封板材，厚度為0.5mm，具體步驟為1、混料樹脂與助擠劑的配比為100∶18，助擠劑采用溶劑油；2、預(yù)成型壓力控制在2.7MPa，保壓時間為5min；壓縮速度為58mm/min；3、推壓推壓速度為0.8mm/s，L/D為4.5，推壓口的模溫度為55℃；4、壓延壓延速度為460rpm，輥筒溫度為75℃；5、基膜干燥干燥溫度為160℃；6、拉伸膨化拉伸倍數(shù)為4倍，拉伸溫度為200℃；7、定型定型溫度為300℃，定型壓力為0.4MPa，保溫時間為18min。
實施例2航空航天飛行器用膨化聚四氟乙烯密封板材，厚度為4.0mm，具體步驟同實施例1，樹脂與助擠劑的配比為100∶22，助擠劑采用煤油；壓力控制在3.2MPa，保壓時間為7min；壓縮速度為63mm/min；推壓速度為0.9mm/s，L/D為8，推壓口的模溫度為60℃；壓延速度為450rpm，輥筒溫度為75℃；基膜干燥干燥溫度為170℃；拉伸膨化拉伸倍數(shù)為7倍，拉伸溫度為250℃；定型定型溫度為350℃，定型壓力為0.7MPa，板材保溫時間為45min。
權(quán)利要求
1.一種航空航天飛行器用膨化聚四氟乙烯密封板材的制備方法，其特征在于具體步驟如下(1)混料將聚四氟乙烯樹脂與助擠劑按100∶15--100∶30的重量比，混合均勻；(2)預(yù)成型將上述混合料壓制成與推壓機模腔相同形狀的坯體，壓力為2.5MPa--3.8MPa，壓縮速度為45mm/min--75mm/min，時間為1min--8min；(3)推壓將上述坯體放入推壓機的模腔內(nèi)進行推壓，在推壓口得到棒材，推壓的條件為推壓速度為0.6mm/s--1.2mm/s，推壓口模的長度/直徑為4-10，推壓口模的溫度為45℃--65℃；(4)壓延將上述棒材用輥筒壓延，制得所需寬度和厚度的帶材，壓延條件為壓延速度為380rpm--650rpm，輥筒溫度為65℃--85℃；(5)干燥對上述帶材加熱，干燥溫度為120℃--180℃，除去帶材上的助擠劑，得到聚四氟乙烯基膜，聚四氟乙烯基膜孔隙率為25％--35％；(6)膨化將上述聚四氟乙烯基膜快速拉伸，拉伸倍數(shù)為3～8倍，拉伸溫度為200℃～250℃；(7)定型將膨化后的聚四氟乙烯基膜層疊在模板上，然后放入模具中，經(jīng)加溫加壓后熔為一體，定型壓力為0～0.8MPa，定型溫度為300～350℃，0.5mm-2.0mm的板材保溫時間為10～25分鐘，2.5-4.5mm的板材保溫時間為30～50分鐘。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的航空航天飛行器用膨化聚四氟乙烯密封板材的制備方法，其特征在于所述的助擠劑為溶劑油、石蠟和煤油之一種。
全文摘要
本發(fā)明屬于航空航天密封材料技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種膨化聚四氟乙烯結(jié)構(gòu)密封板材的制備方法。制備過程包括混料、預(yù)成型、推壓、壓延、干燥、膨化、定型工藝。使用本發(fā)明制備獲得的聚四氟乙烯結(jié)構(gòu)密封板材，具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性、電絕緣性、自潤滑性、克服了純聚四氟乙烯密封材料的冷流性(蠕變)，不會隨著時間而硬化或脆化(彈性好)以及耐高低溫－240℃～260℃的特性，適用于各種形狀的平面密封，是尖端科學(xué)和現(xiàn)代工業(yè)不可缺少的重要材料。
文檔編號C08J5/18GK1594419SQ20041002542
公開日2005年3月16日 申請日期2004年6月24日 優(yōu)先權(quán)日2004年6月24日
發(fā)明者方秋利, 朱蘭萍 申請人:上海市塑料研究所