CN101891928A - 一种pctfe改性填充复合材料及其生产方法 - Google Patents

Abstract

一种PCTFE改性填充复合材料，各组份的重量百分比为：PCTFE聚合物75％-95％、碳纤维4.2％-24.2％、偶联剂0.3％-0.8％。其生产方法包括如下步骤：一、原料混合；二、挤出共混；三、加热塑化；四、冷压定型。是一种熔体粘度小、流动性好、可以采用多种方法成型、导热性好、成型温度范围宽、对加工温度和保温时间要求不严、产品塑化良好的PCTFE改性填充复合材料。

Description

一种PCTFE改性填充复合材料及其生产方法

【技术领域】

本发明涉及含氟原子的具有1个或更多的不饱和脂族基化合物的均聚物或共聚物的组合物，具体涉及聚三氟氯乙烯。

【背景技术】

PCTFE(聚三氟氯乙烯)改性填充复合材料是高分子功能新材料、复合新材料领域最为重要的高端材料之一。以PCTFE材料为主，加入碳纤维或玻纤维及偶联剂在特定的工艺条件下，通过双螺杆挤出机共混挤出后，加入到模具中，经加温塑化，冷压定型从而获得性能优良稳定的PCTFE改性特种功能复合新材料。此产品主要特性体现高强度、高模量、耐疲劳、耐腐蚀、耐磨、耐低温、耐高压，耐辐射、气密性能优异，和耐环境性，尺寸稳定性好，不渗透任何气体，是一种良好的屏障材料；可用于机械设备的结构材料、低温工作设备的零部件和化工防腐密封件等产品。但现有的PCTFE改性填充复合材料熔体粘度大，流动性差只可以采用模压方法成型。导热性差、成型温度范围窄，需严格控制好加工温度和保温时间，难予防止产品塑化不良。

【发明内容】

本发明的目的是：提供一种熔体粘度小、流动性好、可以采用多种方法成型、导热性好、成型温度范围宽、对加工温度和保温时间要求不严、产品塑化良好的PCTFE改性填充复合材料及其生产方法。以提高PCTFE原料的机械强度和耐磨性能，满足PCTFE制品应用在一些苛刻工况下的零部件、部分高端器械设备、航空航天、核潜艇等多种军工产品的使用要求。

本发明PCTFE改性填充复合材料各组份的重量百分比为：

PCTFE聚合物  75％--95％

碳纤维       4.2％--24.2％

偶联剂       0.3％--0.8％。

所述碳纤维的直径可以为10-30um，所述偶联剂可以是硅烷：结构式r-Si-(OR)，其中：OR为可水解基团--烷氧基，R为有机官能基团。

相应地，本发明PCTFE改性填充复合材料的生产方法包括如下步骤：

一、原料混合：将各组份按比例混合搅拌；

二、挤出共混：采用双螺杆挤出机挤出，螺杆试径比为20∶1或22∶1，共混温度控制为：料筒温度125℃-140℃、机头温度145℃-150℃；

三、加热塑化：根据型材规格选择相应模具，将共混后的原料称量加入准备好的模具内，然后将模具放入加热设备中在245℃-270℃温度下进行热压塑化；

四、冷压定型：原料塑化完全后，移入冷压设备中，按常规冷压定型操作，在出炉的温度下30分钟内稳步加压到冷压额定压力，保压冷却使制品定型；待模具充分冷却后，脱模取出制品。

偶联剂通过上述两类不同反应性的基团使无机材料和有机材料的界面起作用结合，从而极大地提高各类树脂基复合材料的干、湿态机械强度(弯曲强度、拉伸强度、层间剪切强度)和电性能。

通过添加特定比例的硅烷偶联剂的方式，再利用熟练掌握的温度控制结晶度，最终获得性能优良稳定的PCTFE改性特种功能材料。

所得产品性能如附表所示。

本发明的有益效果是：PCTFE改性填充复合材料熔体粘度小、流动性好、可以采用多种方法成型、导热性好、成型温度范围宽、对加工温度和保温时间要求不严、产品塑化良好的PCTFE改性填充复合材料。以提高PCTFE原料的机械强度和耐磨性能，满足PCTFE制品应用在一些苛刻工况下的零部件、部分高端器械设备、航空航天、核潜艇等多种军工产品的使用要求。在不改变PCTFE原料性能的条件下，提高PCTFE改性填充复合材料的机械强度和耐磨性能，满足PCTFE制品在一些苛刻工况下应用，进一步扩大应用范围。

【附图说明】

附图是本发明的工艺流程示意图。

【具体实施方式】

在本发明的第一实施例中PCTFE改性填充复合材料各组份的重量百分比为：

PCTFE聚合物 85％--95％

碳纤维      4.2％--14.2％

偶联剂      0.3％--0.8％

参见附图，本发明第一实施例的PCTFE改性填充复合材料的生产方法包括如下步骤：

一、原料混合：将各组份按比例混合搅拌；

二、挤出共混：采用双螺杆挤出机挤出，螺杆试径比为20∶1或22∶1、共混温度控制在：料筒温度125℃-140℃、机头温度145℃-150℃；

三、加热塑化：根据型材规格选择相应模具，将共混后的原料称量加入准备好的模具内，然后将模具放入加热设备中在245℃--270℃温度下进行热压塑化；

四、冷压定型：原料塑化完全后，移入冷压设备中，按常规冷压定型操作，在出炉的温度下30分钟内稳步加压到冷压额定压力，保压冷却使制品定型；待模具充分冷却后，脱模取出制品。

在本发明的第二实施例中PCTFE改性填充复合材料各组份的重量百分比为：

PCTFE聚合物 75％--85％

碳纤维      14.2％--24.2％

偶联剂：    0.4％--0.8％

参见附图，本发明第二实施例的PCTFE改性填充复合材料的生产方法包括如下步骤：

一、原料混合：将各组份按比例混合搅拌；

二、挤出共混：采用双螺杆挤出机挤出，螺杆试径比为20∶1或22∶1；共混温度控制：料筒温度125℃-140℃、机头温度145℃-150℃；

三、加热塑化：根据型材规格选择相应模具，将共混后的原料称量加入准备好的模具内，然后将模具放入加热设备中在245℃--270℃温度下进行热压塑化；

四、冷压定型：原料塑化完全后，移入冷压设备中，按常规冷压定型操作，在出炉的温度下30分钟内稳步加压到冷压额定压力，保压冷却使制品定型；待模具充分冷却后，脱模取出制品。

在本发明的第三实施例中PCTFE改性填充复合材料各组份的重量百分比为：

PCTFE聚合物  85％

碳纤维       14.6％

偶联剂       0.4％。

参见附图，本发明第三实施例的PCTFE改性填充复合材料的生产方法包括如下步骤：

一、原料混合：将各组份按比例混合搅拌；

二、挤出共混：采用双螺杆挤出机挤出，螺杆试径比为20∶1或22∶1；共混温度控制在：料筒温度130℃、机头温度148℃；

三、加热塑化：根据型材规格选择相应模具，将共混后的原料称量加入准备好的模具内，然后将模具放入加热设备中在260℃温度下进行热压塑化；

四、冷压定型：原料塑化完全后，移入冷压设备中，按常规冷压定型操作，在出炉的温度下30分钟内稳步加压到冷压额定压力，保压冷却使制品定型；待模具充分冷却后，脱模取出制品。

附表

Claims (5)

1.一种PCTFE改性填充复合材料，其特征在于：各组份的重量百分比为：

PCTFE聚合物 75％--95％

碳纤维      4.2％--24.2％

偶联剂      0.3％--0.8％。

2.根据权利要求1的一种PCTFE改性填充复合材料，其特征在于：所述碳纤维的直径可以为10-30um，所述偶联剂可以是硅烷：结构式r-Si-(OR)，其中：OR为可水解基团--烷氧基，R为有机官能基团。

3.根据权利要求1的一种PCTFE改性填充复合材料的生产方法，其特征在于包括如下步骤：

一、原料混合：将各组份按比例混合搅拌；

二、挤出共混：采用双螺杆挤出机挤出，螺杆试径比为20∶1或22∶1，共混温度控制为：料筒温度125℃-140℃、机头温度145℃150℃；

三、加热塑化：根据型材规格选择相应模具，将共混后的原料称量加入准备好的模具内，然后将模具放入加热设备中在245℃270℃温度下进行热压塑化；

四、冷压定型：原料塑化完全后，移入冷压设备中，按常规冷压定型操作，在出炉的温度下30分钟内稳步加压到冷压额定压力，保压冷却使制品定型；待模具充分冷却后，脱模取出制品。

4.根据权利要求1的一种PCTFE改性填充复合材料，其特征在于：各组份的重量百分比为：

PCTFE聚合物 85％

碳纤维      14.6％

偶联剂      0.4％。

5.根据权利要求4的一种PCTFE改性填充复合材料的生产方法，其特征在于包括如下步骤：

一、原料混合：将各组份按比例混合搅拌；

二、挤出共混：采用双螺杆挤出机挤出，螺杆试径比为20∶1或22∶1；共混温度控制在：料筒温度130℃、机头温度148℃；

三、加热塑化：根据型材规格选择相应模具，将共混后的原料称量加入准备好的模具内，然后将模具放入加热设备中在260℃温度下进行热压塑化；

四、冷压定型：原料塑化完全后，移入冷压设备中，按常规冷压定型操作，在出炉的温度下30分钟内稳步加压到冷压额定压力，保压冷却使制品定型；待模具充分冷却后，脱模取出制品。

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