CN105038048A - 一种增强ptfe及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种增强PTFE及其制备方法，原料为：PTFE、玻璃纤维、碳纤维、POM、海泡石纤维、2-甲基咪唑、镁盐晶须、钛酸酯偶联剂、三氧化二铝和ABS；产品摩擦系数0.05-0.25，磨痕宽度最小，横向收缩率0.8-1.2%，纵向收缩率0.6-1%，收缩比0.6-1，热变形温度260-280℃；拉伸强度20-60MPa，冲击强度70-110kJ/m2，断裂伸长率8-12%；弯曲强度30-70MPa，杨氏模量6.5-8.5GPa，邵氏硬度62-66D。
Description
技术领域
本发明涉及塑料技术领域，尤其涉及一种增强PTFE及其制备方法。
背景技术
塑料粒子，是塑料颗粒的俗称，是塑料以半成品形态进行储存、运输和加工成型的原料。塑料是一类高分子材料，以石油为原料可以制得乙烯、丙烯、氯乙烯、苯乙烯等，这些物质的分子在一定条件下能相互反应生成分子量很大的化合物，即高分子。
聚丙烯最突出的性质是多面性，它能适合于许多加工方法和用途。它的价值和多面性主要来自与优良的耐化学品性能、在宗的热塑性塑料中中最低的密度和最高的熔点、适中的成本。
塑料是石油的衍生物，塑料的市场价格取决于市场的供需平衡。中国的塑料市场有塑料正牌料，副牌料，再生塑料构成，国际的市场变化对国内影响不是很大，很多低廉的废塑料从国外进口过来，延缓了国际原油价格变动对我国市场的影响。不过国际油价的涨跌肯定有影响的，废塑料价格也在涨跌。
聚乙烯，聚丙烯，聚氯乙烯，聚苯乙烯，我们通常使用的塑料就是由上述四种高分子组成的材料(聚乙烯，聚丙烯薄膜抖动时声音发脆；而聚氯乙烯薄膜则较柔软，抖动时无发脆声音；发泡塑料一般是聚苯乙烯，燃烧时有浓烟)。从上世纪六十年代始，塑料进入广泛实用阶段，由于塑料具有很多优点：它取材容易，价格低廉、加工方便，质地轻巧，因此塑料一问世，便深受世界欢迎，它迅速渗入到社会生活的方方面面，塑料被制成碗、杯、袋、盆、桶、管等，塑料被列为20世纪最伟大的发明之一、塑料的普及被誉为白色革命。随着塑料产量不断增大，成本越来越低，我们用过的大量农用薄膜，包装用的塑料袋和一次性塑料餐具在使用后被抛弃在环境中、给景观和环境带来很大破坏。由于塑料包装物大多呈白色，它们造成的环境污染被称为白色污染。
聚四氟乙烯，一般称作“不粘涂层”或“易清洁物料。这种材料具有抗酸抗碱、抗各种有机溶剂的特点，几乎不溶于所有的溶剂。同时，聚四氟乙烯具有耐高温的特点，它的摩擦系数极低，所以可作润滑作用之余，亦成为了易清洁水管内层的理想涂料。
PTFE之所以难粘,主要有下面几个原因：第一，表面能低，临界表面张力一般只有31～34达因/厘米。由于表面能低，接触角大，胶粘剂不能充分润湿PTFE，从而不能很好粘附在PTFE上；第二，结晶度大，化学稳定性好，PTFE的溶胀和溶解都要比非结晶高分子困难，当胶粘剂涂在PTFE表面，很难发生高聚物分子链成链域互相扩散和缠结，不能形成较强的粘附力；第三，PTFE结构高度对称，也是属于非极性高分子。而胶粘剂吸附在PTFE表面是由范德华力(分子间作用力)所引起的，范德华力包括取向力、诱导力和色散力。对于非极性高分子材料表面,不具备形成取向力和诱导力的条件，而只能形成较弱的色散力，因而粘附性能较差。
发明内容
本发明提供一种拉伸强度高、弯曲强度高、冲击强度高且断裂伸长率高的增强PTFE及其制备方法，解决现有塑料粒子拉伸强度低和弯曲强度低等技术问题。
本发明采用以下技术方案：一种增强PTFE，其原料按质量份数配比如下：PTFE100份，玻璃纤维10-30份，碳纤维5-25份，POM40-80份，海泡石纤维1-20份，2-甲基咪唑5-25份，镁盐晶须15-55份，钛酸酯偶联剂4-8份，三氧化二铝20-40份，ABS15-35份。
作为本发明的一种优选技术方案：所述增强PTFE的原料按质量份数配比如下：PTFE100份，玻璃纤维15份，碳纤维10份，POM50份，海泡石纤维5份，2-甲基咪唑10份，镁盐晶须25份，钛酸酯偶联剂5份，三氧化二铝25份，ABS20份。
作为本发明的一种优选技术方案：所述增强PTFE的原料按质量份数配比如下：PTFE100份，玻璃纤维25份，碳纤维20份，POM70份，海泡石纤维15份，2-甲基咪唑20份，镁盐晶须45份，钛酸酯偶联剂7份，三氧化二铝35份，ABS30份。
作为本发明的一种优选技术方案：所述增强PTFE的原料按质量份数配比如下：PTFE100份，玻璃纤维20份，碳纤维15份，POM60份，海泡石纤维10份，2-甲基咪唑15份，镁盐晶须35份，钛酸酯偶联剂6份，三氧化二铝30份，ABS25份。
一种制备所述的增强PTFE的方法，步骤为：
第一步：按照质量份数配比称取PTFE、玻璃纤维、碳纤维、POM、海泡石纤维、2-甲基咪唑、镁盐晶须、钛酸酯偶联剂、三氧化二铝和ABS；
第二步：将玻璃纤维和钛酸酯偶联剂投入反应釜中混合25-45min，加入PTFE、碳纤维、POM和2-甲基咪唑，升温至60-80℃，以160-200r/min速度混合40-60min；
第三步：加入海泡石纤维、镁盐晶须、钛酸酯偶联剂、三氧化二铝和ABS，混合均匀后投入双螺杆挤出机，升温至210-230℃下挤出造粒。
有益效果
本发明所述一种增强PTFE及其制备方法采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：1、产品摩擦系数0.05-0.25，磨痕宽度最小，横向收缩率0.8-1.2%，纵向收缩率0.6-1%，收缩比0.6-1，热变形温度260-280℃；2、拉伸强度20-60MPa，冲击强度70-110kJ/m2，断裂伸长率8-12%；3、弯曲强度30-70MPa，杨氏模量6.5-8.5GPa，邵氏硬度62-66D，制备方法简单，原料简单易得，可以广泛生产并不断代替现有材料。
具体实施方式
以下结合实例对本发明作进一步的描述，实施例仅用于对本发明进行说明，并不构成对权利要求范围的限制，本领域技术人员可以想到的其他替代手段，均在本发明权利要求范围内。
实施例1：
第一步：按照质量份数配比称取PTFE100份，玻璃纤维10份，碳纤维5份，POM40份，海泡石纤维1份，2-甲基咪唑5份，镁盐晶须15份，钛酸酯偶联剂4份，三氧化二铝20份，ABS15份。
第二步：将玻璃纤维和钛酸酯偶联剂投入反应釜中混合25min，加入PTFE、碳纤维、POM和2-甲基咪唑，升温至60℃，以160r/min速度混合40min。
第三步：加入海泡石纤维、镁盐晶须、钛酸酯偶联剂、三氧化二铝和ABS，混合均匀后投入双螺杆挤出机，升温至210℃下挤出造粒。
产品摩擦系数0.25，磨痕宽度最小，横向收缩率0.8%，纵向收缩率0.6%，收缩比0.6，热变形温度260℃；拉伸强度20MPa，冲击强度70kJ/m2，断裂伸长率8%；弯曲强度30MPa，杨氏模量6.5GPa，邵氏硬度62D。
实施例2：
第一步：按照质量份数配比称取PTFE100份，玻璃纤维30份，碳纤维25份，POM80份，海泡石纤维20份，2-甲基咪唑25份，镁盐晶须55份，钛酸酯偶联剂8份，三氧化二铝40份，ABS35份。
第二步：将玻璃纤维和钛酸酯偶联剂投入反应釜中混合45min，加入PTFE、碳纤维、POM和2-甲基咪唑，升温至80℃，以200r/min速度混合60min。
第三步：加入海泡石纤维、镁盐晶须、钛酸酯偶联剂、三氧化二铝和ABS，混合均匀后投入双螺杆挤出机，升温至230℃下挤出造粒。
产品摩擦系数0.2，磨痕宽度最小，横向收缩率0.9%，纵向收缩率0.7%，收缩比0.7，热变形温度265℃；拉伸强度30MPa，冲击强度80kJ/m2，断裂伸长率9%；弯曲强度40MPa，杨氏模量7GPa，邵氏硬度63D。
实施例3：
第一步：按照质量份数配比称取PTFE100份，玻璃纤维15份，碳纤维10份，POM50份，海泡石纤维5份，2-甲基咪唑10份，镁盐晶须25份，钛酸酯偶联剂5份，三氧化二铝25份，ABS20份。
第二步：将玻璃纤维和钛酸酯偶联剂投入反应釜中混合25min，加入PTFE、碳纤维、POM和2-甲基咪唑，升温至60℃，以160r/min速度混合40min。
第三步：加入海泡石纤维、镁盐晶须、钛酸酯偶联剂、三氧化二铝和ABS，混合均匀后投入双螺杆挤出机，升温至230℃下挤出造粒。
产品摩擦系数0.15，磨痕宽度最小，横向收缩率1%，纵向收缩率0.8%，收缩比0.8，热变形温度270℃；拉伸强度40MPa，冲击强度90kJ/m2，断裂伸长率10%；弯曲强度50MPa，杨氏模量7.5GPa，邵氏硬度64D。
实施例4：
第一步：按照质量份数配比称取PTFE100份，玻璃纤维25份，碳纤维20份，POM70份，海泡石纤维15份，2-甲基咪唑20份，镁盐晶须45份，钛酸酯偶联剂7份，三氧化二铝35份，ABS30份。
第二步：将玻璃纤维和钛酸酯偶联剂投入反应釜中混合45min，加入PTFE、碳纤维、POM和2-甲基咪唑，升温至80℃，以200r/min速度混合60min。
第三步：加入海泡石纤维、镁盐晶须、钛酸酯偶联剂、三氧化二铝和ABS，混合均匀后投入双螺杆挤出机，升温至230℃下挤出造粒。
产品摩擦系数0.1，磨痕宽度最小，横向收缩率1.1%，纵向收缩率0.9%，收缩比0.9，热变形温度275℃；拉伸强度50MPa，冲击强度100kJ/m2，断裂伸长率11%；弯曲强度60MPa，杨氏模量8GPa，邵氏硬度65D。
实施例5：
第一步：按照质量份数配比称取PTFE100份，玻璃纤维20份，碳纤维15份，POM60份，海泡石纤维10份，2-甲基咪唑15份，镁盐晶须35份，钛酸酯偶联剂6份，三氧化二铝30份，ABS25份。
第二步：将玻璃纤维和钛酸酯偶联剂投入反应釜中混合35min，加入PTFE、碳纤维、POM和2-甲基咪唑，升温至70℃，以180r/min速度混合50min。
第三步：加入海泡石纤维、镁盐晶须、钛酸酯偶联剂、三氧化二铝和ABS，混合均匀后投入双螺杆挤出机，升温至220℃下挤出造粒。
产品摩擦系数0.05，磨痕宽度最小，横向收缩率1.2%，纵向收缩率1%，收缩比1，热变形温度280℃；拉伸强度60MPa，冲击强度110kJ/m2，断裂伸长率12%；弯曲强度70MPa，杨氏模量8.5GPa，邵氏硬度66D。
Claims (5)
1.一种增强PTFE，其特征在于，所述增强PTFE的原料按质量份数配比如下：PTFE100份，玻璃纤维10-30份，碳纤维5-25份，POM40-80份，海泡石纤维1-20份，2-甲基咪唑5-25份，镁盐晶须15-55份，钛酸酯偶联剂4-8份，三氧化二铝20-40份，ABS15-35份。
2.根据权利要求1所述的一种增强PTFE，其特征在于，所述增强PTFE的原料按质量份数配比如下：PTFE100份，玻璃纤维15份，碳纤维10份，POM50份，海泡石纤维5份，2-甲基咪唑10份，镁盐晶须25份，钛酸酯偶联剂5份，三氧化二铝25份，ABS20份。
3.根据权利要求1所述的一种增强PTFE，其特征在于，所述增强PTFE的原料按质量份数配比如下：PTFE100份，玻璃纤维25份，碳纤维20份，POM70份，海泡石纤维15份，2-甲基咪唑20份，镁盐晶须45份，钛酸酯偶联剂7份，三氧化二铝35份，ABS30份。
4.根据权利要求1所述的一种增强PTFE，其特征在于：所述增强PTFE的原料按质量份数配比如下：PTFE100份，玻璃纤维20份，碳纤维15份，POM60份，海泡石纤维10份，2-甲基咪唑15份，镁盐晶须35份，钛酸酯偶联剂6份，三氧化二铝30份，ABS25份。
5.一种制作权利要求1所述的增强PTFE的方法，其特征在于，包括如下步骤：
第一步：按照质量份数配比称取PTFE、玻璃纤维、碳纤维、POM、海泡石纤维、2-甲基咪唑、镁盐晶须、钛酸酯偶联剂、三氧化二铝和ABS；
第二步：将玻璃纤维和钛酸酯偶联剂投入反应釜中混合25-45min，加入PTFE、碳纤维、POM和2-甲基咪唑，升温至60-80℃，以160-200r/min速度混合40-60min；
第三步：加入海泡石纤维、镁盐晶须、钛酸酯偶联剂、三氧化二铝和ABS，混合均匀后投入双螺杆挤出机，升温至210-230℃下挤出造粒。
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