一种聚四氟乙烯复合材料制造技术

本发明专利技术提供了一种聚四氟乙烯复合材料，包括以下重量份的组分：80～99份的含氟树脂、0.1～5份的氟化石墨烯、0.1～19份的玻璃纤维和0.1～1份的三氧化二锑，聚四氟乙烯复合材料将聚四氟乙烯树脂、氟化石墨烯、玻璃纤维和三氧化二锑按照重量配比分散在羧酸改性大分子分散剂溶液中干燥压制成型烧结而成，所述羧酸改性大分子分散剂的制备方法包括以下步骤：将丙烯酸酯化的甲氧基聚乙二醇、丙烯酸、S,S’‑双(2‑甲基‑2‑丙酸基)三硫代碳酸酯和偶氮二异丁腈溶解在二氧六环中，通惰性气体除氧后磁力搅拌至均相溶液于60～80℃反应后用正己烷洗涤后将产物真空干燥。本发明专利技术的聚四氟乙烯复合材料中各组分的分散性很好，具有优异的力学性能和导热性能。

A polytetrafluoroethylene composite

【技术实现步骤摘要】
一种聚四氟乙烯复合材料
本专利技术涉及聚合物基复合材料
，具体涉及一种聚四氟乙烯复合材料。
技术介绍
聚四氟乙烯(PTFE)材料具有优异耐介质、低摩擦系数、使用温度范围宽等优良特性，是用作密封的理想材料，但PTFE材料在外力作用下容易发生蠕变、磨损，使用寿命短，机械性能较差。为提高聚四氟乙烯综合性能，需要对聚四氟乙烯进行改性，通常是与其他材料进行物理填充，利用复合材料的特性，弥补聚四氟乙烯自身的不足，从而达到改性的目的，但是由于PTFE是表面能最小的一种固体材料，表面张力极低，其它材料很难粘附在其表面，导致聚四氟乙烯基复合材料相容性并不理想，综合性能有待进一步提高。中国专利技术专利(公开号CN102604282A)公开了一种纳米粒子填充复合材料的制备方法，为了提高无机纳米粒子与聚合物基体材料的相容性，通过偶联剂对无机纳米粒子进行表面改性，然后模压烧结成型，可以有效提升复合材料的力学性能、耐磨性能，降低摩擦系数。但是其使用的硅烷偶联剂和钛酸酯偶联剂基本上都是一些低沸点在偶联剂，高温烧结的时候会发生高温分解，导致在复合材料中形成比较多的空隙，增大了材料的吸水率，降低致密度。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术存在的不足之处而提供一种聚四氟乙烯复合材料。为实现上述目的，本专利技术采取的技术方案为：一种聚四氟乙烯复合材料，所述聚四氟乙烯复合材料包括以下重量份的组分：80～99份的含氟树脂、0.1～5份的氟化石墨烯、0.1～19份的玻璃纤维和0.1～1份的三氧化二锑；>所述聚四氟乙烯复合材料的制备方法包括以下步骤：(Ⅰ)将聚四氟乙烯树脂、氟化石墨烯、玻璃纤维和三氧化二锑按照重量配比分散在羧酸改性大分子分散剂溶液中，固液分离，收集固体并干燥，其中，所述羧酸改性大分子分散剂溶液的溶剂为有机溶剂；(Ⅱ)将干燥后的固体混合均匀后在25～55MPa下保压1～30分钟成型得到成型材料；(Ⅲ)将步骤(Ⅱ)得到的成型材料烧结得到所述聚四氟乙烯复合材料；所述羧酸改性大分子分散剂的制备方法包括以下步骤：(1)将丙烯酸酯化的甲氧基聚乙二醇、丙烯酸、S,S’-双(2-甲基-2-丙酸基)三硫代碳酸酯和偶氮二异丁腈溶解在二氧六环中，通惰性气体除氧后磁力搅拌至均相溶液；(2)将步骤(1)得到的均相溶液在惰性气体氛围下于60～80℃反应后用正己烷洗涤后将产物真空干燥，得到所述羧酸改性大分子分散剂。上述的聚四氟乙烯复合材料将聚四氟乙烯树脂、氟化石墨烯、玻璃纤维、三氧化二锑混合搭配合后分散在羧酸改性大分子分散剂中，通过各组分之间的配合作用，使得各组分的分散效果更好，不易团聚。同时，上述方法制备得到的羧酸改性大分子分散剂在溶液中能够锚固在填料粒子的表面，增大空间位阻，避免复合材料中各组分的团聚，从而增大复合材料的相容性，提高聚四氟乙烯复合材料的力学性能和导热性能。优选的，所述羧酸改性大分子分散剂的制备方法中，所述丙烯酸酯化的甲氧基聚乙二醇为甲氧基聚乙二醇(350)单甲基丙烯酸酯(沙多玛公司CD550)、甲氧基聚乙二醇(350)单丙烯酸酯(沙多玛公司CD551)、甲氧基聚乙二醇(550)单甲基丙烯酸酯(沙多玛公司CD552)、甲氧基聚乙二醇(550)单丙烯酸酯(沙多玛公司CD553)优选的，所述羧酸改性大分子分散剂的制备方法中，丙烯酸酯化的甲氧基聚乙二醇、丙烯酸、S,S’-双(2-甲基-2-丙酸基)三硫代碳酸酯和偶氮二异丁腈的重量比为(40～60)：(40～60)：(1～2)：(1～2)。专利技术人通过研究发现，羧酸改性大分子分散剂的制备原料中烯酸酯化的甲氧基聚乙二醇、丙烯酸、S,S’-双(2-甲基-2-丙酸基)三硫代碳酸酯和偶氮二异丁腈的重量比为(40～60)：(40～60)：(1～2)：(1～2)时，能够使得羧酸改性大分子分散剂能够改善聚四氟乙烯复合材料中各组分的分散效果，提高聚四氟乙烯复合材料的力学性能和导热性能。优选的，所述羧酸改性大分子分散剂的制备方法的步骤(2)中，60～80℃反应的时间为8～12h。优选的，所述聚四氟乙烯复合材料中羧酸改性大分子分散剂溶液的溶剂为乙醇、正己烷、丙酮、甲苯、氯仿、N,N-二甲基甲酰胺中的任意一种或几种，所述聚四氟乙烯复合材料中羧酸改性大分子分散剂溶液中溶质的质量浓度为5％～20％。优选的，所述羧酸改性大分子分散剂溶液中溶质的质量浓度为9％～10％。专利技术人经过研究发现，当羧酸改性大分子分散剂溶液中溶质的质量浓度为9％～10％，聚四氟乙烯复合材料各组分的分散效果更好，聚四氟乙烯复合材料的力学性能和导热性能更佳。优选的，所述聚四氟乙烯复合材料包括以下重量份的组分：80～99份的含氟树脂、3～5份的氟化石墨烯、0.1～19份的玻璃纤维和0.1～1份的三氧化二锑。专利技术人经过研究发现，当聚四氟乙烯复合材料中各组分的重量配比为80～99份的含氟树脂、3～5份的氟化石墨烯、0.1～19份的玻璃纤维和0.1～1份的三氧化二锑时，聚四氟乙烯复合材料的力学性能和导热性能更佳。优选的，所述聚四氟乙烯复合材料的制备方法的步骤(Ⅲ)中，所述烧结的方法为：以升温速率为20～40℃/小时升温至320～340℃后保温1～3小时，然后以升温速率为20～40℃/小时升温至380～400℃后保温1～3小时，然后以降温速率为20～40℃/小时降温至320～340℃后保温1～3小时。优选的，所述聚四氟乙烯复合材料的制备方法的步骤(Ⅰ)中，将聚四氟乙烯树脂、氟化石墨烯、玻璃纤维和三氧化二锑按照重量配比通过搅拌分散在羧酸改性大分子分散剂溶液中，搅拌速度为100～500r/min，搅拌时间为30～60min；所述步骤(Ⅱ)中，干燥后的固体在高速混料机以2200r/min的速度混料3～5min混合均匀。本专利技术的有益效果在于：本专利技术提供了一种聚四氟乙烯复合材料，本专利技术的聚四氟乙烯复合材料将聚四氟乙烯树脂、氟化石墨烯、玻璃纤维和三氧化二锑搭配后，分散在羧酸改性大分子分散剂的溶液中，通过各组分之间的配合作用，使得各组分的分散效果更好，不易团聚。同时，羧酸改性大分子分散剂溶液中能够锚固在填料粒子的表面，增大空间位阻，避免复合材料中各组分的团聚，从而增大复合材料的相容性，提高聚四氟乙烯复合材料的力学性能和导热性能。附图说明图1为本专利技术实施例1的聚四氟乙烯复合材料的SEM图。图2为本专利技术实施例2的聚四氟乙烯复合材料的SEM图。图3为本专利技术实施例3的聚四氟乙烯复合材料的SEM图。具体实施方式为更好的说明本专利技术的目的、技术方案和优点，下面将结合具体实施例对本专利技术作进一步说明。实施例1作为本专利技术实施例的一种聚四氟乙烯复合材料，所述聚四氟乙烯复合材料由以下重量份的组分组成：80份的聚四氟乙烯树脂、5份的氟化石墨烯、0.1份的玻璃纤维和1份的三氧化二锑。本实施例聚四氟乙烯复合材料的制备方法包括以下步骤：(Ⅰ)将聚四氟乙烯树脂、氟化石墨烯本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种聚四氟乙烯复合材料，其特征在于，所述聚四氟乙烯复合材料包括以下重量份的组分：80～99份的含氟树脂、0.1～5份的氟化石墨烯、0.1～19份的玻璃纤维和0.1～1份的三氧化二锑；/n所述聚四氟乙烯复合材料的制备方法包括以下步骤：/n(Ⅰ)将聚四氟乙烯树脂、氟化石墨烯、玻璃纤维和三氧化二锑按照重量配比分散在羧酸改性大分子分散剂溶液中，固液分离，收集固体并干燥，其中，所述羧酸改性大分子分散剂溶液的溶剂为有机溶剂；/n(Ⅱ)将干燥后的固体混合均匀后在25～55MPa下保压1～30分钟成型得到成型材料；/n(Ⅲ)将步骤(Ⅱ)得到的成型材料烧结得到所述聚四氟乙烯复合材料；/n所述羧酸改性大分子分散剂的制备方法包括以下步骤：/n(1)将丙烯酸酯化的甲氧基聚乙二醇、丙烯酸、S,S’-双(2-甲基-2-丙酸基)三硫代碳酸酯和偶氮二异丁腈溶解在二氧六环中，通惰性气体除氧后磁力搅拌至均相溶液；/n(2)将步骤(1)得到的均相溶液在惰性气体氛围下于60～80℃反应后用正己烷洗涤后将产物真空干燥，得到所述羧酸改性大分子分散剂。/n

【技术特征摘要】
1.一种聚四氟乙烯复合材料，其特征在于，所述聚四氟乙烯复合材料包括以下重量份的组分：80～99份的含氟树脂、0.1～5份的氟化石墨烯、0.1～19份的玻璃纤维和0.1～1份的三氧化二锑；
所述聚四氟乙烯复合材料的制备方法包括以下步骤：
(Ⅰ)将聚四氟乙烯树脂、氟化石墨烯、玻璃纤维和三氧化二锑按照重量配比分散在羧酸改性大分子分散剂溶液中，固液分离，收集固体并干燥，其中，所述羧酸改性大分子分散剂溶液的溶剂为有机溶剂；
(Ⅱ)将干燥后的固体混合均匀后在25～55MPa下保压1～30分钟成型得到成型材料；
(Ⅲ)将步骤(Ⅱ)得到的成型材料烧结得到所述聚四氟乙烯复合材料；
所述羧酸改性大分子分散剂的制备方法包括以下步骤：
(1)将丙烯酸酯化的甲氧基聚乙二醇、丙烯酸、S,S’-双(2-甲基-2-丙酸基)三硫代碳酸酯和偶氮二异丁腈溶解在二氧六环中，通惰性气体除氧后磁力搅拌至均相溶液；
(2)将步骤(1)得到的均相溶液在惰性气体氛围下于60～80℃反应后用正己烷洗涤后将产物真空干燥，得到所述羧酸改性大分子分散剂。


2.根据权利要求1所述的聚四氟乙烯复合材料，其特征在于，所述羧酸改性大分子分散剂的制备方法中，所述丙烯酸酯化的甲氧基聚乙二醇为甲氧基聚乙二醇(350)单甲基丙烯酸酯、甲氧基聚乙二醇(350)单丙烯酸酯、甲氧基聚乙二醇(550)单甲基丙烯酸酯、甲氧基聚乙二醇(550)单丙烯酸酯中的任意一种。


3.根据权利要求2所述的聚四氟乙烯复合材料，其特征在于，所述羧酸改性大分子分散剂的制备方法中，丙烯酸酯化的甲氧基聚乙二醇、丙烯酸、S,S’-双(2-甲基-2-丙酸基)三硫代碳酸酯和偶氮二异丁腈的重量比为(40～60)：(40～60)：(1～2)：(1～2)。

【专利技术属性】
技术研发人员：叶素娟，袁佳宇，李国一，梁小凤，王勇，王文虎，谭锋，黄兴，
申请(专利权)人：广州机械科学研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44