改性聚三氟氯乙烯及其模压工艺的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于塑料热加工技术领域，具体设及一种改性聚=氣氯己締及其模压工 乙。
【背景技术】
[0002] 聚=氣氯己締具有最低的水、汽渗透率，不渗透任何气体，不助燃，是一种良好的 屏障聚合物，具有良好的化学惰性，耐化学腐蚀性，耐高低温性，较高的机械强度及初性，优 良的介电性能及光学性能等，主要用于电子、电气、耐低温器件、医用、化工等领域，具体应 用零件是耐腐蚀电子电器绝缘组件，使用温度为-196至+125°C。聚S氣氯己締虽然性能优 良，但应用到当今科技部分机械领域里，聚=氣氯己締仍有欠缺之处，其耐高温性能、硬度 及耐磨性等还有待提局。
[0003] 很多塑料都采用合成的方式来提高原有材料的性能。碳纤维（carbonfiber，简称CF)，是一种含碳量在95%W上的高强度、高模量纤维的新型纤维材料。它是由片状石墨微 晶等有机纤维沿纤维轴向方向堆搁而成，经碳化及石墨化处理而得到的微晶石墨材料，碳 纤维"外柔内刚"，质量比金属侣轻，但强度却高于钢铁，并且具有耐腐蚀、高模量的特性，在 国防军工和民用方面都是重要材料。它不仅具有碳材料的固有本征特性，又兼备纺织纤维 的柔软可加工性，是新一代增强纤维。胶体石墨粉具有优良的高润滑、高导电、高吸附及催 化性能，可塑性极高。胶体石墨粉具有优质天然鱗片石墨的性能，在高温条件下具有特殊的 抗氧化性、自润滑性和可塑性，同时具有良好的导电、导热和附着性，用于橡胶、塑料及各种 复合材料的填充剂或性能改进剂，W提高材料的耐磨、抗压或传导性能。
[0004] 聚=氣氯己締树脂高温状态下粘性大，流动性差，故其压模工艺存在一定难度。
【发明内容】
[0005]为了解决现有技术存在的上述问题，本发明提供了一种改性聚S氣氯己締及其模 压工艺。
[0006] 本发明所采用的技术方案为：一种改性聚S氣氯己締，所述改性聚S氣氯己締由 聚=氣氯己締和改性剂制成，所述改性剂为对位聚苯、石墨、碳纤维、玻璃纤维、陶瓷粉、聚 苯醋、着色粉、二硫化钢或侣粉任意比例的几种混合。
[0007] 所述改性剂占所述改性聚S氣氯己締总重量的30% W下。
[000引所述改性剂为石墨和碳纤维，所述改性聚=氣氯己締各成分所占重量百分比分别 为聚S氣氯己締占88% ;石墨占2% ;所述碳纤维占10%。
[0009] 一种改性聚=氣氯己締材料的模压工艺，所述模压工艺包括W下步骤：
[0010] (1)干燥；将聚S氣氯己締进行干燥直到水分含量在0. 05%W下；将改性剂分别 进行干燥直到水分含量在0. 08%W下；干燥温度均为90-100°C;
[0011] (2)混合；将干燥后的改性剂和聚S氣氯己締放入混料机中混匀，制成混合料；
[0012] (3)模压；将所述混合料倒入硫化机的模腔中后对模腔进行加热，加热温度小于 或等于250°C，同时对模腔中的所述混合料进行第一次挤压，然后对所述混合料进行冷却 同时进行第二次挤压，直到所述混合料的温度为21-25C时，即得成品，使得成品的密度在 21-25°C时为1. 9-2. 5g/cm3,完成整个模压工艺过程。
[0013] 所述第一次挤压的压力为4-10MPA，直到所述混合料的温度达到250°C后，保持 所述混合料的温度为240-250°C，时间为10-200分钟；然后将所述模压混料放在的温度 为-10°C至70°C环境下降温冷却，且在降温冷却的同时进行所述第二次挤压，所述第二次 挤压的压力为4-10MPA。
[0014] 所述成品的密度的测量方法为：保持所述成品的温度在21-25C下大于24小时后 测量所述成品的质量和体积，最后用所述质量除W所述体积，即得所述成品的密度。
[0015] 步骤（2)中所述混合前先将干燥后的改性剂和聚=氣氯己締过20目筛；所述混合 后将混合料过10目筛。
[0016] 步骤似中所述混料机的转速为10米/秒。
[0017] 步骤做中的所述加热的升温速度为每分钟l-2°c。
[001引步骤（3)中的所述第一次挤压或所述第二次挤压为对所述混合料的上下面均进 行施加压力，所述压力随所述混合料温度的变化而变化，当所述温度小于50°C时，所述挤压 的压力为10MPA;当所述温度大于50°C且小于100°C，或所述温度等于100°C时，所述挤压的 压力为8MPA;当所述温度大于100且小于150°C，或所述温度等于150°C时，所述挤压的压 力为6MPA;当所述温度大于150且小于200°C，或所述温度等于200°C时，所述挤压的压力 为5MPA;当所述温度大于200且小于250°C，或所述温度等于250°C时，所述挤压的压力为 4MPA。
[0019] 制备改性聚S氣氯己締对聚S氣氯己締的要求：
[0020] 选用悬浮聚=氣氯己締树脂（细粉末状），才能和改性剂（也属细粉末状）均匀混 合，悬浮聚S氣氯己締目数大于200目，悬浮聚S氣氯己締树脂的烙点为210°C左右，模压 温度250°C左右，分解温度315°C左右，模压成型收缩率为1 %左右，材料干燥，无杂质。
[0021] 制备改性聚=氣氯己締对改性剂的要求：
[0022] 根据聚=氣氯己締的特性W及模压生产工艺的要求，选择的改性剂需要拥有W下 特性；首先，能长时间耐250°CW上的高温（高于聚S氣氯己締融化和烧结生产温度）；第 二，是要求粒径大于200目，因为如目数过粗会影响材料混合的均匀度及强度性能等；第 =，是需要低吸潮性，吸潮大的改性剂保存和生产很麻烦，有潮气生产容易产生气泡和变 色，需要烘干使用；第四，在高温烧结条件下不簇集；第五，不与聚=氣氯己締发生化学反 应；第六，改性剂比重不宜过高，如密度过高，在聚=氣氯己締融化状态填充剂会容易下沉， 导致物料和密度不均匀，影响合金塑料材料的共混均匀性和性能。根据W上要求，合适的改 性剂有：对位聚苯，石墨，碳纤维，玻璃纤维，陶瓷粉，聚苯醋，着色粉，二硫化钢，侣粉等。
[0023] 改性剂的特性如表1所示；
[0024] 表1改性剂的特性
[0025]
[002^_不同改性剂各有不同的优点，根据不同的使用要求，调制不同比例的增强剂混合 到聚=氣氯己締里，填充改性剂在提高某些性能的同时，会降低材料的初性和化学稳定性 等。所W并不是改性剂填充越高越好，一般改性剂填加含量为30%内，该样才具有实用性。 改性剂有经禪合剂处理的制得的合金塑料性能更好。
[0027]本发明的有益效果为：本发明的改性聚=氣氯己締中添加的碳纤维材料机械性能 卓越，耐腐蚀性能优良，不明显的降低合金塑料的耐腐蚀性和耐低温性能，填充到聚=氣氯 己締材料里，使得制得的改性聚=氣氯己締增加了硬度，增强了尺寸稳定性，耐高温性能， 耐磨性，导热性，抗蠕变性，同时填充适量的石墨，还降低了该材料的摩擦系数。目前碳纤维 或石墨价格明显低于聚=氣氯己締树脂价格，不但降低了原本聚=氣氯己締的成本，并且 扩大了材料的使用范围。添加其它改性剂后也可使制得的改性聚=氣氯己締增加了硬度， 增强了尺寸稳定性，耐高温性能，耐磨性，导热性，抗蠕变性，还改变了该材料的摩擦系数， 其中，石墨、二硫化钢和对位聚苯等能降低摩擦系数，碳纤维和玻璃纤维等增加了摩擦系 数；同时降低了原本聚S氣氯己締的成本，扩大了材料的使用范围。
【具体实施方式】
[00測 实施例1
[0029] 本发明提供了一种改性聚S氣氯己締，由聚S氣氯己締和改性剂制成，改性剂为 石墨和碳纤维，改性聚=氣氯己締各成分所占重量百分比分别为聚=氣氯己締占88% ;石 墨占2% ;碳纤维占10%。
[0030] 选用短丝状的碳纤维，其外观为黑色粉末，其比重1. 7克每平方厘米。碳纤维 (carbonfiber，简称CF)，是一种含碳量在95 %W上的高强度、高模量纤维的新型纤维材 料。它是由片状石墨微晶等有机纤维沿纤维轴向方向堆搁而成，经碳化及石墨化处理而得 到的微晶石墨材料。碳纤维"外柔内刚"，质量比金属侣轻，但强度却高于钢铁，并且具有耐 腐蚀、高模量的特性，在国防军工和民用方面都是重要材料。它不仅具有碳材料的固有本征 特性，又兼备纺织纤维的柔软可加工性，是新一代增强纤维。胶体石墨粉为黑色粉末状，具 有优良的高润滑、高导电、高吸附及催化性能，可塑性极高，且具有优质天然鱗片石墨的性 能，在高温条件下具有特殊的抗氧化性、自润滑性和可塑性，同时具有良好的导电、导热和 附着性，做橡胶、塑料及各种复合材料的填充剂或性能改进剂，W提高材料的耐磨、抗压或 传导性能。
[0031] 一种改性聚S氣氯己締材料的模压工艺，模压工艺包括W下步骤：
[0032] (1)干燥；将聚=氣氯己締进行干燥直到水分含量在0. 05% ;将改性剂进行干燥 直到水分含量在0.08% ;干燥温度均为90°C ;
[0033] (2)混合；混合前先将干燥后的改性剂和聚S氣氯己締过20目筛；混合后需将混 合料过10目筛，将干燥后的改性剂和聚=氣氯己締放入混料机中混匀，制成混合料；混料 机的转速为10米/秒。
[0034] (3)模压；将混合料倒入硫化机的模腔中后对模腔进行加热，同时对模腔中的混 合料进行第一次挤压，挤压的压力为4-10MPA;加热的升温速度为每分钟1-2°C，直到混合 料的温度达到250°C后，保持混合料的温度为240-250°C，时间为10-200分钟不等，具体 依据物件壁厚而定，形成模压混料；挤压的压力随混合料温度的变化而变化，当温度小于 50°C时，挤压的压力为10MPA;当温度大于50°C且小于100°C，或温度等于100°C时，挤压的 压力为8MPA;当温度大于100°C且小于150。或温度等于150°C时，挤压的压力为6MPA;当 温度大于150°C且小于200°C，或温度等于200°C时，挤压的压力为5MPA