一种提高ptfe耐磨性能的方法
【专利摘要】本发明公开了一种提高PTFE耐磨性能的方法，以XPTFE和常规PTFE为原料，其特征是采用机械共混的方法进行充分混合，在该材料中XPTFE的含量为5％-60％，常规PTFE的含量为40％-95％。所述XPTFE是采用平均粒径小于30微米的具有高耐磨的交联PTFE粉末。本发明采用XPTFE与常规PTFE共混的方法，结合两种材料的优点，制备具有低摩擦系数、高耐磨性的改性PTFE。由于两者之间具有良好的相容性，基本不影响加工工艺。该方法简单、实用，不引入PTFE以外的化学成分，而且工艺简单，通过调节两种物料的比例，可以得到具有不同耐磨性能的改性PTFE材料。
【专利说明】一种提高PTFE耐磨性能的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种聚四氟乙烯(PTFE)的生产技术，特别是一种提高PTFE耐磨性能的方法。
【背景技术】
[0002]聚四氟乙烯(PTFE)具有优异的热稳定性、化学稳定性、高润滑性、电绝缘性，能在零下180°C至250°C的温度范围内长期使用。聚四氟乙烯制品已在化工、机械、电子、电器、军工、环保等众多领域中起到了举足轻重的作用。目前我国已成为世界第一的PTFE生产国。纯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虽然PTFE的摩擦系数最低，但是PTFE最大的缺点是耐擦磨损性能低。为提高PTFE材料的耐磨性能，一般添加石墨、玻璃纤维、碳纤维、甚至金属或陶瓷粉末。这些材料的添加虽然可以改善PTFE耐磨性能，但是存在相容性差、透明度和绝缘性能降低等缺点。
[0003]PTFE通过高能射线的高温辐照可交联形成三维网络结构的大分子，即交联PTFE (简称XPTFE)，XPTFE的耐磨性能可以得到显著提高。辐射交联PTFE所需实验条件相对苛刻，辐照时反应温度高(一般在PTFE的熔点附近，适宜的温度为340-350°C)且需要在真空或惰性气氛下进行，同时辐照过程中产生的有毒气体也容易腐蚀设备，需要采用非常特殊的工艺和设备。关于利用辐照技术制备交联PTFE的方法已有若干公开报道的文章或专利，在此不作详细描述。
[0004]采用100%的XPTFE可以生产具有高耐磨性的薄膜、棒材或其它材料，但由于辐照交联工艺成本很高，因此终端制品的成本也很高，只有在部分非常特殊的领域才可能得到应用。另外，因为XPTFE的熔点降低、分子量提高，因此加工工艺与常规PTFE材料也存在一
定差异。`
【发明内容】
[0005]本发明的目的是为了解决上述技术的不足而提供一种提高PTFE耐磨性能的方法。
[0006]为了实现上述目的，本发明所提供的一种提高PTFE耐磨性能的方法，以XPTFE和常规PTFE为原料，其特征是采用机械共混的方法进行充分混合，在该材料中XPTFE的含量为5% -60%，常规PTFE的含量为40% -95%。所述XPTFE可以是采用平均粒径小于30微米的具有高耐磨的交联PTFE粉末(该XPTFE的熔点为314°C )
[0007]在此，如果交联PTFE含量太低，耐磨性能的提高并不十分明显，如果交联PTFE含量太高(比如高于60% )，则材料性能的可调控性降低。保持两者物料之间合适的比例，有利于PTFE材料的后续加工。
[0008]XPTFE的熔点、分子量、辐照交联剂量等都依赖于辐照条件，由于XPTFE的分子量不容易测定，辐照交联剂量也因为标定方法而可能产生差异，因此采用熔点测试比较准确，且一般不受其它因素干扰。通常把熔点低于320°C的XPTFE称为高耐磨XPTFE，由此通过熔点来选择高耐磨XPTFE。
[0009]本发明综合考虑成本和加工工艺等因素，将XPTFE先磨成粉末、然后添加到常规PTFE材料中进行混合制备具有高耐磨性的PTFE，采用XPTFE与常规PTFE共混的方法，结合两种材料的优点，制备具有低摩擦系数、高耐磨性的改性PTFE。由于两者之间具有良好的相容性，基本不影响加工工艺。该方法简单、实用，不引入PTFE以外的化学成分，而且工艺简单，通过调节两种物料的比例，可以得到具有不同耐磨性能的改性PTFE材料。
【专利附图】
【附图说明】
[0010]图1是含有不同交联PTFE (XPTFE)添加量的PTFE样片经过摩擦磨损试验后的外观照片； [0011]其中XPTFE添加量的图示分别是:图1A:0%;图1B:10%;图1C:50%;图1D:60%。【具体实施方式】
[0012]下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
[0013]实施例1:
[0014]本实施例提供的一种提高PTFE耐磨性能的方法，将450克悬浮PTFE原料(分子量800万以上)与50克交联PTFE在混合机械中充分混合，制备含有10%交联PTFE的改性PTFE。取该样品100克在模具中压成直径5厘米的圆片。另外取100克悬浮PTFE原料在相同条件下压成直径5厘米的圆片，作为对照样品I。将PTFE圆片在MMW-1A型摩擦磨损试验机上进行摩擦试验，试验温度为室温，压力100牛顿，时间60分钟。试验结束后通过精确称量PTFE圆片的质量，计算试验的磨损率。该PTFE样品的摩擦系数为0.22，质量磨损为0.32克；同等条件下对照PTFE样品的摩擦系数为0.20，质量磨损为0.42克。因此添加10%交联PTFE后摩擦系数增加约10%，磨损下降25%。图1A和图1B分别表示改性PTFE及未改性PTFE样片在摩擦磨损试验结束后磨痕的照片，可以清楚地看到改性PTFE的磨痕明显变浅。
[0015]PTFE的分子量测量目前国际上大多采用差示扫描量热法(DSC)来测试它的数均分子量，其公式如下:
[0016]
【权利要求】
1.一种提高PTFE耐磨性能的方法，以XPTFE和常规PTFE为原料，其特征是采用机械共混的方法进行充分混合，在该材料中XPTFE的含量为5% -60%，常规PTFE的含量为40% -95% ο
2.根据权利要求1所述的一种提高PTFE耐磨性能的方法，其特征是所述XPTFE是采用平均粒径小于30微米的具有高耐磨的XPTFE粉末。
【文档编号】C08L27/18GK103627120SQ201210299044
【公开日】2014年3月12日 申请日期:2012年8月20日 优先权日:2012年8月20日
【发明者】吴国忠, 钟磊, 胡志强 申请人:嘉善申嘉科技有限公司