[发明专利]聚四氟乙烯复合材料及其产品制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及复合材料及其制备，尤其是特种工程材料的组成和制备，具体是 一种适用于压缩机L型密封件的纤维增强聚四氟乙烯复合材料(KT-L型)的及其 产品制备方法。

背景技术

聚四氟乙烯树脂是一种耐腐、抗老化、摩擦系数等优异的工程塑料，但单一 组分的聚四氟乙烯的性能往往不能满足机械装备的要求。主要缺点：不耐磨、抗 蠕变性差、导热系数小不易散热等。例如压缩机L型密封件，用纯聚四氟乙烯 树脂加工成的制品不能达到机器使用寿命和性能要求。另外，现有技术中也比较 多地公开了聚四氟乙烯复合材料，这些符合材料对于压缩机L型密封件等密封 材料来说，往往达不到使用要求，有些虽然达到要求，但性价比不高。

发明内容

本发明目的是：提出一种纤维增强聚四氟乙烯复合材料，以及该材料用类似 做压缩机L型密封件等的密封材料的制备方法，在提高材料的耐磨性、抗蠕变 性以及导热系数增加等都有明显提高，尤其耐磨性提高10倍。本发明的目的还 在于提出复合材料配方和产品制备方法，同时有助于提高材料所需的各项性能。

本发明的目的是这样实现的：

一种聚四氟乙烯复合材料，组分包括二硫化钼、三氧化二铝、铜粉、石墨、 二氧化硅或不锈钢粉中的一种或几种，以及聚四氟乙烯；该聚四氟乙烯复合材料 是二元聚四氟乙烯复合材料，其中聚四氟乙烯的重量百分比为80～99.9％.，余量 是其它成分。优选组分是的聚四氟乙烯的重量百分比为92～99.9％，余量是其它 成分。

所述组分中还包括聚醚醚酮PEEK或聚苯脂PPL；该聚四氟乙烯复合材料是 三元聚四氟乙烯复合材料；以所述二元聚四氟乙烯复合材料的质量为100％，聚 醚醚酮PEEK的重量比为0.1～80％，聚苯脂PPL的重量比为0.1～20％。PEEK 或PPL优选的重量比都是5～20％。

所述聚四氟乙烯复合材料还包括玻璃纤维或碳纤维；以所述不含有玻璃纤维 或碳纤维聚四氟乙烯复合材料的重量为100％，所述玻璃纤维或碳纤维的重量比 都为0.1～50％重量比。玻璃纤维或碳纤维的重量比都为5～15％。

所述二硫化钼、三氧化二铝、铜粉、石墨、二氧化硅或不锈钢粉是其中的二 种或三种的混和；其中任何二者混和的比例是10-90∶90-10重量比，二者混和 的比例是10-60∶60-10重量比。

该六种组分可以任意组合成二种、三种或四种混和。

一种采用所述复合材料的产品制备方法，步骤包括原料混合、烧结成形和机 械加工；

1)所述原料混合是把聚四氟乙烯和二硫化钼、三氧化二铝、铜粉、石墨、 二氧化硅或不锈钢粉是其中的一种或几种的进行混和，达到均匀；

2)充分混合后的原料加入模具，采用模压烧结法成形，具体包括升温、烧 结和冷却过程；其中烧结有严格的温度升温、保温、降温工艺曲线流程，对做成 的产品性能起到决定作用；

2.1)所述升温是采用两个温度平台，分别是80～130℃和190～330℃，保 温时间均为0.5～3小时；温度升至第一个温度平台的升温速率是20±2℃/小时， 由第一温度平台升至第二温度平台的升温速率是50±5℃/小时；

2.2)所述烧的结温度是365～395℃，保温时间为0.5～3小时；所述第二温 度平台升至烧结温度的升温速率是70±7℃/小时

2.3)所述冷却是采用一或两个温度保持平台，分别是190～330℃，或190～ 330℃和80-130℃；

采用一个温度平台时，保温时间为0.5～3小时，烧结温度降至该温度平台 的降温速率是70±7℃/小时，由该温度平台降至常温的降温速率是50±5℃/小 时；

采用两个温度平台时，每个温度平台均为0.25～1.5小时；烧结温度降至该 190～330℃的温度平台的降温速率是70±7℃/小时；再降至80-130℃的温度平 台的降温速率是50±5℃/小时；再降至常温的降温速率是20±2℃/小时；

3)脱模后的产品再进行机械加工成合格产品。

所述模具包括模套和冲模以及相应的垫片；所述冲模以及相应的垫片设在模 套腔内；对于单向加压方式，所述冲模包括上冲模及对应的上垫片、下垫片，原 料设在两垫片之间，由上冲模对原料单向加压；对于双向加压方式，所述冲模包 括上冲模及对应的上垫片、下冲模及下垫片，原料设在两垫片之间，由上、下冲 模对原料双向加压。