一种具有较好耐磨性能的聚四氟乙烯材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种具有较好耐磨性能的聚四氟乙烯材料及其制备方法，制备的聚四氟乙烯材料，对水和十六烷具有较小的接触角，其润湿性较好，从而其润滑性能较好，同时在干摩擦、滴油润滑、浸油润滑条件下本发明专利技术制备的聚四氟乙烯材料均具有较小的磨损量，其耐磨损性能优异。利用季戊四醇对云母粉进行处理，可以促进云母粉在聚氨酯乳液中的分散，并促进聚氨酯在云母粉表面的附着，从而增强了云母粉的耐磨性能和与聚四氟乙烯基底的相容性，提高了目标材料的耐磨损性能；利用等离子体处理云母粉，再配合电子加速器辐照，可以使云母粉粒度均一，改善团聚程度，促进在基底中均匀分布，改善目标材料的微观结构，提高其耐磨损性能。

A Polytetrafluoroethylene Material with Good Wear Resistance and Its Preparation Method

The invention discloses a polytetrafluoroethylene material with good wear resistance and a preparation method. The prepared polytetrafluoroethylene material has small contact angle with water and hexadecane, good wettability, and good lubrication performance. At the same time, the prepared polytetrafluoroethylene material is prepared under dry friction, drip oil lubrication and oil immersion lubrication conditions. All PTFE materials have low wear resistance and excellent wear resistance. The use of pentaerythritol to treat mica powder can promote the dispersion of mica powder in polyurethane emulsion and promote the adhesion of polyurethane on the surface of mica powder, thereby enhancing the abrasion resistance of mica powder and compatibility with PTFE substrate, improving the wear resistance of the target material, and using plasma to treat the cloud. The particle size of mica powder can be uniform, the agglomeration degree can be improved, the uniform distribution of mica powder in the base can be promoted, the microstructure of target material can be improved, and the wear resistance can be improved.

【技术实现步骤摘要】
一种具有较好耐磨性能的聚四氟乙烯材料及其制备方法
本专利技术属于聚四氟乙烯材料
，尤其是一种具有较好耐磨性能的聚四氟乙烯材料及其制备方法。
技术介绍
聚四氟乙烯（PTFE）是二十世纪三十年代由Plunkett博士专利技术的一种含氟高分子材料，由于具备一系列优异的综合性能，素有“塑料王”的美称。聚四氟乙烯拥有优异的耐温、耐腐蚀、耐老化、绝缘、阻燃、防粘、自润滑等方面的性能，目前已广泛应用于诸多领域。聚四氟乙烯是现代密封行业中常用的高分子材料，广泛应用于液压缸的往复密封中。随着材料的不断改进，聚四氟乙烯的摩擦磨损性能不断提高，但过度磨损仍是密封件失效的主要形式。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术旨在提供一种一种具有较好耐磨性能的聚四氟乙烯材料及其制备方法。本专利技术通过以下技术方案实现：一种具有较好耐磨性能的聚四氟乙烯材料，其特征在于，由以下重量份的原料制成：云母粉10-12，季戊四醇5-8，聚四氟乙烯粉末80-100，离子液体2-3，聚乙烯醇3-6，环氧树脂10-15，固化剂5-6，聚氨酯乳液20-30；所述聚氨酯乳液固含量为22-25%，所述离子液体为1-乙基-3-甲基-咪唑溴。进一步的，其制备方法包括以下步骤：（1）将云母粉利用液氮进行低温冷处理2-5min，然后将其放入球磨机中，加入季戊四醇，球磨20-30min，接着将其转移至等离子体处理装置中，进行等离子体处理，然后再转移至电子加速器辐照系统进行辐照20-30s，再次球磨至粒径为10-200nm；（2）将步骤（1）所得云母粉进行改性处理，得改性云母粉；（3）将聚四氟乙烯粉末与离子液体共同放入球磨机中，球磨10-20min，然后加入其体积3-5倍的去离子水，搅拌均匀后转移至反应釜中，控制温度为170-175℃，压力为0.5-0.8MPa，反应20-24h后，以2-3℃/min的速率降至室温，并泄压至常压；（4）将步骤（3）所得聚四氟乙烯粉末、步骤（2）所得改性云母粉、聚乙烯醇、环氧树脂、固化剂，在1200-1500rpm的高速搅拌机中搅拌混合10-15min，然后升温至150-160℃，调节压力为3-4MPa，继续搅拌20-30min后，将所得物放入压坯机上压制，然后经压延、拉伸、定型即可。进一步的，步骤（1）所述等离子气体为乙炔与二氧化碳的混合气体，两者比例为0.03-0.05:1。进一步的，步骤（2）所述改性云母粉制备方法为：将步骤（1）所得云母粉加入到聚氨酯乳液中，在60-70℃、700-800rpm下，搅拌分散30-40min得到分散液，然后将分散液在0.3-0.5MPa、85-87℃下放置2-3h，接着以0.01MPa/min的速率放压至常压，并以0.01MPa/min的速率抽压至-0.09～-0.1MPa，保压处理2-3h，最后以同样速率放压至常压，过滤，在86-90℃下球磨至干燥，得改性云母粉。进一步的，步骤（4）所述拉伸至厚度为2-3mm。本专利技术的有益效果：本专利技术制备的聚四氟乙烯材料，对水和十六烷具有较小的接触角，其润湿性较好，从而其润滑性能较好，同时在干摩擦、滴油润滑、浸油润滑条件下本专利技术制备的聚四氟乙烯材料均具有较小的磨损量，其耐磨损性能优异。利用季戊四醇对云母粉进行处理，可以促进云母粉在聚氨酯乳液中的分散，并促进聚氨酯在云母粉表面的附着，从而增强了云母粉的耐磨性能和与聚四氟乙烯基底的相容性，提高了目标材料的耐磨损性能；利用等离子体处理云母粉，再配合电子加速器辐照，可以使云母粉粒度均一，改善团聚程度，促进在基底中均匀分布，改善目标材料的微观结构，提高其耐磨损性能；利用聚氨酯乳液对云母粉进行改性处理，不仅可以改善云母粉与基底的界面作用，提高耐磨性能，同时，可以降低目标材料与水和十六烷的接触角，增强其润滑性能，从而进一步提高耐磨性能；利用离子液体对聚四氟乙烯粉末进行改性处理，可以改善聚四氟乙烯拒水拒油的特性，增强其润滑性能，并且增强聚四氟乙烯粉末的韧性，进一步提高耐磨性能。具体实施方式下面用具体实施例说明本专利技术，但并不是对本专利技术的限制。实施例1一种具有较好耐磨性能的聚四氟乙烯材料，其特征在于，由以下重量份的原料制成：云母粉10，季戊四醇5，聚四氟乙烯粉末80，离子液体2，聚乙烯醇3，环氧树脂10，固化剂5，聚氨酯乳液20；所述聚氨酯乳液固含量为22%，所述离子液体为1-乙基-3-甲基-咪唑溴。进一步的，其制备方法包括以下步骤：（1）将云母粉利用液氮进行低温冷处理2min，然后将其放入球磨机中，加入季戊四醇，球磨20min，接着将其转移至等离子体处理装置中，进行等离子体处理，然后再转移至电子加速器辐照系统进行辐照20s，再次球磨至粒径为10nm；（2）将步骤（1）所得云母粉进行改性处理，得改性云母粉；（3）将聚四氟乙烯粉末与离子液体共同放入球磨机中，球磨10min，然后加入其体积3倍的去离子水，搅拌均匀后转移至反应釜中，控制温度为170℃，压力为0.5MPa，反应20h后，以2℃/min的速率降至室温，并泄压至常压；（4）将步骤（3）所得聚四氟乙烯粉末、步骤（2）所得改性云母粉、聚乙烯醇、环氧树脂、固化剂，在1200rpm的高速搅拌机中搅拌混合10min，然后升温至150℃，调节压力为3MPa，继续搅拌20min后，将所得物放入压坯机上压制，然后经压延、拉伸、定型即可。进一步的，步骤（1）所述等离子气体为乙炔与二氧化碳的混合气体，两者比例为0.03:1。进一步的，步骤（2）所述改性云母粉制备方法为：将步骤（1）所得云母粉加入到聚氨酯乳液中，在60℃、700rpm下，搅拌分散30min得到分散液，然后将分散液在0.3MPa、85℃下放置2h，接着以0.01MPa/min的速率放压至常压，并以0.01MPa/min的速率抽压至-0.09MPa，保压处理2h，最后以同样速率放压至常压，过滤，在86℃下球磨至干燥，得改性云母粉。进一步的，步骤（4）所述拉伸至厚度为2mm。实施例2一种具有较好耐磨性能的聚四氟乙烯材料，其特征在于，由以下重量份的原料制成：云母粉11，季戊四醇7，聚四氟乙烯粉末90，离子液体3，聚乙烯醇4，环氧树脂13，固化剂6，聚氨酯乳液25；所述聚氨酯乳液固含量为23%，所述离子液体为1-乙基-3-甲基-咪唑溴。进一步的，其制备方法包括以下步骤：（1）将云母粉利用液氮进行低温冷处理3min，然后将其放入球磨机中，加入季戊四醇，球磨25min，接着将其转移至等离子体处理装置中，进行等离子体处理，然后再转移至电子加速器辐照系统进行辐照25s，再次球磨至粒径为100nm；（2）将步骤（1）所得云母粉进行改性处理，得改性云母粉；（3）将聚四氟乙烯粉末与离子液体共同放入球磨机中，球磨15min，然后加入其体积4倍的去离子水，搅拌均匀后转移至反应釜中，控制温度为172℃，压力为0.6MPa，反应22h后，以3℃/min的速率降至室温，并泄压至常压；（4）将步骤（3）所得聚四氟乙烯粉末、步骤（2）所得改性云母粉、聚乙烯醇、环氧树脂、固化剂，在1300rpm的高速搅拌机中搅拌混合12min，然后升温至155℃，调节压力为4MPa，继续搅拌25min后，将所得物放入压坯机上压制，然后经压延、拉伸、定型即可。进一步的，步骤（1）所述等离子本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有较好耐磨性能的聚四氟乙烯材料，其特征在于，由以下重量份的原料制成：云母粉10‑12，季戊四醇5‑8，聚四氟乙烯粉末80‑100，离子液体2‑3，聚乙烯醇3‑6，环氧树脂10‑15，固化剂5‑6，聚氨酯乳液20‑30；所述聚氨酯乳液固含量为22‑25%，所述离子液体为1‑乙基‑3‑甲基‑咪唑溴。

【技术特征摘要】
1.一种具有较好耐磨性能的聚四氟乙烯材料，其特征在于，由以下重量份的原料制成：云母粉10-12，季戊四醇5-8，聚四氟乙烯粉末80-100，离子液体2-3，聚乙烯醇3-6，环氧树脂10-15，固化剂5-6，聚氨酯乳液20-30；所述聚氨酯乳液固含量为22-25%，所述离子液体为1-乙基-3-甲基-咪唑溴。2.根据权利要求1所述的一种具有较好耐磨性能的聚四氟乙烯材料，其特征在于，其制备方法包括以下步骤：（1）将云母粉利用液氮进行低温冷处理2-5min，然后将其放入球磨机中，加入季戊四醇，球磨20-30min，接着将其转移至等离子体处理装置中，进行等离子体处理，然后再转移至电子加速器辐照系统进行辐照20-30s，再次球磨至粒径为10-200nm；（2）将步骤（1）所得云母粉进行改性处理，得改性云母粉；（3）将聚四氟乙烯粉末与离子液体共同放入球磨机中，球磨10-20min，然后加入其体积3-5倍的去离子水，搅拌均匀后转移至反应釜中，控制温度为170-175℃，压力为0.5-0.8MPa，反应20-24h后，以2-3℃/min的速率降至室温，并泄压至常压；（4）将步骤（3）所得聚四氟乙烯粉末、步骤（2）...

【专利技术属性】
技术研发人员：付贤锋，
申请(专利权)人：付贤锋，
类型：发明
国别省市：安徽,34