防止制作聚四氟乙烯件被開裂的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種防止制作聚四氟乙烯件被開裂的方法，其包括以下步驟：首先將碳纖和/或碳粉填充到聚四氟乙烯內(nèi)與其進(jìn)行混合，然后將混合的物料放入模具內(nèi)并以20?35Mpa的壓力擠壓成半成品毛坯，然后將半成品毛坯放入爐內(nèi)進(jìn)行燒結(jié)，且在燒結(jié)過程中，先將爐內(nèi)溫度升溫到100℃?152℃，并保持2?12小時(shí)，再將爐內(nèi)溫度提升至330℃?380℃，保溫時(shí)間為10?16小時(shí)后制成聚四氟乙烯成型件。用該方法制作聚四氟乙烯件的過程中，在加工半成品毛坯時(shí)可以使水蒸汽全部排放出，所以，該種制作聚四氟乙烯成型件的方法不會使其產(chǎn)生開裂，且可降低制作成本。
【專利說明】
防止制作聚四氟乙烯件被開裂的方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明涉及一種防止制作聚四氟乙烯件被開裂的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]聚四氟乙烯是一種高分子材料，用其制作的成型件具有抗酸、抗堿、不溶于所有溶劑，特別是還具有耐高低溫、耐腐蝕、耐氣候、高潤滑、無毒害、電絕緣等特性，尤其作為密封件已經(jīng)得到越來越廣泛的應(yīng)用。雖然聚四氟乙烯材料被廣泛地應(yīng)用，即使其出廠標(biāo)準(zhǔn)的含水量低于0.04%，但由于聚四氟乙烯在儲存和運(yùn)輸?shù)冗^程中，隨著季節(jié)變化和地區(qū)空氣溫度不同，極易使聚四氟乙烯的含水量大于0.04%，而在加工半成品毛坯的過程中，水份不可避免地存留在半成品毛坯內(nèi)，當(dāng)將半成品毛坯制作成型件通常在375°C的高溫下進(jìn)行燒結(jié)，該燒結(jié)的過程中可使存留的微量水份在溫度逐漸升高的過程中會變成水蒸汽后進(jìn)行膨脹，其溫度逐漸升高可使膨脹力逐漸增大，所以，該種制作聚四氟乙烯成型件極易使產(chǎn)品開裂，且開裂的產(chǎn)品是種廢品，特別是大規(guī)格及大壁厚產(chǎn)品如果開裂，其經(jīng)濟(jì)損失非常嚴(yán)重。
[0003]中國專利102558722A號公開的名稱為“填充有石墨和玻璃纖維的聚四氟乙烯材料及其制造方法”給出一種解決方案。該種填充有石墨和玻璃纖維的聚四氟乙烯材料是由聚四氟乙烯和作為填充劑的石墨和玻璃纖維以100:1-10:10-30的重量比共混后經(jīng)擠壓及燒結(jié)而制成;其制造方法包括將聚四氟乙烯和作為填充劑的石墨和玻璃纖維以100:1-10:10-30的重量比在混料機(jī)中共混1-3分鐘而制成混配料;在由外模、上壓模和下壓模組成的普通模具內(nèi)部空間中放入上述混配料，然后在5-20Mpa的壓強(qiáng)、15-30毫米/!^11的加壓速率下保壓6-20min而完成壓制成型，之后卸壓、出模而得到半成品毛坯;將上述半成品毛坯放入燒結(jié)爐中進(jìn)行燒結(jié)即可制成所述的填充有石墨和玻璃纖維的聚四氟乙烯材料。該專利雖然提出在充分利用聚四氟乙烯材料優(yōu)異性能的基礎(chǔ)上，通過填充石墨、玻璃纖維來改善其耐磨耗、耐蠕變、硬度、熱傳導(dǎo)以及線膨脹系數(shù)等方面的性能，并且有效地利用聚四氟乙烯的滑動特性，更好地發(fā)揮無油潤滑、密封性能，但根據(jù)聚四氟乙烯的屬性可知其導(dǎo)熱很慢，不易使半成品毛坯內(nèi)的水份逸出，特別是隨著半成品毛坯升溫的溫度超過152°C以上可將水份產(chǎn)生微量水蒸氣，當(dāng)溫度超過180°C以上時(shí)，水蒸氣的膨脹力是原體積的1600倍，特別是水份變成蒸汽蒸發(fā)后可使預(yù)成型件膨脹產(chǎn)生微小孔隙，如果沒有將爐內(nèi)溫度在152°C以內(nèi)來保持一定時(shí)間，不易使蒸汽全部排放出，極易使成型件產(chǎn)生多個(gè)微孔，所以，其采用石墨和玻璃纖維去除聚四氟乙烯物料內(nèi)的水不易達(dá)到理想的技術(shù)效果。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種利用將水份揮發(fā)逸出的物料和用保溫時(shí)間排水蒸汽的方式解決產(chǎn)生廢品問題的防止制作聚四氟乙烯件被開裂的方法。
[0005]本發(fā)明所提出的防止制作聚四氟乙烯件被開裂的方法包括以下步驟:首先將碳纖和/或碳粉填充到聚四氟乙烯內(nèi)與其進(jìn)行混合，然后將混合的物料放入模具內(nèi)并以20-35Mpa的壓力擠壓成半成品毛坯，然后將半成品毛坯放入爐內(nèi)進(jìn)行燒結(jié)，且在燒結(jié)過程中，先將爐內(nèi)溫度升溫到100°C-152°C，并保持2-12小時(shí)，再將爐內(nèi)溫度提升至330°C-380°C，保溫時(shí)間為10-16小時(shí)后制成聚四氟乙烯成型件。其中，碳纖和碳粉均具有耐高溫和導(dǎo)熱的性能，當(dāng)將聚四氟乙烯材料制成半成品毛坯后在燒結(jié)過程中，爐內(nèi)溫度升溫到100°C以上時(shí)水份變成蒸汽開始蒸發(fā)，而因溫度大于152°C時(shí)會使水蒸汽產(chǎn)生較大的壓力，所以，將爐內(nèi)溫度先保持2-12小時(shí)可嚴(yán)格控制升溫速度，隨著時(shí)間的延長和緩慢升溫，促使水蒸汽以較低的壓力緩慢逸出。
[0006]所述填充到聚四氟乙烯內(nèi)的物料中，采用碳纖或碳粉所添加的質(zhì)量分別是聚四氟乙稀質(zhì)量的1-8%。
[0007]所述填充到聚四氟乙烯內(nèi)的物料中，采用碳纖和碳粉所添加的質(zhì)量分別為:碳纖是聚四氟乙稀質(zhì)量的0.4_3%，碳粉是聚四氟乙稀質(zhì)量的0.6_5%。
[0008]所述制作聚四氟乙烯成型件的過程中，制作30毫米壁厚的聚四氟乙烯成型件，爐內(nèi)溫度升溫到100°C_152°C時(shí)保持2-3小時(shí)；制作30-60毫米壁厚的聚四氟乙烯成型件，爐內(nèi)溫度升溫到100°C_152°C時(shí)保持3-4小時(shí)；制作60-100毫米壁厚的聚四氟乙烯成型件，爐內(nèi)溫度升溫到100°C_152°C時(shí)保持4-6小時(shí)；制作100-200毫米壁厚的聚四氟乙烯成型件，爐內(nèi)溫度升溫到100°C_152°C時(shí)保持6-12小時(shí)；制作200-500毫米壁厚的聚四氟乙烯成型件，爐內(nèi)溫度升溫到100 °C -152 °C時(shí)保持12-25小時(shí)。
[0009]本發(fā)明所提出的防止制作聚四氟乙烯件被開裂的方法中利用碳纖和碳粉的耐高溫和導(dǎo)熱性能非常理想，而聚四氟乙烯物料導(dǎo)熱與其相比較慢，當(dāng)將爐內(nèi)溫度升溫到100°C_152°C時(shí)保持6-12小時(shí)的過程中可以使水蒸汽全部排放出，致使聚四氟乙烯半成品毛坯在高溫?zé)Y(jié)的過程中因無水份和無水蒸汽產(chǎn)生壓力，所以，該種制作聚四氟乙烯成型件的方法不會使其產(chǎn)生開裂;同時(shí)根據(jù)制作聚四氟乙烯成型件的壁厚來既定其爐內(nèi)溫度升溫的保持時(shí)間，該種保持時(shí)間的方式即可降低制作成本，又可防止聚四氟乙烯成型件產(chǎn)生開裂。
[0010]【具體實(shí)施方式】:
首先往聚四氟乙烯物料內(nèi)添加碳纖或碳粉，也可添加碳纖和碳粉這兩種物料，其中，所添加的碳纖和/或碳粉的質(zhì)量可根據(jù)聚四氟乙烯內(nèi)的水含量來確定，在通常情況下，如果聚四氟乙烯物料內(nèi)的水含量是其質(zhì)量的0.04-0.08%，可以向聚四氟乙烯物料內(nèi)添加質(zhì)量為1-2%的碳纖或添加質(zhì)量為1-2%的碳粉或添加碳纖0.4-0.8%和碳粉0.6-1.2%，如果聚四氟乙烯物料內(nèi)的水含量是其質(zhì)量的0.08-2%，可以向聚四氟乙烯物料內(nèi)添加質(zhì)量為2-8%的碳纖或添加質(zhì)量為2-8%的碳粉或添加碳纖0.8-3%和碳粉1.2-5%;另外，因聚四氟乙烯物料中的水含量大于其質(zhì)量很少大于2%，可按現(xiàn)有技術(shù)將水排出，而排出水也小于或等于2%，此時(shí)可向聚四氟乙烯物料內(nèi)添加質(zhì)量為8%的碳纖或添加質(zhì)量為8%的碳粉或添加3%的碳纖和5%的碳粉。
[0011]當(dāng)將碳纖和/或碳粉填充到聚四氟乙烯內(nèi)與其進(jìn)行混合后，然后將混合的物料放入模具內(nèi)將其擠壓成半成品毛坯，其擠壓的壓力可根據(jù)制作聚四氟乙烯成型件的壁厚來確定，如成型件的壁厚小于或等于30毫米，可采用20Mpa來制作半成品毛坯，而成型件的壁厚大于或等于500毫米壁厚，可采用35Mpa來制作半成品毛坯，特別是成型件的壁厚在30-500毫米，可采用20-35Mpa來制作半成品毛坯；當(dāng)采用上述的壓力制成半成品毛坯后，將半成品毛坯放入爐內(nèi)進(jìn)行燒結(jié)，在燒結(jié)過程中，先將爐內(nèi)溫度升溫到100°C-152°C，并保持2-12小時(shí)，其中，對于制作聚四氟乙烯成型件的壁厚來確定其保溫時(shí)間，如制作30毫米壁厚的聚四氟乙烯成型件保溫時(shí)間為2-3小時(shí)，制作30-60毫米壁厚的聚四氟乙烯成型件保溫時(shí)間為3-4小時(shí)，制作60-100毫米壁厚的聚四氟乙烯成型件保溫時(shí)間為4-6小時(shí)，制作100-200毫米壁厚的聚四氟乙烯成型件保溫時(shí)間為6-12小時(shí)，制作200-500毫米壁厚的聚四氟乙烯成型件保溫時(shí)間為12-25小時(shí)；當(dāng)將半成品毛坯內(nèi)的水蒸汽去除后，再將爐內(nèi)溫度提升至330°C-380°C，保溫時(shí)間為10-16小時(shí)后制成聚四氟乙烯成型件，其中，爐內(nèi)溫度從152°C升溫到330°(:的過程中，每小時(shí)升溫10-20°C。用上述方法制作出的聚四氟乙烯成型件其密度較大和表面光滑，且具有無孔、無裂紋和無縫隙等技術(shù)效果，不會使聚四氟乙烯成型件產(chǎn)生開裂。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.防止制作聚四氟乙烯件被開裂的方法，其特征在于包括以下步驟:首先將碳纖和/或碳粉填充到聚四氟乙烯內(nèi)與其進(jìn)行混合，然后將混合的物料放入模具內(nèi)并以20-35Mpa的壓力擠壓成半成品毛坯，然后將半成品毛坯放入爐內(nèi)進(jìn)行燒結(jié)，且在燒結(jié)過程中，先將爐內(nèi)溫度升溫到100°C_152°C，并保持2-12小時(shí)，再將爐內(nèi)溫度提升至330°C-380°C，保溫時(shí)間為10-16小時(shí)后制成聚四氟乙烯成型件。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:所述填充到聚四氟乙烯內(nèi)的物料中，采用碳纖或碳粉所添加的質(zhì)量分別是聚四氟乙烯質(zhì)量的1_8%。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:所述填充到聚四氟乙烯內(nèi)的物料中，采用碳纖和碳粉所添加的質(zhì)量分別為:碳纖是聚四氟乙烯質(zhì)量的0.4-3%，碳粉是聚四氟乙烯質(zhì)量的 0.6-5%。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:所述制作聚四氟乙烯成型件的過程中，制作30毫米壁厚的聚四氟乙烯成型件，爐內(nèi)溫度升溫到100°C_152°C時(shí)保持2-3小時(shí)；制作30-60毫米壁厚的聚四氟乙烯成型件，爐內(nèi)溫度升溫到100°C_152°C時(shí)保持3-4小時(shí)；制作60-100毫米壁厚的聚四氟乙烯成型件，爐內(nèi)溫度升溫到100°C_152°C時(shí)保持4-6小時(shí);制作100-200毫米壁厚的聚四氟乙烯成型件，爐內(nèi)溫度升溫到100°C_152°C時(shí)保持6-12小時(shí)；制作200-500毫米壁厚的聚四氟乙烯成型件，爐內(nèi)溫度升溫到100°C_152°C時(shí)保持12-25小時(shí)。
【文檔編號】C08K7/06GK105906997SQ201610359347
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年5月27日
【發(fā)明人】劉暉
【申請人】本溪華日氟高分子材料制造有限公司