一种高温耐磨材料及其制备方法与应用技术

本发明专利技术公开了一种高温耐磨材料及其制备方法与应用，由以下重量份的组分组成：聚酰亚胺5

【技术实现步骤摘要】
一种高温耐磨材料及其制备方法与应用


[0001]本专利技术属于改性聚四氟乙烯材料制备
，具体涉及一种高温耐磨材料及其制备方法与应用。

技术介绍

[0002]这里的陈述仅提供与本专利技术相关的
技术介绍
，而不必然地构成现有技术。
[0003]聚四氟乙烯(PTFE)具有耐热性、耐低温性、耐药品性及电气性能，并且具有优异的不黏性与自润滑性，是磨擦系数最低的树脂。但在特殊的工况下使用，尤其是在高温、高速运转的使用环境中，会导致高温耐磨性欠佳而造成磨损严重等问题。
[0004]碳纤维增强聚合物复合材料具有高比强和高比模量、良好的化学稳定性以及优异的摩擦学性能作为齿轮、轴承等摩擦部件各领域有着广泛应用。现有技术中的聚四氟乙烯的改性方法难以对其高温耐磨性进行有效改善。

技术实现思路

[0005]针对现有技术存在的不足，本专利技术的目的是提供一种高温耐磨材料及其制备方法与应用。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术是通过如下的技术方案来实现：
[0007]第一方面，本专利技术提供了一种高温耐磨材料组合物，由以下重量份的组分组成：聚酰亚胺3
‑
10份，碳纤维2
‑
5份，聚四氟乙烯粉体85
‑
95份。
[0008]第二方面，本专利技术提供一种高温耐磨材料的制备方法，包括如下步骤：
[0009]将聚酰亚胺、碳纤维和聚四氟乙烯粉体按质量比为3
‑
7：
[0010]2‑
4：89/>‑
95进行预混，得预混粉料；
[0011]将预混粉料冷冻处理后高速混合，得到混合粉料；
[0012]将混合粉料装入模具，压制成毛坯；
[0013]将毛坯烧结后，制得成型制品。
[0014]第三方面，本专利技术提供一种高温耐磨制品，由所述制备方法制备而成。
[0015]上述本专利技术的一种或多种实施方式取得的有益效果如下：
[0016]改性聚四氟乙烯细粉树脂、聚酰亚胺、碳纤维按照不同的百分数组分高速混合均匀，聚四氟乙烯有利于碳纤维界面结合，降低了碳纤维粗糙度，减少磨损。聚酰亚胺有利于转移膜形成，增强对偶件强度，减少摩擦面在高温下发生蠕变。
[0017]三种复合材料之间界面作用有利于在高温摩擦磨损过程中应力传递和分散，聚四氟乙烯具有适当回弹性，起到了很好密封，与金属件对磨过程中不会损伤金属表面，这些特性有助于相关部件持久有效，在高温状态下发挥良好的耐磨密封性。
[0018]尤其适用于高温、高速运转设备上密封环、活塞环、耐高温介质的阀门等领域。
附图说明
[0019]构成本专利技术的一部分的说明书附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。
[0020]图1是本专利技术实施例的制备工艺流程图；
[0021]图2是本专利技术实施例1
‑
3和对比例1制备的复合材料的扫描电镜图，其中，(a)为实施例1制备的复合材料，(b)为实施例2制备的复合材料，(c)为实施例3制备的复合材料，(d)为对比例1制备的复合材料。
具体实施方式
[0022]应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本专利技术提供进一步的说明。除非另有指明，本专利技术使用的所有技术和科学术语具有与本专利技术所属
的普通技术人员通常理解的相同含义。
[0023]第一方面，本专利技术提供了一种高温耐磨材料组合物，由以下重量份的组分组成：聚酰亚胺5
‑
10份，碳纤维2
‑
5份，聚四氟乙烯粉体85
‑
93份。
[0024]在一些实施例中，所述高温耐磨材料组合物，由以下重量份的组分组成：聚酰亚胺3
‑
7份，碳纤维2
‑
4份，聚四氟乙烯粉体85
‑
95份。
[0025]优选的，所述高温耐磨材料组合物，由以下重量份的组分组成：聚酰亚胺3
‑
7份，碳纤维2
‑
4份，聚四氟乙烯粉体87
‑
95份。
[0026]如，聚酰亚胺可以为3份、6份、7份、8份、9份、10份；碳纤维可以为2份、3份、4份、5份；聚四氟乙烯粉体可以为85份、86份、87份、88份、89份、90份、91份、92份、95份。
[0027]聚酰亚胺是指主链上含有酰亚胺环的一类聚合物。作为一种特种工程材料，具用优异的力学性能和热稳定性,在
‑
270℃～400℃温度范围内保持较好的物理机械性能，同时可在
‑
240℃～260℃空气中长期使用，热分解温度在600℃，是迄今聚合物中热稳定性最高的品种之一。
[0028]碳纤维是直径约为4
‑
10μm的纤维，主要由碳原子组成，具有高刚度、高抗拉强度、低重量、高耐化学性、耐高温和低热膨胀性，这些特性使其被广泛应用于增强复合材料中。
[0029]进一步优选的，所述高温耐磨材料组合物，由以下重量份的组分组成：聚酰亚胺7份，碳纤维4份，聚四氟乙烯粉体89份。
[0030]第二方面，本专利技术提供一种高温耐磨材料的制备方法，包括如下步骤：
[0031]将聚酰亚胺、碳纤维和聚四氟乙烯粉体按质量比为3
‑
7：2
‑
4：85
‑
95进行预混，得预混粉料；
[0032]将预混粉料冷冻处理后高速混合，得到混合粉料；
[0033]将混合粉料装入模具，压制成毛坯；
[0034]将毛坯烧结后，制得成型制品。
[0035]在一些实施例中，聚四氟乙烯粉体的粒径为9
‑
20μm；聚酰亚胺的粒径为10
‑
40μm；碳纤维直径4
‑
10μm，长度为30
‑
50μm。
[0036]在一些实施例中，冷冻的温度为
‑
10～
‑
20℃，冷冻的时间为20
‑
30h。
[0037]优选的，冷冻后，高速混合的转速为2000
‑
3000r/min，混合的时间为2
‑
10min。
[0038]在一些实施例中，压制的压力为25
‑
40MPa。
[0039]在一些实施例中，烧结的温度为360
‑
380℃，保温时间为4
‑
10h。
[0040]第三方面，本专利技术提供一种高温耐磨制品，由所述制备方法制备而成。
[0041]下面结合实施例对本专利技术作进一步说明。
[0042]A：所需材料及材料指标参数：
[0043]改性聚四氟乙烯悬浮细粉：购自山东东岳高分子材料有限公司，改性聚四氟乙烯悬浮细粉(牌号DF161)树脂为主体材料比普通聚四氟乙烯悬浮细粉树脂具有更高延伸率和抗拉强度、高耐本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高温耐磨材料组合物，其特征在于：由以下重量份的组分组成：聚酰亚胺5
‑
10份，碳纤维2
‑
5份，聚四氟乙烯粉体85
‑
93份。2.根据权利要求1所述的高温耐磨材料组合物，其特征在于：由以下重量份的组分组成：聚酰亚胺5
‑
8份，碳纤维2
‑
4份，聚四氟乙烯粉体85
‑
90份。3.根据权利要求2所述的高温耐磨材料组合物，其特征在于：所述高温耐磨材料组合物，由以下重量份的组分组成：聚酰亚胺6
‑
8份，碳纤维3
‑
4份，聚四氟乙烯粉体87
‑
90份。4.根据权利要求3所述的高温耐磨材料组合物，其特征在于：所述高温耐磨材料组合物，由以下重量份的组分组成：聚酰亚胺7份，碳纤维4份，聚四氟乙烯粉体89份。5.一种高温耐磨材料的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：将聚酰亚胺、碳纤维和聚四氟乙烯粉体按质量比为5
‑
10：2
‑
5：85
‑
93进行预混，得预混粉料；将预混粉料冷冻处理后高速混合，...

【专利技术属性】
技术研发人员：苏连喜，
申请(专利权)人：济南赛诺富隆新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：