[发明专利]一种均匀性优异的PTFE复合材料及其制作工艺和应用

说明书

本发明公开了一种均匀性优异的PTFE复合材料，包括如下重量份数的组分：PTFE乳液50～80份、填充料10～50份。所述PTFE乳液中分散粒子的粒径为0.15～0.4μm，第一熔点为340～350℃，第二熔点为320～335℃，相对分子量为100～200万。所述填充料的粒径为0.001～10μm，BET比表面积为150～300㎡/g，碱性pH为8～11。本发明制得的PTFE复合材料，其填充物分散性均匀，同时，视复合不同功能的填充料，赋予PTFE复合材料不同的特性，有效弥补了纯的PTFE多孔性或者非多孔性材料的单一产品特性，能够很好地应用于密封领域、屏蔽领域、防水透气领域、过滤领域、基材领域、催化剂载体领域等。

技术领域

本发明涉及PTFE复合材料技术领域，特别涉及一种均匀性优异的PTFE复合材料及其制作工艺和应用。

背景技术

聚四氟乙烯(PTFE)由于其出色的电气性能、超纯洁净、耐高低温、生物相容性、抗紫外线(UV)、低摩擦系数、化学惰性和阻燃等特性。当PTFE制备成多孔性或者非多孔性的复合材料时，在保证原有性能基本不改变的同时，又进一步赋予PTFE其他的物理性能特点，比如导电性、导热性、催化活性、化学活性、吸附性、磁化活性、抗菌功能性、气味吸收性、辐射阻抗性、漫反射性、选择性渗透能力、透明性/不透明性、尺寸稳定性、低介电常数、各种硬度与刚度、低/高表面能、高/低抗磨损性、非渗透防护性、可控液体流量。然而，由于高熔体粘度性质，无法使得PTFE像其他传统的热塑性塑料一样进行熔融挤出或者注塑成型。在制备PTFE多孔材料中若要填充其他复合材料，通常会导致最终产品中的大量不均匀性，而且在面临重大的外界环境的挑战，承受各种环境应力时，这些填充料有可能脱落或浸出。出现这样的现象很大程度上是由于填充物在PTFE基体中分散性不佳以及填充物与惰性的PTFE化学与物理层面的相容性比较差导致的。

在现有技术中，制备PTFE多孔材料的方法很多。专利号为CN111333983A的发明专利公开了一种PTFE基复合材料、制备方法及应用，该专利采用的是将50wt％～85wt％PTFE分散树脂(初级结构的尺寸为0.1～0.5微米，次级结构的PTFE分散树脂属于次级结构，其尺寸约为500μm)，与15wt％～50wt％导电材料粉末混合，实际上是很难达到微米级别的混合，虽然，其制备的导电PTFE复合材料具有耐高低温、耐高湿、耐高盐、耐油水污染，但是，由于其功能添加料-导电粉末材料分散不均，这有可能导致最终的材料屏蔽效果不是特别稳定，从而影响电磁信号干扰和泄露电性能。

专利号为CN111900414A的发明专利公开了一种锌空电池防水透气膜及空气极正极片的制备方法，该专利并未明确PTFE粉末是采用分散型树脂还是悬浮性树脂，其主要面临2个问题，其中第一个问题和专利CN111333983A类似，第二个问题是采用高速搅拌，由于PTFE本身对温度敏感性以及在高速搅拌时，产生的大量摩擦剪切热，从而使得PTFE粉末与活性炭、石墨、二氧化锰产生结块。因此采用这样的工艺特征，也依然会导致活性炭、石墨、二氧化锰在PTFE基体中分散不匀，从而影响到空气电池正极材料的电性能。

专利号为CN105014982A的发明专利公开了一种石墨烯聚四氟乙烯渗透蒸馏膜的制备方法，试图将纳米石墨烯溶液或氧化石墨烯水溶液和超高分子聚四氟乙烯分散树脂粉末混合。专利CN103963307A的发明专利公开了一种用于电子行业的黑色膨体双向拉伸聚四氟乙烯膜及其制备方法，该方法采用了拉伸法制备PTFE多孔材料(膨体聚四氟乙烯)。以上均是在PTFE次级结构上的干法物理混合，填充料在PTFE基体中的分散性，均不是特别理想。

发明内容

针对背景技术中所提出的技术问题，本发明的目的在于提供一种均匀性优异的PTFE复合材料及其制作工艺与应用。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：