本發明涉及高分子材料領域,尤其是涉及一種聚四氟乙烯復合材料及其制備方法。
背景技術:
1、聚四氟乙烯材料具有優異的化學穩定性、耐老化性能、抗輻射性能、熱穩定性能等,而且聚四氟乙烯的摩擦系數較低,是自潤滑密封材料的主要原料之一。
2、但是,聚四氟乙烯材料自身耐磨性較差,其耐磨性主要通過摩擦系數低從而降低系磨損而體現的,但是在長期高速運轉的工況中,聚四氟乙烯的耐磨性能難以滿足需求,導致其壽命較短,而聚四氟乙烯材料造價較高,頻繁更換導致成本居高不下。
3、現有技術中,為了提高聚四氟乙烯的耐磨性能,通常會添加提高耐磨性能的填料,如碳酸鈣晶須等,通過添加填料,雖然能一定程度上提高聚四氟乙烯材料的耐磨性,但提升幅度有限,聚四氟乙烯材料的壽命仍舊較短,難以滿足各種特殊應用場景的需求,因此,還有改善空間。
技術實現思路
1、為了進一步提高聚四氟乙烯的耐磨性能從而提高其壽命,本申請提供一種聚四氟乙烯復合材料及其制備方法。
2、第一方面,本申請提供一種聚四氟乙烯復合材料,采用如下的技術方案:
3、一種聚四氟乙烯復合材料,包括以下質量份數的組分:
4、聚四氟乙烯50-60份;
5、改性石油焦粉20-26份;
6、填料20-24份;
7、所述改性石油焦粉的改性方法如下:
8、步驟1),將石油焦粉投入復合酸中進行酸化,過濾,得酸化石油焦粉;
9、步驟2),將酸化石油焦粉投入復合改性液中,過濾,干燥,得改性石油焦粉;
10、所述復合酸為硫酸、磷酸的復配;
11、所述復合改性液為丙烯酸異辛酯、雙酚a雙烯丙基醚、苯基三(二甲基硅氧烷基)硅烷、甲苯的復配。
12、通過采用上述技術方案,通過采用硫酸、磷酸復配而成的復合酸對石油焦粉進行酸化處理,能使得石油焦粉表面帶有可反應的官能團,進而使得酸化石油焦粉在丙烯酸異辛酯、雙酚a雙烯丙基醚、苯基三(二甲基硅氧烷基)硅烷、甲苯復配而成的復合改性液中進行特殊的改性,得到的改性石油焦粉能顯著提高聚四氟乙烯材料的耐磨性能,使得聚四氟乙烯材料的壽命得到顯著的延長。
13、優選的,所述復合酸中,硫酸、磷酸的質量比例為7-8:2-3。
14、通過采用上述技術方案,通過具體選擇硫酸、磷酸的質量比例,使得酸化效果較佳,酸化后的石油焦粉在改性液中的改性效果更好,改性石油焦粉提高聚四氟乙烯材料耐磨性能的效果更佳。
15、優選的,所述復合改性液中,丙烯酸異辛酯、雙酚a雙烯丙基醚、苯基三(二甲基硅氧烷基)硅烷、甲苯的質量比例為1-1.2:1.8-2:1-2:25-30。
16、通過采用上述技術方案,通過具體選擇丙烯酸異辛酯、雙酚a雙烯丙基醚、苯基三(二甲基硅氧烷基)硅烷的質量比例,對石油焦粉的改性效果更佳,聚四氟乙烯材料的耐磨性更好,壽命更長。
17、優選的,所述填料為碳酸鈣晶須、氧化鋅晶須的復配。
18、通過采用上述技術方案,通過具體選擇碳酸鈣晶須、氧化鋅晶須的復配,與改性石油焦粉配合提高聚四氟乙烯耐磨性能的效果更好,聚四氟乙烯材料的壽命更長。
19、優選的,所述碳酸鈣晶須、氧化鋅晶須的質量比例為19-22:1-2。
20、通過采用上述技術方案,通過具體選擇碳酸鈣晶須、氧化鋅晶須的質量比例,與改性石油焦粉配合的效果更佳,提高聚四氟乙烯材料耐磨性的效果更好。
21、優選的,所述步驟1)中,石油焦粉投入復合酸后,恒溫40-50℃,浸泡酸化4-6h。
22、通過采用上述技術方案,通過在40-50℃下進行酸化,使得酸化效果更佳,改性石油焦粉能更好地提高聚四氟乙烯的耐磨性能。
23、優選的,所述步驟2)中,酸化石油焦粉投入復合改性液后,恒溫70-80℃,浸泡改性12-14h。
24、通過采用上述技術方案,通過在70-80℃下進行改性,改性效果更佳,提高聚四氟乙烯材料耐磨性能的效果更好。
25、第二方面,本申請提供一種聚四氟乙烯復合材料的制備方法,采用如下的技術方案:
26、一種上述的聚四氟乙烯復合材料的制備方法,包括以下步驟:
27、步驟01),將聚四氟乙烯、改性石油焦粉、填料混合均勻,得預混物;
28、步驟02),將預混物通過冷壓成型獲得胚體;
29、步驟03),將胚體在330-380℃下燒結,冷卻,得聚四氟乙烯復合材料。
30、通過采用上述技術方案,制得的聚四氟乙烯復合材料具有很好的耐磨性能,使用壽命較長,有效降低成本,具有較高的經濟價值,很好地滿足各種特殊應用場景所需。
31、綜上所述,本申請具有以下有益效果:
32、1、由于本申請通過采用硫酸、磷酸復配而成的復合酸對石油焦粉進行酸化處理,能使得石油焦粉表面帶有可反應的官能團,進而使得酸化石油焦粉在丙烯酸異辛酯、雙酚a雙烯丙基醚、苯基三(二甲基硅氧烷基)硅烷、甲苯復配而成的復合改性液中進行特殊的改性,得到的改性石油焦粉能顯著提高聚四氟乙烯材料的耐磨性能,使得聚四氟乙烯材料的壽命得到顯著的延長。
33、2、本申請中優選通過具體選擇硫酸、磷酸的質量比例,使得酸化效果較佳,酸化后的石油焦粉在改性液中的改性效果更好,改性石油焦粉提高聚四氟乙烯材料耐磨性能的效果更佳。
34、3、本申請中優選通過具體選擇丙烯酸異辛酯、雙酚a雙烯丙基醚、苯基三(二甲基硅氧烷基)硅烷的質量比例,對石油焦粉的改性效果更佳,聚四氟乙烯材料的耐磨性更好,壽命更長。
1.一種聚四氟乙烯復合材料,其特征在于:包括以下質量份數的組分:
2.根據權利要求1所述的一種聚四氟乙烯復合材料,其特征在于:所述復合酸中,硫酸、磷酸的質量比例為7-8:2-3。
3.根據權利要求2所述的一種聚四氟乙烯復合材料,其特征在于:所述復合改性液中,丙烯酸異辛酯、雙酚a雙烯丙基醚、苯基三(二甲基硅氧烷基)硅烷、甲苯的質量比例為1-1.2:1.8-2:1-2:25-30。
4.根據權利要求1所述的一種聚四氟乙烯復合材料,其特征在于:所述填料為碳酸鈣晶須、氧化鋅晶須的復配。
5.根據權利要求4所述的一種聚四氟乙烯復合材料,其特征在于:所述碳酸鈣晶須、氧化鋅晶須的質量比例為19-22:1-2。
6.根據權利要求1所述的一種聚四氟乙烯復合材料,其特征在于:所述步驟1)中,石油焦粉投入復合酸后,恒溫40-50℃,浸泡酸化4-6h。
7.根據權利要求1所述的一種聚四氟乙烯復合材料,其特征在于:所述步驟2)中,酸化石油焦粉投入復合改性液后,恒溫70-80℃,浸泡改性12-14h。
8.一種根據權利要求1-7任一所述的聚四氟乙烯復合材料的制備方法,其特征在于:包括以下步驟: