[发明专利]充填有氮化硼的聚四氟乙烯

说明书

相关申请的交叉引用

本发明要求于2007年2月6日提交的题为“BORON NITRIDE FILLED PTFE”的美国临时专利申请60/899,653的优先权，该临时专 利申请的内容通过引用的方式由此引入。

其它相关专利

1990年2月13日授权的题为“High Compressibility Gasket Material”的美国专利4,900,629；1990年4月3日授权的题为“Fabrication of Reinforced Gasketing Material”的美国专利4,913,951；1990年10月9 日授权的题为“Method of Making High Compressibility Gasket Material” 的美国专利4,961,891；以及1991年2月5日授权的题为“Welding of Filled Sintered Polytetraflouroethylene”的美国专利4,990,296，上述专利 的内容均通过引用的方式由此引入本文。

背景技术

聚四氟乙烯(“PTFE”)是具有-450°F到500°F的大使用温度范围 的化学惰性聚合物。PTFE是用于诸如管道、O型环、隔膜、阀门座、 衬垫和密封物等工业产品的首选材料。不过，已知具有其原始纯形式 的PTFE在负载下会高度变形或蠕变。由纯PTFE制成的法兰衬垫在螺 栓载荷的应力下将产生流动或蠕变，导致法兰紧固性的丧失及随后发 生的随时间推移的泄漏。由纯PTFE制成的唇形密封圈在压力下也将发 生变形，导致泄漏。为克服高度蠕变的问题，在PTFE基质中加入填料。 诸如此类的经充填的PTFE材料首先由Garlock Sealing Technologies在 1968年商品化，并作为GYLON衬垫材料销售。GYLON Styles以不同 百分比填料水平的各种填料(包括玻璃微球、硅石、硫酸钡和石墨)来增 强。填料材料减少了PTFE基质的蠕变并改进其功能性。然而，填料材 料可导致PTFE基质的多孔性，并造成变色或污染。

参考图1和10，显示了片状石墨粉末的扫描电子显微镜(“SEM”) 图像。充填有石墨的PTFE目前用作单体服务应用(monomer service application)中的衬垫材料。例如，充填有石墨的PTFE可从商业途径得 到，并由Garlock Sealing Technologies作为GYLON Style 3530片材、 衬垫和唇形密封圈销售。GYLON Style 3530在大约1982年被引入。

充填有石墨的PTFE的颜色为黑色，其具有约5μm～100μm的平 均粒径和六方形片状物的团聚填料颗粒形状。充填有石墨的PTFE的其 它性质如下。充填有石墨的PTFE的平均抗张强度(ASTM D1708)为约 4000psi。可压缩性(ASTM F36)为约12％。回收率(ASTM F36)为约54 ％。蠕变松弛(ASTM F36)为约56％。测定为透气性(DIN 3535)的密封 性为约0.011cc/min。在1ATM在Magnaflux SKL-WP中浸泡16小时 后的重量改变为0.05％。在30ATM在Magnaflux SKL-WP中浸泡16 小时后的重量改变为约0.07％。Magnaflux SKL-WP浸泡是渗透性测试， 其用于测量有多少染料渗透样品，并通过样品重量的变化以及目视检 查来测量。

充填有石墨的PTFE被视为污染性的，并且在诸如生物学、药物 应用或化学过程应用等对颜色敏感的环境中不可接受。来自充填有石 墨的PTFE的石墨颗粒可能变得游离而污染介质。添加染料不能掩饰石 墨的黑色。充填有石墨的PTFE还具有相当多的空隙。在一些传统过程 中，充填有石墨的PTFE制成的衬垫可能由于介质而在结构上弱化。单 体介质在衬垫中聚合、膨胀并导致衬垫劈裂。

发明内容

本发明内容被提供用于以简化形式来介绍将在下面的具体实施方 式中进一步描述的概念的选择。该发明内容并不意图确定所要求保护 的主题的关键方面或必要方面。此外，该发明内容并不意图用作确定 所要求保护的主题的范围的辅助物。