[发明专利]一种改性聚四氟乙烯复合材料及其制备方法

说明书

本发明提供了一种改性聚四氟乙烯复合材料及其制备方法，属于复合材料制备技术领域。本发明提供的方法以乙烯基三(2‑甲氧基乙氧基)硅烷和/或全氟辛基三乙氧基硅烷为表面改性剂，将无机导热填料和聚四氟乙烯很好地结合在一起，赋予了聚四氟乙烯优异的导热性，且没有损害聚四氟乙烯本身具有的优异力学性能。

技术领域

本发明涉及复合材料制备技术领域，尤其涉及一种改性聚四氟乙烯复合材料及其制备方法。

背景技术

聚四氟乙烯俗称“塑料王”，是由四氟乙烯经聚合而成的高分子化合物，具有优良的化学稳定性、耐腐蚀性、密封性、高润滑不粘性、电绝缘性和良好的抗老化耐力；用作工程塑料，可制成聚四氟乙烯管、棒、带、板、薄膜等，一般应用于性能要求较高的耐腐蚀的管道、容器、泵、阀以及制雷达、高频通讯器材、无线电器材等。针对聚四氟乙烯的耐腐蚀性，适用于制作聚四氟乙烯换热器，然而聚四氟乙烯材料自身属于热的不良导体，限制了其在换热领域的使用。

基于此，需要对聚四氟乙烯材料进行改性。聚四氟乙烯的结构简式为-[-CF₂-CF₂-]_n-，是一种高度结晶的聚合物。碳链上的氢原子被氟原子取代，使得碳链呈现为螺旋形排列在锯齿形碳骨架上。在这个螺旋形排列的结构中，外围的C-F键键能约为485kJ/mol，远远大于原本的C-C键键能332kJ/mol，故聚四氟乙烯化学性质稳定，表面能低，表现为疏水性。导致对聚四氟乙烯很难进行改性，为了赋予聚四氟乙烯一定的导热性，一般会牺牲聚四氟乙烯的本征优势以获取导热性。

因此，有必要提供一种兼具本征优势和导热性的改性聚四氟乙烯复合材料。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种改性聚四氟乙烯复合材料及其制备方法，本发明提供的改性聚四氟乙烯复合材料具有优异的导热性和本征优势。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种改性聚四氟乙烯复合材料的制备方法，包括以下步骤：

将表面改性剂、无机导热填料和醇溶剂混合，进行改性反应，得到改性反应液；

将所述改性反应液和聚四氟乙烯混合，得到均质混合液；

将所述均质混合液进行烘干，得到均质粉末；

将所述均质粉末预压成型后，进行烧结，得到所述改性聚四氟乙烯复合材料；

所述表面改性剂包括乙烯基三(2-甲氧基乙氧基)硅烷和/或全氟辛基三乙氧基硅烷。

优选地，所述无机导热填料包括二硫化钼或石墨烯；所述无机导热填料的平均粒径为10～100μm；所述无机导热填料的质量为聚四氟乙烯的质量的0.25～1.0％。

优选地，所述聚四氟乙烯的平均粒径为500～520μm。

优选地，所述表面改性剂的质量为聚四氟乙烯的质量的0.5～5％。

优选地，所述醇溶剂包括无水乙醇和/或甲醇。

优选地，所述醇溶剂的质量为表面改性剂、无机导热填料和聚四氟乙烯总质量的1～4倍。

优选地，所述预压成型的压力为8～15MPa，时间为5～8min。

优选地，所述烧结包括依次进行的第一烧结、第二烧结和第三烧结；所述第一烧结的温度为200～220℃，保温时间为0.5～1.0h，所述第二烧结的温度为300～330℃，保温时间为0.5～1.0h，所述第三烧结的温度为370～400℃，保温时间为1.0～1.5h。