[发明专利]改性增强型聚四氟乙烯复合材料的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及新材料领域，具体涉及一种改性增强型聚四氟乙烯复合材料的制备方法。

背景技术

在高分子结构中，氟塑料是一种含有氟原子（F）或氟原子基团的高聚物。 通过类似塑料的成型加工方法，制成型材、单元产品或零件，这些都通称为氟塑料或氟塑料制品。而一般氟塑料聚合物是单体通过共聚或均聚反应合成制得的，这些单体有：含氟单体如四氟乙烯、氟乙烯、六氟丙烯、偏氟乙烯等。它们存在的形式可以是溶液、粒料、粉料等等。通过各种成型工艺制得型材或单元产品，将型材通过二次加工方法得到零部件，这些氟塑料制品以其优异的绝缘性、耐温稳定性、耐腐蚀性、自润滑等性能，被广泛应用于航天航空、电子电气、化工、建筑、机械等领域内。目前世界上有20多家从事氟塑料生产的公司，这些公司主要分布在美国、日本和西欧等国家和地区，其中以杜邦、大金工业、Dyneon、旭硝子、ICI、Ausimont等公司的生产规模为比较大。关于氟塑料的研制、加工和应用等方面，经过40年的发展，中国氟塑料加工行业已经取得了很大的进步，同时，拥有了相当数量的技术专家队伍以及良好的销售网络。随着经济的发展，近些年来，在国内不断引进了国外先进生产设备技术以及所需的新材料，其需求也在不断地扩大，从而氟塑料的加工和生产得到了飞速发展。2001-2003年3年间，中国聚四氟乙烯（ PTFE）树脂的年产量已经从11032 t增长到17914 t，平均每年的增长速度都超过了20%，中国已经成为PTFE制品大国。 氟塑料的成型加工方法有很多，主要有吹塑、注塑、模压、挤压（柱塞挤出、糊膏挤压）、传递模塑、浸渍、喷涂、化学镀等。而聚四氟乙烯( PTFE) 虽然其成型困难，但综合性能非常好，而且占整个氟塑料产量的比重相当大，大约在70%左右，应用于化工、机械、电气电子、汽车等诸多领域。聚四氟乙烯（PTFE）分子结构，决定了PTFE表现出优异的性能，表现主要有： PTFE是具有高度非极性的材料，具有优异的电绝缘性能，极佳的化学稳定性， 摩擦系数小，吸水率非常低，热稳定性优异。宽泛的使用温度，耐老化性能和抗辐射性能优秀。但任何材料都不是完美的，PTFE材料也不例外，PTFE的结构特点决定了它产生了如下一些缺点：较差的受载荷力，机械性能较低。PTFE的机械强度非常小，并且硬度也较低，弹性低，断裂伸长率比较大。导热性差。PTFE的导热性不好，其导热系数比较低，这样会使得材料不能及时把热量传导周围介质中去，会比较容易造成热疲劳，从而会大大降低材料的使用寿命。线膨胀系数较大。PTFE线膨胀系数相对来说是比较大的，为钢铁的13倍，所以PTFE材料比较容易发生开裂等热学现象，这也会降低PTFE材料的使用寿命。成型以及二次加工困难。在模压烧结成型时，PTFE制品的收缩率会比较大，为1%-5%，与硬聚氯乙烯的0.1%-0.6%相比PTFE要大很多，这样就不容易控制其制品的精确尺寸。其熔融粘度非常高，普通塑料常用的注射成型、压延成型等二次加工工艺不适用于PTFE材料，而只能用类似粉末冶金的方法。耐磨性差。PTFE磨耗也比较大，从而限制了PTFE的应用。耐蠕变性较差。受其工作环境影响，在长期载荷下，PTFE会发生较大的蠕变，再日积月累就会发生冷流。PTFE的冷流也使得其应用受到限制。PTFE其固有的绝缘特性（绝缘电阻率的数量级达到18）在摩擦、剥离或感应过程中静电荷很容易在PTFE模压制品的表面累积，当累积的静电荷达到一定程度后就可能会引起脉冲放电，从而可能会干扰电子电路系统运行，更严重时可能会击穿其周围的绝缘电介质，从而破坏了整个系统的运行。

发明内容

本发明提供一种改性增强型聚四氟乙烯复合材料的制备方法，以解决现有的聚四氟乙烯材料机械性能低、耐磨性差、导热性差、线膨胀系数较大以及抗静电性能差的缺陷。