一種提高ptfe耐磨性能的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種提高PTFE耐磨性能的方法，以XPTFE和常規(guī)PTFE為原料，其特征是采用機(jī)械共混的方法進(jìn)行充分混合，在該材料中XPTFE的含量為5％-60％，常規(guī)PTFE的含量為40％-95％。所述XPTFE是采用平均粒徑小于30微米的具有高耐磨的交聯(lián)PTFE粉末。本發(fā)明采用XPTFE與常規(guī)PTFE共混的方法，結(jié)合兩種材料的優(yōu)點(diǎn)，制備具有低摩擦系數(shù)、高耐磨性的改性PTFE。由于兩者之間具有良好的相容性，基本不影響加工工藝。該方法簡(jiǎn)單、實(shí)用，不引入PTFE以外的化學(xué)成分，而且工藝簡(jiǎn)單，通過調(diào)節(jié)兩種物料的比例，可以得到具有不同耐磨性能的改性PTFE材料。
【專利說明】一種提高PTFE耐磨性能的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種聚四氟乙烯(PTFE)的生產(chǎn)技術(shù)，特別是一種提高PTFE耐磨性能的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]聚四氟乙烯(PTFE)具有優(yōu)異的熱穩(wěn)定性、化學(xué)穩(wěn)定性、高潤滑性、電絕緣性，能在零下180°C至250°C的溫度范圍內(nèi)長(zhǎng)期使用。聚四氟乙烯制品已在化工、機(jī)械、電子、電器、軍工、環(huán)保等眾多領(lǐng)域中起到了舉足輕重的作用。目前我國已成為世界第一的PTFE生產(chǎn)國。純PTFE的制品形式包括薄膜、片材、棒材以及其它型材。在所有聚合物材料中雖然PTFE的摩擦系數(shù)最低，但是PTFE最大的缺點(diǎn)是耐擦磨損性能低。為提高PTFE材料的耐磨性能，一般添加石墨、玻璃纖維、碳纖維、甚至金屬或陶瓷粉末。這些材料的添加雖然可以改善PTFE耐磨性能，但是存在相容性差、透明度和絕緣性能降低等缺點(diǎn)。
[0003]PTFE通過高能射線的高溫輻照可交聯(lián)形成三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的大分子，即交聯(lián)PTFE (簡(jiǎn)稱XPTFE)，XPTFE的耐磨性能可以得到顯著提高。輻射交聯(lián)PTFE所需實(shí)驗(yàn)條件相對(duì)苛刻，輻照時(shí)反應(yīng)溫度高(一般在PTFE的熔點(diǎn)附近，適宜的溫度為340-350°C)且需要在真空或惰性氣氛下進(jìn)行，同時(shí)輻照過程中產(chǎn)生的有毒氣體也容易腐蝕設(shè)備，需要采用非常特殊的工藝和設(shè)備。關(guān)于利用輻照技術(shù)制備交聯(lián)PTFE的方法已有若干公開報(bào)道的文章或?qū)＠诖瞬蛔髟敿?xì)描述。
[0004]采用100%的XPTFE可以生產(chǎn)具有高耐磨性的薄膜、棒材或其它材料，但由于輻照交聯(lián)工藝成本很高，因此終端制品的成本也很高，只有在部分非常特殊的領(lǐng)域才可能得到應(yīng)用。另外，因?yàn)閄PTFE的熔點(diǎn)降低、分子量提高，因此加工工藝與常規(guī)PTFE材料也存在一
定差異。`
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005]本發(fā)明的目的是為了解決上述技術(shù)的不足而提供一種提高PTFE耐磨性能的方法。
[0006]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所提供的一種提高PTFE耐磨性能的方法，以XPTFE和常規(guī)PTFE為原料，其特征是采用機(jī)械共混的方法進(jìn)行充分混合，在該材料中XPTFE的含量為5% -60%，常規(guī)PTFE的含量為40% -95%。所述XPTFE可以是采用平均粒徑小于30微米的具有高耐磨的交聯(lián)PTFE粉末(該XPTFE的熔點(diǎn)為314°C )
[0007]在此，如果交聯(lián)PTFE含量太低，耐磨性能的提高并不十分明顯，如果交聯(lián)PTFE含量太高(比如高于60% )，則材料性能的可調(diào)控性降低。保持兩者物料之間合適的比例，有利于PTFE材料的后續(xù)加工。
[0008]XPTFE的熔點(diǎn)、分子量、輻照交聯(lián)劑量等都依賴于輻照條件，由于XPTFE的分子量不容易測(cè)定，輻照交聯(lián)劑量也因?yàn)闃?biāo)定方法而可能產(chǎn)生差異，因此采用熔點(diǎn)測(cè)試比較準(zhǔn)確，且一般不受其它因素干擾。通常把熔點(diǎn)低于320°C的XPTFE稱為高耐磨XPTFE，由此通過熔點(diǎn)來選擇高耐磨XPTFE。
[0009]本發(fā)明綜合考慮成本和加工工藝等因素，將XPTFE先磨成粉末、然后添加到常規(guī)PTFE材料中進(jìn)行混合制備具有高耐磨性的PTFE，采用XPTFE與常規(guī)PTFE共混的方法，結(jié)合兩種材料的優(yōu)點(diǎn)，制備具有低摩擦系數(shù)、高耐磨性的改性PTFE。由于兩者之間具有良好的相容性，基本不影響加工工藝。該方法簡(jiǎn)單、實(shí)用，不引入PTFE以外的化學(xué)成分，而且工藝簡(jiǎn)單，通過調(diào)節(jié)兩種物料的比例，可以得到具有不同耐磨性能的改性PTFE材料。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0010]圖1是含有不同交聯(lián)PTFE (XPTFE)添加量的PTFE樣片經(jīng)過摩擦磨損試驗(yàn)后的外觀照片； [0011]其中XPTFE添加量的圖示分別是:圖1A:0%;圖1B:10%;圖1C:50%;圖1D:60%。【具體實(shí)施方式】
[0012]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說明。
[0013]實(shí)施例1:
[0014]本實(shí)施例提供的一種提高PTFE耐磨性能的方法，將450克懸浮PTFE原料(分子量800萬以上)與50克交聯(lián)PTFE在混合機(jī)械中充分混合，制備含有10%交聯(lián)PTFE的改性PTFE。取該樣品100克在模具中壓成直徑5厘米的圓片。另外取100克懸浮PTFE原料在相同條件下壓成直徑5厘米的圓片，作為對(duì)照樣品I。將PTFE圓片在MMW-1A型摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行摩擦試驗(yàn)，試驗(yàn)溫度為室溫，壓力100牛頓，時(shí)間60分鐘。試驗(yàn)結(jié)束后通過精確稱量PTFE圓片的質(zhì)量，計(jì)算試驗(yàn)的磨損率。該P(yáng)TFE樣品的摩擦系數(shù)為0.22，質(zhì)量磨損為0.32克；同等條件下對(duì)照PTFE樣品的摩擦系數(shù)為0.20，質(zhì)量磨損為0.42克。因此添加10%交聯(lián)PTFE后摩擦系數(shù)增加約10%，磨損下降25%。圖1A和圖1B分別表示改性PTFE及未改性PTFE樣片在摩擦磨損試驗(yàn)結(jié)束后磨痕的照片，可以清楚地看到改性PTFE的磨痕明顯變淺。
[0015]PTFE的分子量測(cè)量目前國際上大多采用差示掃描量熱法(DSC)來測(cè)試它的數(shù)均分子量，其公式如下:
[0016]
【權(quán)利要求】
1.一種提高PTFE耐磨性能的方法，以XPTFE和常規(guī)PTFE為原料，其特征是采用機(jī)械共混的方法進(jìn)行充分混合，在該材料中XPTFE的含量為5% -60%，常規(guī)PTFE的含量為40% -95% ο
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種提高PTFE耐磨性能的方法，其特征是所述XPTFE是采用平均粒徑小于30微米的具有高耐磨的XPTFE粉末。
【文檔編號(hào)】C08L27/18GK103627120SQ201210299044
【公開日】2014年3月12日 申請(qǐng)日期:2012年8月20日 優(yōu)先權(quán)日:2012年8月20日
【發(fā)明者】吳國忠, 鐘磊, 胡志強(qiáng) 申請(qǐng)人:嘉善申嘉科技有限公司