一种耐干磨聚四氟乙烯材料及其制备方法、检测方法和检测装置制造方法及图纸

本申请涉及气体密封零部件的技术领域，更具体地说，它涉及一种耐干磨聚四氟乙烯材料及其制备方法和耐磨检测方法。一种耐干磨聚四氟乙烯材料，由碳纤维、有机添加物以及聚四氟乙烯组成，所述有机添加物为聚苯酯和聚酰亚胺中的一种或者两种的混合物。其制备方法为：（1）混合原料；（2）模压定型；（3）烧结加工。本申请的耐干磨聚四氟乙烯材料及其制备方法具有提高耐干磨聚四氟乙烯材料的耐干磨性能的优点。干磨聚四氟乙烯材料的耐干磨性能的优点。干磨聚四氟乙烯材料的耐干磨性能的优点。

【技术实现步骤摘要】
一种耐干磨聚四氟乙烯材料及其制备方法、检测方法和检测装置


[0001]本申请涉及气体密封零部件的
，更具体地说，它涉及一种耐干磨聚四氟乙烯材料及其制备方法、检测方法和检测装置。

技术介绍

[0002]密封件是密封装置中的一类通用基础元件，其中，由于橡胶密封件具有弹性模量小，伸长率高，耐透气性等优点，所以广泛适用于空压机、呼吸机、鼓风机等机械设备上。
[0003]但是，橡胶密封件普遍存在启动扭矩大、摩擦系数大以及易老化等缺点，所以橡胶密封件本身的使用寿命相对较短，且当橡胶密封件与设备发生相对移动时，橡胶密封件还将限制设备的运行。而由于聚四氟乙烯密封件具有扭矩小，摩擦力小，不易老化的优点，所以聚四氟乙烯密封件可以有效对橡胶密封件进行替代。
[0004]然而，现有聚四氟乙烯密封件的耐干磨性能较差，所以在聚四氟乙烯密封件与设备发生相对移动时，聚四氟乙烯密封件本身还很容易发生磨损，从而显著降低聚四氟乙烯密封件的使用寿命。

技术实现思路

[0005]为了改善聚四氟乙烯密封件耐磨性能较差的缺点，本申请提供一种耐干磨聚四氟乙烯材料及其制备方法和耐磨检测方法。
[0006]第一方面，本申请提供一种耐干磨聚四氟乙烯材料，采用如下的技术方案：一种耐干磨聚四氟乙烯材料，包括由碳纤维、有机添加物以及聚四氟乙烯组成，所述有机添加物为聚苯酯和聚酰亚胺中的一种或者两种的混合物。
[0007]由于碳纤维具有高强度、高模量等优异特性，聚苯酯具有优良的热稳定性、耐蠕变性以及较高的硬度，所以当碳纤维以及聚苯酯填充至聚四氟乙烯内时，碳纤维以及聚苯酯可以承受大部分载荷，从而有效提高聚四氟乙烯的耐磨性。同时，碳纤维的类石墨结构可以与聚酰亚胺或者聚苯酯形成具有自润滑性能的转移润滑膜，促使耐干磨聚四氟乙烯材料表面表现出良好的润滑性，从而达到减磨效果。
[0008]优选的，由包括以下重量百分比的原料制成：5
‑
15wt％碳纤维以及10
‑
20wt％有机添加物，余量为聚四氟乙烯。
[0009]通过下述实验数据可得，当碳纤维占比介于5
‑
15wt％之间，有机添加物占比介于10
‑ꢀ
20wt％之间时，在耐磨检测后，耐干磨聚四氟乙烯材料的损耗量相对更少，即在该比重下，耐干磨聚四氟乙烯材料具备更为优良的耐磨性能。
[0010]优选的，由包括以下重量百分比的原料制成：10wt％碳纤维、15wt％有机添加物以及 75wt％聚四氟乙烯。
[0011]通过下述实验数据可得，当碳纤维占比为10wt％，有机添加物占比为15wt％时，在耐磨检测后，耐干磨聚四氟乙烯材料的损耗量相对最少，即在该比重下，耐干磨聚四氟乙烯
材料具备更为优良的耐磨性能。
[0012]优选的，所述有机添加物为聚苯酯或聚酰亚胺中的一种。
[0013]通过下述实验数据可得，相对于有机添加物采用聚苯酯和聚酰亚胺的混合物来说，单独采用聚酰亚胺对耐干磨聚四氟乙烯材料耐磨性能的提升效果更为优良。
[0014]另外，相对于有机添加物单独采用聚苯酯来说，有机添加物单独采用聚酰亚胺对耐干磨聚四氟乙烯材料耐磨性能的提升效果更为优良。而聚苯酯的单价相对较低，从而致使单独采用聚苯酯的耐干磨聚四氟乙烯材料成本更低。
[0015]第二方面，本申请提供一种耐干磨聚四氟乙烯材料的制备方法，采用如下的技术方案：一种耐干磨聚四氟乙烯材料的制备方法，包括以下步骤：(1)将碳纤维、有机添加物以及聚四氟乙烯进行混合，得到混合原料；(2)将混合原料进行模压成型，得到耐干磨聚四氟乙烯材料粗坯；(3)把耐干磨聚四氟乙烯材料粗坯以设定的烧结曲线程序进行烧结，该烧结曲线程序的特点是以相同的升温速率进行阶梯式升温，之后再以相同的降温速率进行阶梯式降温并冷却至室温，随后再加工得到耐干磨聚四氟乙烯材料。
[0016]由于上述制备方法步骤简单，操作方便，适宜流水线生产，所以当耐干磨聚四氟乙烯材料采用上述制备方法进行制备时，具备生产效率快，生产产品稳定以及生产简单等优点。
[0017]另外，由于采用阶梯式升温和阶梯式降温的方式，所以碳纤维、有机添加物以及聚四氟乙烯在烧结过程中容易形成骨架结构，从而促使转移润滑膜可以更为稳定地附着于聚四氟乙烯上，间接提高耐干磨聚四氟乙烯材料的耐磨性。
[0018]优选的，(1)中，在对碳纤维、有机添加物以及聚四氟乙烯进行混合的过程中同步进行冷却操作。
[0019]由于在对碳纤维、有机添加物以及聚四氟乙烯进行混合时很容易产生热量，而高温则很容易导致碳纤维、有机添加物以及聚四氟乙烯发生结块，进而在耐干磨聚四氟乙烯材料后影响其耐磨性能。而冷却操作可以对热量进行消耗，间接提高耐干磨聚四氟乙烯材料的耐磨性能。
[0020]第三方面，本申请提供一种耐干磨聚四氟乙烯材料的耐磨损检测方法，采用如下的技术方案：一种耐干磨聚四氟乙烯材料的耐磨损检测方法，包括以下步骤：S0、将不同待测耐干磨聚四氟乙烯材料相同规格的试片；S1、称取不同待测耐干磨聚四氟乙烯材料试片的质量M
初
；S2、将不同待测耐干磨聚四氟乙烯材料试片以相同压力P挤压于磨轮的外表面，之后以相同的线速度V驱动磨轮对不同待测耐干磨聚四氟乙烯材料试片进行打磨；S3、在相同时间后测量不同待测耐干磨聚四氟乙烯材料试片的损耗质量M
磨
，从而得到磨损量M
初
‑
M
磨
＝
△
M。
[0021]由于上述检测方法操作简单，方便控制，所以当采用上述检测方法对耐干磨聚四氟乙烯材料的耐磨性进行检测时，工作人员可以进行大批量流水线检测，有效降低对耐干磨聚四氟乙烯材料的耐磨性的检测难度。
[0022]另外，当采用上述检测方法对耐干磨聚四氟乙烯材料的耐磨性进行检测时，工作人员可以根据实际任意调节压力P以及磨轮线速度V，从而促使对耐干磨聚四氟乙烯材料的耐磨性的检测更为简单方便。
[0023]优选的，S4，通过改变S2中的压力P与线速度V的乘积得到PV值，在不同PV值下得到不同的
△
M，之后以PV值为横坐标，以不同PV值下的
△
M为纵坐标，得到不同耐干磨聚四氟乙烯材料的耐磨曲线，最后以耐磨曲线中的突变点作为耐干磨聚四氟乙烯材料的耐磨值。
[0024]当采用限定压力P和磨轮线速度V的方法来检测耐干磨聚四氟乙烯材料的耐磨性时，一旦有操作失误或者其他不可预见的情况发生时，限定压力P和磨轮线速度V的方法将很容易导致耐干磨聚四氟乙烯材料的耐磨数据出现误差。
[0025]而如果采用耐磨损曲线的检测方法对耐干磨聚四氟乙烯材料的耐磨性进行检测时，由于耐磨损曲线的检测方法需要对多组PV值进行检测，所以有效剔除操作失误或者其他不可预见的情况发生时的无效数据，从而有效提高耐干磨聚四氟乙烯材料耐磨性的准确性。
[0026]优选的，包括机架、线速度控制组件以及压力控制组件，所述线速度控制本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种耐干磨聚四氟乙烯材料，其特征在于，由碳纤维、有机添加物以及聚四氟乙烯组成，所述有机添加物为聚苯酯和聚酰亚胺中的一种或者两种的混合物。2.根据权利要求1所述的耐干磨聚四氟乙烯材料，其特征在于：由包括以下重量百分比的原料制成：5
‑
15wt%碳纤维以及10
‑
20wt%有机添加物，余量为聚四氟乙烯。3.根据权利要求2所述的耐干磨聚四氟乙烯材料，其特征在于：由包括以下重量百分比的原料制成：10wt%碳纤维、15wt%有机添加物以及75wt%聚四氟乙烯。4.根据权利要求1
‑
3任一所述的耐干磨聚四氟乙烯材料，其特征在于：所述有机添加物为聚苯酯或聚酰亚胺中的一种。5.一种权利要求1
‑
4任一所述的耐干磨聚四氟乙烯材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）将碳纤维、有机添加物以及聚四氟乙烯进行混合，得到混合原料；（2）将混合原料进行模压成型，得到耐干磨聚四氟乙烯材料粗坯；（3）把耐干磨聚四氟乙烯材料粗坯以设定的烧结曲线程序进行烧结，该烧结曲线程序的特点是以相同的升温速率进行阶梯式升温，之后再以相同的降温速率进行阶梯式降温并冷却至室温，随后再加工得到耐干磨聚四氟乙烯材料。6.根据权利要求5所述的耐干磨聚四氟乙烯材料的制备方法，其特征在于，（1）中，在对碳纤维、有机添加物以及聚四氟乙烯进行混合的过程中同步进行冷却操作。7.一种权利要求1
‑
4任一所述的耐干磨聚四氟乙烯材料的检测方法，其特征在于，包括以下步骤：S0.用车床将不同待测耐干磨聚四氟乙烯材料相同规格的试片；S1、称取不同待测耐干磨聚四氟乙烯材料试片的质量M初；S2、将不同待测耐干磨聚四氟乙烯材料试片以相同压力P挤压于磨轮的外表面，之后以相同的线速度V驱动磨轮对不同待测耐干磨聚四氟乙烯材料试片进行打磨；S3、在相同时间后测量不同待测耐干磨聚四氟乙烯材料试片的损耗质量M磨，从而得到...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩长永，毛焕发，
申请(专利权)人：宁波量子密封有限公司，
类型：发明
国别省市：