本发明涉及聚四氟乙烯材料领域，具体涉及一种聚四氟乙烯粒料的制备方法。
背景技术
聚四氟乙烯是一种性能极好的材料，它能耐老化，有良好的化学稳定性，优异的电绝缘性和良好的润滑性，使用温度范围广，被各行业广泛应用。在聚四氟乙烯作为聚合物的填料时，需要聚四氟乙烯具有良好的粉末流动性，利于材料加工，但是聚四氟乙烯本身粉末流动性差，体积密度低。
中国专利cn101137702b公开了一种含填充物的聚四氟乙烯颗粒的制造方法，在难溶于水的液状有机物的存在下，于水中搅拌聚四氟乙烯粉末和填充物的混合物进行制粒时，添加聚四氟乙烯乳液和凝结剂，使该聚四氟乙烯乳液凝结在含填充物的聚四氟乙烯颗粒的表层。通过该方法可以得到填充物的脱离少、流动性优良的含填充物的聚四氟乙烯颗粒，并可以防止聚四氟乙烯乳液排放至来自制造工序的废液中。该含有填充物的聚四氟乙烯颗粒的制造方法的特征在于，在难溶于水的液状有机物的存在下，于水中搅拌ptfe粉末和填充物的混合物进行造粒时，添加ptfe乳液和凝结剂，使该ptfe乳液凝结在含填充物的ptfe颗粒的表层。增强了材料的流动性。
中国专利cn103193992b公开了一种聚四氟乙烯乳液制备聚四氟乙烯超细粉的方法，包括以下步骤：(1)将聚四氟乙烯乳液在50-90℃下搅拌至破乳，得到絮状物；(2)将步骤(1)得到的絮状物进行第一次离心以去除部分水；(3)向第一次离心后的物料中第一次补加水后，进行第二次搅拌；(4)将第二次搅拌后的物料进行第二次离心；(5)向第二次离心后的物料中第二次补加水后，进行第三次搅拌；(6)将第三次搅拌后的物料进行第三次离心；(7)将第三次离心后的物料干燥即得到聚四氟乙烯超细粉，具有良好的流动性和润滑性。
技术实现要素：
针对现有技术中存在的问题，本发明提供了一种聚四氟乙烯粒料的制备方法，本发明方法采用硫酸钡填充聚四氟乙烯预混合料，加入表面活性剂，采用湿法造粒，制备粒状填充聚四氟乙烯，制备而得的料粒，具有表观密度高、平均粒径小，粉末流动性高的优点。
为了达到上述目的，本发明通过以下技术方案来实现的：
一种聚四氟乙烯粒料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将聚四氟乙烯细粉和硫酸钡颗粒混合，放入高速多功能粉碎机中，高速细化、均化制得预混合料；
(2)将上述预混合料加入去离子水中，搅拌混合均匀，加入适量的表面活性剂，搅拌混合均匀后，升温至45-50摄氏度，在4-10kw的超声功率下，分散4-8分钟；
(3)在800-1200转/分钟的搅拌速度下，向步骤(2)中的产品中缓慢滴入氯代甲烷，控制在20-30分钟匀速滴加结束，继续搅拌22-30分钟，过滤，滤料用去离子水清洗4-6次后，置入烘箱中干燥；
(4)将步骤(3)的制得产品均匀的布料至模具内，模压成型，脱模，即得型坯；
(5)将步骤(4)制得的型坯放入烧结炉中烧结，缓慢冷却至室温，送至粉碎机中进行粉碎，过筛，即得。
优选地，所述步骤(1)中聚四氟乙烯和硫酸钡的质量比为10:2-5。
优选地，所述步骤(1)中聚四氟乙烯和硫酸钡的质量比为10:3。
优选地，所述步骤(1)中高速多功能粉碎机的转速为4500-5000转/分钟。
优选地，所述步骤(2)中表面活性剂为foa表面活性剂、fbs表面活性剂、oa-12表面活性剂和l-42表面活性剂中的一种或几种结合。
优选地，所述步骤(2)表面活性剂的用量相当于预混合料重量的3-5％。
优选地，所述步骤(3)中氯代甲烷和预混合物料的质量比为10:7-8。
优选地，所述步骤(3)中的氯代甲烷为二氯甲烷或三氯甲烷中的至少一种。
优选地，所述步骤(3)中的干燥为在160-170摄氏度下，干燥8-10小时。
优选地，所述步骤(5)中的烧结具体为：第一阶段：150-200摄氏度下，保温干燥2-3小时；第二阶段：250-300摄氏度，保温预热1-2小时；第三阶段：在氮气保护下，继续加热升温至390摄氏度，保温烧结4-5小时后，以10-30摄氏度/小时速度降温至330-340摄氏度，保温1-2小时，以同样的速度继续降温至300-310摄氏度，停止通氮气，保温1-2小时后，以20-40摄氏度/小时速度降温至250摄氏度后，快速降温至常温。
本发明具有如下的有益效果：
(1)本发明方法采用硫酸钡填充聚四氟乙烯预混合料，加入表面活性剂，采用湿法造粒，制备粒状填充聚四氟乙烯，制备而得的料粒，具有表观密度高、平均粒径小，粉末流动性高的优点；
(2)预混合料在表面活性剂的作用下于水和有机液体界面出通过润湿，分散和凝聚的过程中成粒，氯代甲烷缓慢滴入加入，减少成粒后再次发生凝聚现象，生成更大粒料的颗粒，造成造粒效果不利用，氯代甲烷缓慢匀速加入可以使预混合料细粉在搅拌作用下缓慢被润湿，有利于造粒。
(3)本发明方法中添加表面活性剂，有助于预混合料悬浮液体系结构的稳定性，提高悬浮液中固液分布的均匀性，增强最终造粒效果。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明的具体实施方式作进一步描述，以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
实施例1
一种聚四氟乙烯粒料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将聚四氟乙烯细粉和硫酸钡颗粒混合，放入高速多功能粉碎机中，高速细化、均化制得预混合料；
(2)将上述预混合料加入去离子水中，搅拌混合均匀，加入适量的表面活性剂，搅拌混合均匀后，升温至45摄氏度，在4kw的超声功率下，分散4分钟；
(3)在800-1200转/分钟的搅拌速度下，向步骤(2)中的产品中缓慢滴入氯代甲烷，控制在20分钟匀速滴加结束，继续搅拌22分钟，过滤，滤料用去离子水清洗4次后，置入烘箱中干燥；
(4)将步骤(3)的制得产品均匀的布料至模具内，模压成型，脱模，即得型坯；
(5)将步骤(4)制得的型坯放入烧结炉中烧结，缓慢冷却至室温，送至粉碎机中进行粉碎，过筛，即得。
步骤(1)中聚四氟乙烯和硫酸钡的质量比为10:2。
步骤(1)中高速多功能粉碎机的转速为4500转/分钟。
步骤(2)中表面活性剂为foa表面活性剂l。
步骤(2)表面活性剂的用量相当于预混合料重量的3％。
步骤(3)中氯代甲烷和预混合物料的质量比为10:7。
步骤(3)中的氯代甲烷为二氯甲烷。
步骤(3)中的干燥为在160摄氏度下，干燥8小时。
步骤(5)中的烧结具体为：第一阶段：150摄氏度下，保温干燥2小时；第二阶段：250摄氏度，保温预热1小时；第三阶段：在氮气保护下，继续加热升温至390摄氏度，保温烧结4小时后，以10摄氏度/小时速度降温至330摄氏度，保温1小时，以同样的速度继续降温至310摄氏度，停止通氮气，保温1小时后，以20摄氏度/小时速度降温至250摄氏度后，快速降温至常温。
实施例2
一种聚四氟乙烯粒料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将聚四氟乙烯细粉和硫酸钡颗粒混合，放入高速多功能粉碎机中，高速细化、均化制得预混合料；
(2)将上述预混合料加入去离子水中，搅拌混合均匀，加入适量的表面活性剂，搅拌混合均匀后，升温至50摄氏度，在10kw的超声功率下，分散8分钟；
(3)在1200转/分钟的搅拌速度下，向步骤(2)中的产品中缓慢滴入氯代甲烷，控制在30分钟匀速滴加结束，继续搅拌30分钟，过滤，滤料用去离子水清洗6次后，置入烘箱中干燥；
(4)将步骤(3)的制得产品均匀的布料至模具内，模压成型，脱模，即得型坯；
(5)将步骤(4)制得的型坯放入烧结炉中烧结，缓慢冷却至室温，送至粉碎机中进行粉碎，过筛，即得。
步骤(1)中聚四氟乙烯和硫酸钡的质量比为10:5。
步骤(1)中高速多功能粉碎机的转速为5000转/分钟。
步骤(2)中表面活性剂为fbs表面活性剂。
步骤(2)表面活性剂的用量相当于预混合料重量的5％。
步骤(3)中氯代甲烷和预混合物料的质量比为10:8。
步骤(3)中的氯代甲烷为三氯甲烷。
步骤(3)中的干燥为在170摄氏度下，干燥10小时。
步骤(5)中的烧结具体为：第一阶段：200摄氏度下，保温干燥3小时；第二阶段：300摄氏度，保温预热2小时；第三阶段：在氮气保护下，继续加热升温至390摄氏度，保温烧结5小时后，以30摄氏度/小时速度降温至340摄氏度，保温2小时，以同样的速度继续降温至300摄氏度，停止通氮气，保温2小时后，以40摄氏度/小时速度降温至250摄氏度后，快速降温至常温。
实施例3
一种聚四氟乙烯粒料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将聚四氟乙烯细粉和硫酸钡颗粒混合，放入高速多功能粉碎机中，高速细化、均化制得预混合料；
(2)将上述预混合料加入去离子水中，搅拌混合均匀，加入适量的表面活性剂，搅拌混合均匀后，升温至48摄氏度，在8kw的超声功率下，分散7分钟；
(3)在1000转/分钟的搅拌速度下，向步骤(2)中的产品中缓慢滴入氯代甲烷，控制在28分钟匀速滴加结束，继续搅拌26分钟，过滤，滤料用去离子水清洗5次后，置入烘箱中干燥；
(4)将步骤(3)的制得产品均匀的布料至模具内，模压成型，脱模，即得型坯；
(5)将步骤(4)制得的型坯放入烧结炉中烧结，缓慢冷却至室温，送至粉碎机中进行粉碎，过筛，即得。
步骤(1)中聚四氟乙烯和硫酸钡的质量比为10:4。
步骤(1)中高速多功能粉碎机的转速为4600转/分钟。
步骤(2)中表面活性剂为oa-12表面活性剂。
步骤(2)表面活性剂的用量相当于预混合料重量的4％。
步骤(3)中氯代甲烷和预混合物料的质量比为10:7.5。
步骤(3)中的氯代甲烷为三氯甲烷。
步骤(3)中的干燥为在164摄氏度下，干燥9小时。
步骤(5)中的烧结具体为：第一阶段：180摄氏度下，保温干燥2.4小时；第二阶段：260摄氏度，保温预热1.6小时；第三阶段：在氮气保护下，继续加热升温至390摄氏度，保温烧结4.8小时后，以24摄氏度/小时速度降温至336摄氏度，保温1.4小时，以同样的速度继续降温至308摄氏度，停止通氮气，保温1.7小时后，以28摄氏度/小时速度降温至250摄氏度后，快速降温至常温。
实施例4
一种聚四氟乙烯粒料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将聚四氟乙烯细粉和硫酸钡颗粒混合，放入高速多功能粉碎机中，高速细化、均化制得预混合料；
(2)将上述预混合料加入去离子水中，搅拌混合均匀，加入适量的表面活性剂，搅拌混合均匀后，升温至48摄氏度，在9kw的超声功率下，分散7分钟；
(3)在1100转/分钟的搅拌速度下，向步骤(2)中的产品中缓慢滴入氯代甲烷，控制在28分钟匀速滴加结束，继续搅拌27分钟，过滤，滤料用去离子水清洗6次后，置入烘箱中干燥；
(4)将步骤(3)的制得产品均匀的布料至模具内，模压成型，脱模，即得型坯；
(5)将步骤(4)制得的型坯放入烧结炉中烧结，缓慢冷却至室温，送至粉碎机中进行粉碎，过筛，即得。
步骤(1)中聚四氟乙烯和硫酸钡的质量比为10:3。
步骤(1)中高速多功能粉碎机的转速为4900转/分钟。
步骤(2)中表面活性剂为l-42表面活性剂。
步骤(2)表面活性剂的用量相当于预混合料重量的3.8％。
步骤(3)中氯代甲烷和预混合物料的质量比为10:7.8。
步骤(3)中的氯代甲烷为三氯甲烷。
步骤(3)中的干燥为在165摄氏度下，干燥8小时。
步骤(5)中的烧结具体为：第一阶段：160摄氏度下，保温干燥2.6小时；第二阶段：280摄氏度，保温预热1.7小时；第三阶段：在氮气保护下，继续加热升温至390摄氏度，保温烧结4.6小时后，以20摄氏度/小时速度降温至335摄氏度，保温1.5小时，以同样的速度继续降温至308摄氏度，停止通氮气，保温1.8小时后，以30摄氏度/小时速度降温至250摄氏度后，快速降温至常温。
将实施例1-4制得的聚四氟乙烯粒料进行性能测试，结果如下表1：
综上所述，本发明具有以下优点：
(1)本发明方法采用硫酸钡填充聚四氟乙烯预混合料，加入表面活性剂，采用湿法造粒，制备粒状填充聚四氟乙烯，制备而得的料粒，具有表观密度高、平均粒径小，粉末流动性高的优点；
(2)预混合料在表面活性剂的作用下于水和有机液体界面出通过润湿，分散和凝聚的过程中成粒，氯代甲烷缓慢滴入加入，减少成粒后再次发生凝聚现象，生成更大粒料的颗粒，造成造粒效果不利用，氯代甲烷缓慢匀速加入可以使预混合料细粉在搅拌作用下缓慢被润湿，有利于造粒。
(3)本发明方法中添加表面活性剂，有助于预混合料悬浮液体系结构的稳定性，提高悬浮液中固液分布的均匀性，增强最终造粒效果。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。