[发明专利]一种吸音的阀门密封用聚四氟乙烯复合材料及其制备方法

说明书

本发明涉及聚四氟乙烯复合材料技术领域，具体涉及一种吸音的阀门密封用聚四氟乙烯复合材料及其制备方法，其原料包含以下组分：聚四氟乙烯乳液、碳纳米管、氯化镧、乙二胺四乙酸、硝酸、氢氟酸、硝酸铁、硝酸钴、玻璃纤维、十二烷基三甲基溴化铵、矿物粉、泡沫铜和蒸馏水；本发明原料中的泡沫铜作为聚合物填料，泡沫铜是一种铜基体中均匀分布着大量连通或不连通孔洞的新型多功能材料，声波在泡沫铜表面发生漫反射从而能达到消音的效果；同时泡沫铜制备成本低，是一种性能优异电磁屏蔽材料；原料中加入的矿物粉由滑石粉和矾土混合而成，滑石粉和矾土共同作用也能提高聚四氟乙烯复合材料的强度、耐磨性和耐高温性，从而提高密封阀门的密封性能。

技术领域

本发明涉及聚四氟乙烯复合材料技术领域，具体涉及一种吸音的阀门密封用聚四氟乙烯复合材料及其制备方法。

背景技术

聚四氟乙烯材料具有优良的耐蚀性、耐候性、化学稳定性，并且不沾、无毒、无污染，被称为塑料之王，是一种较好的密封材料，广泛应用于国防、航空航天、医学、石油化工、电子、机械等许多领域的密封装置上，同时，聚四氟乙烯材料还具有优良的耐辐照性、氚相容性以及对氚的低渗透率性，因此也广泛应用于含氚系统的密封。以碳纳米管作为聚合物的填料可改善材料的物理、力学与摩擦学性能。一般而言，长径比较大的填料更有利于增强聚合物的力学性能，而长径比小的填料却能较大的提高材料的耐磨性并降低摩擦系数。

但现有的聚四氟乙烯复合材料及其制备方法依旧存在很多不足之处，制备成本高，不具备吸音的功能；强度低、耐磨性和耐高温性差。

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种吸音的阀门密封用聚四氟乙烯复合材料及其制备方法：原料中的泡沫铜作为聚合物填料，泡沫铜是一种铜基体中均匀分布着大量连通或不连通孔洞的新型多功能材料，声波在泡沫铜表面发生漫反射从而能达到消音的效果；同时泡沫铜制备成本低，是一种性能优异电磁屏蔽材料；原料中加入的矿物粉由滑石粉和矾土混合而成，滑石粉的结晶构造呈层状，具有易分裂成鳞片的趋向和特殊的滑润性，因此在聚四氟乙烯复合材料制备过程中能提高粒度的分散性，有利于提高聚四氟乙烯复合材料的致密度；同时滑石粉也改善增加了聚四氟乙烯复合材料结构的稳定性，增加了张力强度和剪切强度；滑石粉和矾土共同作用也能提高聚四氟乙烯复合材料的强度、耐磨性和耐高温性，从而提高密封阀门的密封性能。

(二)技术方案

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：

一种吸音的阀门密封用聚四氟乙烯复合材料，其原料由按重量份计：聚四氟乙烯乳液20-25份、碳纳米管5-8份、氯化镧0.8-1.2份、乙二胺四乙酸1.2-1.5份、硝酸10-15份、氢氟酸10-15份、硝酸铁0.7-1份、硝酸钴0.7-1份、玻璃纤维2-2.5份、十二烷基三甲基溴化铵4-7份、矿物粉1.5-3份、泡沫铜6-8份和蒸馏水100-120份。

优先的，一种吸音的阀门密封用聚四氟乙烯复合材料，其制备方法包括以下步骤：

a、将碳纳米管球磨20min后加入到氢氟酸溶液中浸泡12h，过滤、冲洗、烘干后加入到硝酸溶液中，并加入氯化镧、乙二胺四乙酸，浸泡5h，用蒸溜水清洗至中性，接着在箱式炉中进行烘干；

b、将硝酸铁、硝酸钴加入适量蒸馏水中溶解，再加入步骤a所得碳纳米管，先超声30min后再磁力搅拌3h，然后加入试剂调节溶液的PH至8，保持搅拌20h，搅拌后过滤并洗涤、烘干得到混合物A；

c、将泡沫铜裁成合适大小，并将混合物A覆盖在泡沫铜上，放入石英管式炉中，首先通入氩气，温度升至650℃时通入氮气，温度升至700℃以上时通入甲烷气体，加热120min；

d、将玻璃纤维、矿物粉、十二烷基三甲基溴化铵加入到聚四氟乙稀乳液中混合搅拌2h后，倒入模具中使步骤c所得材料完全浸渍在其中，先在250℃下初步固化3次，再在270℃下保温3h固化成型即可。