[发明专利]耐高温蠕变、低磨损可注塑的含氟热塑性密封材料及低泄漏密封环的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及耐高温蠕变、低磨损可注塑的含氟热塑性密封材料及低泄漏密封环的制备方法。

背景技术

聚四氟乙烯（PTFE）具有优良的化学稳定性、宽的使用温度范围、良好的耐腐蚀性等优良性能广泛应用化工、医药、环保、核工业、日用品等行业。

但是，PTFE材料易冷流、抗蠕变松弛性能差、压缩回弹性差，严重制约了其在密封行业的应用。因此，目前多采用填充改性、膨化改性等方法来改善PTFE材料。利用该方式制得的PTFE密封材料未能与其他改性材料形成共熔体，填充改性材料依然是单独以自身颗粒形态存在，所制得的PTFE复合材料物理机械性能较差。PTFE密封产品制造过程为将PTFE材料或其改性材料进行冷压成型、高温烧结、整形、车削加工的方式。采用该方式所制得的PTFE密封产品在高温时力学性能较差，高温蠕变大，磨损较大，回弹性能较差，产品尺寸精度较差、加工周期过长，生产效率低、材料利用低等缺点。

热塑性氟塑料是指采用一般热塑性塑料的加工设备即可加工的氟塑料，可采用普通热塑性树脂的成型方法如模压、传递模塑、注塑、挤出、吹塑等。热塑性含氟聚合物主要有聚偏氟乙烯（PVDF）、乙烯-四氟乙烯共聚物（ETFE）、聚全氟乙丙烯（FEP）、四氟乙烯和全氟正丙烯基乙烯基醚共聚物（PFA）、聚偏氟乙烯（PVF）、三氟氯乙烯均聚物及共聚物（PCTFE）。上述的几种热塑性含氟塑料中只有PFA的耐高低温性能才能与烧结PTFE相类似，其他热塑性材料的耐高低温性能均相对较窄。PFA与普通PTFE相似。高温力学性能是普通PTFE的2倍，且可采用热塑成型方式。普通PTFE通过填充改性可有效的提高材料的蠕变、摩擦磨损性能。PFA基本以纯树脂方式应用为主，较少改性PFA复合材料。未经改性的PFA耐高温蠕变、摩擦磨损性能远不如经过普通模压的填充PTFE复合材料，因此限制了其应用。

CN101864170A公开了聚合物复合物在应用该复合物的情况下制备的结构件，将包含全氟热塑性聚合物材料与至少另一种与所述全氟热塑性聚合物一起熔融注塑加工，制备了结构件。该专利中直接将全氟热塑性聚合物材料与聚合物未经熔融造粒的方式直接注射加工，难以保证材料的均匀性与相融性。同样的，CN101865212A公开了由含氟热塑性聚合物与至少另一种所述的全氟热塑性聚合物所制备的滑动轴承，也是采取直接注射加工的方式，并未经过熔融挤出造粒技术，难以解决聚合物间的相融问题。

通过填充、复合改性的技术是一种提高PFA的耐高温、摩擦磨损性能的办法，但是由于受到材料配合技术以及高温加工方式限制，缺乏该项技术。

发明内容

本发明的目的在于提供耐高温蠕变、低磨损可注塑的含氟热塑性密封材料及低泄漏密封环的制备方法。

本发明所采取的技术方案是：

一种耐高温蠕变、低磨损可注塑的含氟热塑性密封材料，由以下按质量比计的成分组成：60~98%的全氟热塑性树脂、1~20%的聚醚醚酮、0.5~10%的碳纤维、0.2~5%的PTFE微粉、0.2~1%的相容剂、0.1~4%的稀土改性剂。

所述的全氟热塑性树脂为四氟乙烯和全氟烷基乙烯基醚共聚物，熔点为300~315℃。

所述的聚醚醚酮的最大结晶度为50%，熔点为343℃。

所述的碳纤维为丙烯腈基碳纤维，直径为7~15μm，长径比为5~10。

所述的PTFE微粉的平均粒径为5μm。

所述的相容剂为偶联剂。

所述的稀土改性剂为氧化钐。

一种耐高温蠕变、低磨损可注塑的含氟热塑性密封材料的制备方法，步骤为：

将各原料干燥，混匀；置于挤出机中熔融挤出造粒即可。

耐高温蠕变、低磨损可注塑的含氟热塑性密封材料在制备密封环中的应用。

含氟热塑性低泄漏密封环的制备方法，将粒料置于注射机中注射成型为密封环即可。

本发明的有益效果是：

本发明制备的密封材料具有良好耐高温蠕变、低磨损、可熔融注射加工的优点，用该材料制备的密封环与传统的模压聚四氟乙烯密封环相比，泄漏大大降低，具有较好的应用效果。

具体实施方式

一种耐高温蠕变、低磨损可注塑的含氟热塑性密封材料，由以下按质量比计的成分组成：60~98%的全氟热塑性树脂、1~20%的聚醚醚酮、0.5~10%的碳纤维、0.2~5%的PTFE微粉、0.2~1%的相容剂、0.1~4%的稀土改性剂。