一种抗静电聚四氟乙烯密封材料及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种抗静电聚四氟乙烯密封材料及其制备方法，涉及聚四氟乙烯密封材料技术领域。本发明专利技术提供的抗静电聚四氟乙烯密封材料包括以下质量份数的制备原料：聚四氟乙烯树脂35～42.5份、锡青铜粉55～60份、石墨2～4份和纳米碳化硼0.5～1份。所述聚四氟乙烯树脂具有摩擦系数低、耐高低温的特点；所述锡青铜粉可显著提高聚四氟乙烯树脂的抗承载、抗磨性能以及导电导热性能；所述石墨具有优良的固体润滑性能；所述纳米碳化硼硬度高、导热性与耐磨性好，高硬度的纳米碳化硼与锡青铜粉、石墨这两种软固体润滑填料具有良好的协同效应。本发明专利技术提供的聚四氟乙烯密封材料实现了抗静电、力学性能、低摩擦及耐磨损性能的兼具。低摩擦及耐磨损性能的兼具。

【技术实现步骤摘要】
一种抗静电聚四氟乙烯密封材料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及聚四氟乙烯密封材料
，特别涉及一种抗静电聚四氟乙烯密封材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]静电危害很多，严重时可能引起设备易燃物发生爆炸，尤其是应用于安全救生领域的设备对其关键材料抗静电要求高，如应用于矿山井下、石油、隧道营救、冶金等领域的正压式氧气呼吸器、氧气充填泵等产品，使用的聚四氟乙烯密封材料需要兼具抗静电和耐磨损使用要求。聚四氟乙烯是一种常用的密封材料，但未填充的聚四氟乙烯承载能力低、易蠕变、不耐磨、寿命短、电阻率高。
[0003]对聚四氟乙烯进行填充，是改善聚四氟乙烯性能的主要途径，如在聚四氟乙烯中填充金属粉末(如铅、镍)、固体润滑剂(如二硫化钼)或其它特种纳米功能填料(如纳米氧化铝、纳米二氧化硅、纳米氧化锌)，但因特定某一种填料对聚四氟乙烯性能改善效果的局限性和针对性，无法实现对聚四氟乙烯综合性能的整体改善。目前的填充聚四氟乙烯材料仍然难以很好的兼顾抗静电性能、力学性能和摩擦磨损性能。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本专利技术目的在于提供一种抗静电聚四氟乙烯密封材料及其制备方法。本专利技术提供的抗静电聚四氟乙烯密封材料实现了抗静电、力学性能与低摩擦耐磨损性能的兼顾。
[0005]为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：
[0006]本专利技术提供了一种抗静电聚四氟乙烯密封材料，包括以下质量份数的制备原料：聚四氟乙烯树脂35～42.5份、锡青铜粉55～60份、石墨2～4份和纳米碳化硼0.5～1份。
[0007]优选地，包括以下质量份数的制备原料：聚四氟乙烯树脂37.5～40份、锡青铜粉55～59份、石墨3～4份和纳米碳化硼0.5～1份。
[0008]优选地，所述聚四氟乙烯树脂的粒径为50～100μm。
[0009]优选地，所述锡青铜粉的粒径为38～48μm。
[0010]优选地，所述石墨的粒径为10～15μm。
[0011]优选地，所述纳米碳化硼的粒径为150～250nm。
[0012]本专利技术提供了以上技术方案所述抗静电聚四氟乙烯密封材料的制备方法，包括以下步骤：
[0013]将聚四氟乙烯树脂、锡青铜粉、石墨和纳米碳化硼混合，得到混合料；
[0014]将所述混合料加压成型后进行烧结，得到所述抗静电聚四氟乙烯密封材料。
[0015]优选地，所述加压成型的压力为70～90MPa，时间为6～10min。
[0016]所述烧结的温度为365～370℃，保温时间为120～180min；升温至所述烧结的温度的升温速率为2～2.5℃/min。
[0017]本专利技术提供了一种抗静电聚四氟乙烯密封材料，包括以下质量份数的制备原料：聚四氟乙烯树脂35～42.5份、锡青铜粉55～60份、石墨2～4份和纳米碳化硼0.5～1份。在本专利技术中，所述聚四氟乙烯树脂具有摩擦系数低、耐高低温的特点；所述锡青铜粉可以显著提高聚四氟乙烯树脂的抗承载、抗磨性能以及导电、导热性能；所述石墨具有优良的固体润滑性能；所述纳米碳化硼硬度高、导热性与耐磨性好，高硬度的纳米碳化硼与锡青铜粉、石墨这两种软固体润滑填料具有良好的协同效应，三者复合填充，对聚四氟乙烯树脂具有优异的改性效果。本专利技术通过聚四氟乙烯、锡青铜粉、石墨和纳米碳化硼的组分优化，使聚四氟乙烯密封材料实现了抗静电、力学性能与低摩擦耐磨损性能的兼具。
[0018]实施例结果表明，本专利技术提供的抗静电聚四氟乙烯密封材料的表面电阻≤4.0
×
106Ω，摩擦系数≤0.25(GB/T3960
‑
2016，200N，0.43m/s)，体积磨损率≤6.0
×
10
‑6mm3/N.m(GB/T3960
‑
2016，200N，0.43m/s)，拉伸强度≥13MPa(GB/T1040
‑
2018)，断裂伸长率≥50％(GB/T1040
‑
2018)。
[0019]本专利技术还提供了以上技术方案所述抗静电聚四氟乙烯密封材料的制备方法，过程简单，易于操作，便于规模化生产。
具体实施方式
[0020]本专利技术提供了一种抗静电聚四氟乙烯密封材料，包括以下质量份数的制备原料：聚四氟乙烯树脂35～42.5份、锡青铜粉55～60份、石墨2～4份和纳米碳化硼0.5～1份。
[0021]在本专利技术中，若无特别说明，所述原材料均为本领域熟知的市售商品。
[0022]以质量份数计，本专利技术提供的抗静电聚四氟乙烯密封材料包括聚四氟乙烯树脂35～42.5份，具体可以为35份、37.5份、38份、40份、42.5份。本专利技术对所述聚四氟乙烯树脂没有特别的要求，采用本领域技术人员熟知的聚四氟乙烯树脂即可；所述聚四氟乙烯树脂的粒径优选为50～100μm。在本专利技术中，所述聚四氟乙烯树脂具有摩擦系数低、耐高低温的特点。
[0023]以聚四氟乙烯树脂的质量份数为基准，本专利技术提供的抗静电聚四氟乙烯密封材料包括锡青铜粉55～60份，优选为55～59份。在本专利技术中，所述锡青铜粉的粒径优选为38～48μm；所述锡青铜粉优选牌号为663的锡青铜粉。在本专利技术中，所述锡青铜粉能够显著提高聚四氟乙烯树脂的抗承载、抗磨性能以及导电、导热性能；相对于其他青铜合金，如铝青铜、硅青铜，所述锡青铜硬度低，与聚四氟乙烯树脂匹配性更好；此外，所述锡青铜合金的组成元素包括铜、锡、铅等，各种组分在降低聚四氟乙烯树脂摩擦系数、提高耐磨性方面均可以发挥作用。
[0024]以聚四氟乙烯树脂的质量份数为基准，本专利技术提供的抗静电聚四氟乙烯密封材料包括石墨2～4份，具体可以为2份、3份、4份。在本专利技术中，所述石墨的粒径优选为10～15μm；所述石墨具有优良的固体润滑性能。
[0025]以聚四氟乙烯树脂的质量份数为基准，本专利技术提供的抗静电聚四氟乙烯密封材料包括纳米碳化硼0.5～1份，具体可以为0.5份、1份。在本专利技术中，所述纳米碳化硼的粒径优选为150～250nm。在本专利技术中，所述纳米碳化硼硬度高、导热性与耐磨性好，高硬度的纳米碳化硼与锡青铜粉、石墨这两种软固体润滑填料具有良好的协同效应，三者复合填充，对聚四氟乙烯树脂具有优异的改性效果；并且，纳米级别的碳化硼能够促进微米级别的锡青铜
粉和石墨更大程度地发挥润滑作用；少量的硬质纳米碳化硼促进摩擦过程中还能够使对偶表面生成高质量的富含润滑成分的转移膜，更有利于改善摩擦学性能。
[0026]本专利技术通过聚四氟乙烯、锡青铜粉、石墨和纳米碳化硼的组分优化，使聚四氟乙烯密封材料实现了抗静电、力学性能及低摩擦耐磨损性能的兼具。
[0027]本专利技术提供了以上技术方案所述抗静电聚四氟乙烯密封材料的制备方法，包括以下步骤：
[0028]将聚四氟乙烯树脂、锡青铜粉、石墨和纳米碳化硼混合，得到混合料；
[0029]将所述混合料加压成型后进行烧结，得到所述抗静电聚四氟乙烯密封材料。
[0030]本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种抗静电聚四氟乙烯密封材料，包括以下质量份数的制备原料：聚四氟乙烯树脂35～42.5份、锡青铜粉55～60份、石墨2～4份和纳米碳化硼0.5～1份。2.根据权利要求1所述的抗静电聚四氟乙烯密封材料，其特征在于，包括以下质量份数的制备原料：聚四氟乙烯树脂37.5～40份、锡青铜粉55～59份、石墨3～4份和纳米碳化硼0.5～1份。3.根据权利要求1或2所述的抗静电聚四氟乙烯密封材料，其特征在于，所述聚四氟乙烯树脂的粒径为50～100μm。4.根据权利要求1或2所述的抗静电聚四氟乙烯密封材料，其特征在于，所述锡青铜粉的粒径为38～48μm。5.根据权利要求1或2所述的抗静电聚四氟乙烯密封材料，其特征在于，所述石墨的粒径为...

【专利技术属性】
技术研发人员：张新瑞，李宋，杨增辉，王齐华，王廷梅，
申请(专利权)人：中国科学院兰州化学物理研究所，
类型：发明
国别省市：