一種改性四氟及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明目的在于提供一種改性四氟及其制備方法，屬于四氟材料的領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 四氟是四氟乙烯的聚合物。英文縮寫(xiě)為PTFE。聚四氟乙烯（四氟)幾乎不受任何化 學(xué)試劑腐蝕。例如在濃硫酸、硝酸、鹽酸，甚至在王水中煮沸，其重量及性能均無(wú)變化，也幾 乎不溶于所有的溶劑，只在300°C以上稍溶于全烷烴(約0. lg/100g)。聚四氟乙烯不吸潮， 不燃，對(duì)氧、紫外線均極穩(wěn)定，所以具有優(yōu)異的耐候性。
[0003] 聚四氟乙烯可采用壓縮或擠出加工成型，也可制成水分散液，用于涂層、浸漬或制 成纖維。聚四氟乙烯在原子能、航天、電子、電氣、化工、機(jī)械、儀器、儀表、建筑、紡織、食品等 工業(yè)中廣泛用作耐高低溫、耐腐蝕材料，絕緣材料，防粘涂層等。
[0004] 盡管PTFE性能穩(wěn)定，但作為密封材料仍存在耐磨性差、不耐高溫、不耐腐蝕、易變 形等問(wèn)題,通過(guò)混合填充能夠極大地提高了復(fù)合材料的耐磨、耐高溫、耐腐蝕和耐變形的性 能，在機(jī)械、化工、交通運(yùn)輸及航空航天等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，因此，發(fā)明一種能夠提高材料 耐磨、耐高溫、耐腐蝕和耐變形的性能的聚四氟乙烯是很有必要的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的在于提供一種改性四氟及其制備方法。所述改性四氟混合填充了 石墨、銅粉、玻璃纖維和二硫化鑰，對(duì)四氟的耐磨、耐高溫、耐腐蝕和耐變形得到了很大的提 商。
[0006] 為解決以上技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)： 一種改性四氟，包括石墨5%-28%、銅粉6%-25%、玻璃纖維2%-20%、二硫化鑰2%-10%和余 量的聚四氟乙烯粉體。
[0007] 前述的改性四氟中，按照體積份計(jì)算，包括石墨10%-25%、銅粉8%-22%、玻璃纖維 5%-18%、二硫化鑰3%-8%和余量的聚四氟乙烯粉體。
[0008] 前述的改性四氟中，按照體積份計(jì)算，包括石墨20%、銅粉15%、玻璃纖維10%、二硫 化鑰5%和余量的聚四氟乙烯粉體。
[0009] -種前述的改性四氟的制備方法，按照下述步驟進(jìn)行制備： A. 將銅粉、玻璃纖維、二硫化鑰以及聚四氟乙烯粉體在70?180°C下烘烤1?5小時(shí)， 得A品； B. 在常溫，濕度為30%的條件下，將A品放入到攪拌機(jī)中，再加入石墨攪拌5-50min，得 B品； C. 將B品放入壓機(jī)中壓制成型，然后放入燒結(jié)爐中，再以20?KKTC /h速度升溫至 360?380°C，保持360?380°C的溫度燒結(jié)3?4個(gè)小時(shí)，燒結(jié)后常溫自然冷卻，24小時(shí)后， 即得。
[0010] 一種前述的改性四氟的制備方法，按照下述步驟進(jìn)行制備： A. 將銅粉、玻璃纖維、二硫化鑰以及聚四氟乙烯粉體在90?120°C下烘烤1?2小時(shí)， 得A品； B. 在常溫，濕度為30%的條件下，將A品放入到攪拌機(jī)中，再加入石墨攪拌10-30min， 得B品； C. 將B品放入壓機(jī)中壓制成型，然后放入燒結(jié)爐中，再以60?70°C /h速度升溫至 360?380°C，保持360?380°C的溫度燒結(jié)3?4個(gè)小時(shí)，燒結(jié)后常溫自然冷卻，24小時(shí)后， 即得。
[0011] 本發(fā)明中，所述改性四氟以石墨、銅粉、玻璃纖維和二硫化鑰為主，其中，石墨具有 層狀結(jié)構(gòu)，是一種重要的固體潤(rùn)滑劑，可以降低PTFE的摩擦系數(shù)和磨損率，同時(shí)能夠改善 PTFE的壓縮蠕變性、尺寸穩(wěn)定性和導(dǎo)熱性，另一方面添加石墨還可以改善PTFE復(fù)合材料的 抗靜電性能；二硫化鑰用于摩擦材料主要功能是低溫時(shí)減摩，高溫時(shí)增摩，燒失量小，在摩 擦材料中易揮發(fā)；玻璃纖維的存在阻止了 PTFE的帶狀結(jié)構(gòu)的大面積破壞，并能促進(jìn)磨損過(guò) 程中的轉(zhuǎn)移膜的生成，故可以大大降低復(fù)合材料的磨損，且玻璃纖維降低復(fù)合材料磨損的 效果比碳纖維還要好。
[0012] 此外，本發(fā)明所述的改性四氟混合填充了石墨、銅粉、玻璃纖維和二硫化鑰，對(duì)四 氟的耐磨、耐高溫、耐腐蝕和耐變形得到了很大的提高。
[0013] 雖然上述原料能改變四氟的性能，但是石墨、銅粉、玻璃纖維和二硫化鑰的添加量 對(duì)材料的影響非常大。如銅粉體積份過(guò)小，不能提升聚四氟乙烯粉體的耐高溫的性能，銅 粉體積份過(guò)大，在潮濕的空氣中容易被氧化，遇強(qiáng)酸就失去了耐腐蝕性能；石墨體積份過(guò) 小，不能有效提升聚四氟乙烯粉體的導(dǎo)熱和耐高溫的性能，石墨的加入起到了減小摩擦的 作用，能表現(xiàn)出優(yōu)異抗磨性能，石墨體積份過(guò)大，會(huì)影響聚四氟乙烯粉體的耐變形；玻璃纖 維的體積份不易過(guò)小，否則并不能有效提升聚四氟乙烯粉體的耐變形的性能，玻璃纖維的 體積份不易過(guò)大，否則不利于制備得到成品；二硫化鑰對(duì)磨損表面形成厚度適當(dāng)且分布均 勻的轉(zhuǎn)移膜，提高抗磨性能，降低磨損率，二硫化鑰的體積份不易過(guò)小，過(guò)小達(dá)不到提高抗 磨性能的效果，過(guò)高又會(huì)使得原材料的浪費(fèi)。因此，石墨、銅粉、玻璃纖維和二硫化鑰的添 加量非常重要。本發(fā)明人經(jīng)過(guò)大量的實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，向聚四氟乙烯粉體中分別加入石墨 10%-25%、銅粉8%-22%、玻璃纖維5%-18%和二硫化鑰3%-8%時(shí)，可有效改善聚四氟乙烯的性 能，增加其耐磨、耐高溫、耐腐蝕和耐變形的性能。最佳添加量為：石墨20%、銅粉15%、玻璃 纖維10%和二硫化鑰5%。
[0014] 發(fā)明人對(duì)本發(fā)明的制作工藝進(jìn)行了大量的實(shí)驗(yàn)研究，如下： 實(shí)驗(yàn)例1 一、原料： 1、本發(fā)明改性四氟墊片：按照實(shí)施例1的方法進(jìn)行制備。
[0015] 2、聚四氟乙烯墊片：成都森發(fā)橡塑有限公司生產(chǎn)。
[0016] 3、黑四氟墊片(石墨改性四氟墊片）：太倉(cāng)市凱諾石墨密封制品有限公司生產(chǎn)。
[0017] 4、結(jié)果： 取上述三種墊片進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，分別放入80%濃度的硫酸中3天，對(duì)墊片的腐蝕程度進(jìn)行比 較，*越多，說(shuō)明腐蝕程度越小，耐腐蝕越好。結(jié)果見(jiàn)表1。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種改性四氟，其特征在于：按照體積份計(jì)算，包括石墨5%-28%、銅粉6%-25%、玻璃 纖維2%-20%、二硫化鑰2%-10%和余量的聚四氟乙烯粉體。
2. 如權(quán)利要求1所述的改性四氟，其特征在于：按照體積份計(jì)算，包括石墨10%_25%、 銅粉8%-22%、玻璃纖維5%-18%、二硫化鑰3%-8%和余量的聚四氟乙烯粉體。
3. 如權(quán)利要求1或2所述的改性四氟，其特征在于：按照體積份計(jì)算，包括石墨20%、 銅粉15%、玻璃纖維10%、二硫化鑰5%和余量的聚四氟乙烯粉體。
4. 一種如權(quán)利要求1?3中任一所述的改性四氟的制備方法，其特征在于：按照下述 步驟進(jìn)行制備： A. 將銅粉、玻璃纖維、二硫化鑰以及聚四氟乙烯粉體在70?180°C下烘烤1?5小時(shí)， 得A品； B. 在常溫，濕度為30%的條件下，將A品放入到攪拌機(jī)中，再加入石墨攪拌5-50min，得 B品； C. 將B品放入壓機(jī)中壓制成型，然后放入燒結(jié)爐中，再以20?KKTC /h速度升溫至 360?380°C，保持360?380°C的溫度燒結(jié)3?4個(gè)小時(shí)，燒結(jié)后常溫自然冷卻，24小時(shí)后， 即得。
5. -種如權(quán)利要求1?3中任一所述的改性四氟的制備方法，其特征在于：按照下述 步驟進(jìn)行制備： A. 將銅粉、玻璃纖維、二硫化鑰以及聚四氟乙烯粉體在90?120°C下烘烤1?2小時(shí)， 得A品； B. 在常溫，濕度為30%的條件下，將A品放入到攪拌機(jī)中，再加入石墨攪拌10-30min， 得B品； C. 將B品放入壓機(jī)中壓制成型，然后放入燒結(jié)爐中，再以60?70°C /h速度升溫至 360?380°C，保持360?380°C的溫度燒結(jié)3?4個(gè)小時(shí)，燒結(jié)后常溫自然冷卻，24小時(shí)后， 即得。
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種改性四氟，主要由石墨、銅粉、玻璃纖維、二硫化鉬和聚四氟乙烯粉體制成。本發(fā)明制成的改性四氟混合填充了石墨、銅粉、玻璃纖維和二硫化鉬，對(duì)四氟的耐磨、耐高溫、耐腐蝕和耐變形得到了很大的提高。
【IPC分類(lèi)】C08K3-30, C08K3-08, C08L27-18, C08K13-04, C08K7-14, C08K3-04
【公開(kāi)號(hào)】CN104558986
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410825569
【發(fā)明人】朱德祥
【申請(qǐng)人】貴州祥宇泵閥制造有限公司
【公開(kāi)日】2015年4月29日
【申請(qǐng)日】2014年12月28日