一种改性聚四氟乙烯材料及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种改性聚四氟乙烯材料及其制备方法。本发明专利技术提供的改性聚四氟乙烯材料由包含以下质量比组分的原料制得：聚四氟乙烯树脂70％～90％，航空煤油5％～20％，石墨烯微粉1％～8％，助剂2％～20％。本发明专利技术以聚四氟乙烯(即PTFE)树脂、航空煤油、石墨烯微粉和助剂为原料，航空煤油与石墨烯微粉在聚四氟乙烯基体中发挥协同作用，提升了产品的强度、导电性和导热性。

【技术实现步骤摘要】
一种改性聚四氟乙烯材料及其制备方法
本专利技术涉及有机树脂材料
，特别涉及一种改性聚四氟乙烯材料及其制备方法。
技术介绍
聚四氟乙烯(PTFE)是由美国RoyJosephPlunkett博士于1938年专利技术，杜邦公司在1945年注册了商标，同时进行商业化生产。聚四氟乙烯具有优良的化学稳定性、耐腐蚀性、密封性、高润滑不粘性、电绝缘性和良好的抗老化耐力，能在-180℃低温至250℃高温下长期工作，除熔融金属钠和液氟外，能耐受其它各种化学药品，即便在王水中煮沸也不发生变化。由于具有上述诸多优势，聚四氟乙烯类产品已被广泛应用于化工、机械、电子、电器、军工、航天、环保和桥梁等行业。近年来，人们对聚四氟乙烯新材料的研发力度不断加大，许多新的应用领域也被快速拓展，对于一些新的领域，对聚四氟乙烯的性能如强度等也提出了更高要求，因此，开发聚四氟乙烯基材料新品种、提升聚四氟乙烯基材料的强度等性能已成为当前的一个重要研究方向。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种改性聚四氟乙烯材料及其制备方法，本专利技术提供的改性聚四氟乙烯能够大幅提升聚四氟乙烯的强度，同时，还能提高其导电性和导热性。本专利技术提供了一种改性聚四氟乙烯材料，由包含以下质量比组分的原料制得：优选的，所述航空煤油的闪点为38～60℃。优选的，所述石墨烯微粉中，石墨烯片层的厚度≤2nm，石墨烯片层的平均外径为0.5～10μm。优选的，所述助剂选自增韧剂、耐磨剂、助挤剂、抗静电剂和润滑剂中的一种或几种。优选的，各种助剂在原料中的质量比为：本专利技术还提供了一种上述技术方案中所述的改性聚四氟乙烯材料的制备方法，包括以下步骤：a)将聚四氟乙烯树脂、航空煤油、石墨烯微粉和助剂混合和静置处理，得到混合料；b)对所述混合料进行高温压制，得到压制品；所述高温压制的温度≥145℃；c)对所述压制品进行低温压制和干燥除油，得到改性聚四氟乙烯材料；所述低温压制的温度≤50℃。优选的，所述步骤a)中，静置处理为恒温静置处理；所述恒温静置处理的温度为20～50℃，时间为12～24h。优选的，所述步骤b)中，高温压制的温度为145～165℃；高温压制的压力为3～4.5MPa。优选的，所述步骤c)中，低温压制的温度为35～50℃；低温压制的压力为3～6MPa。优选的，所述步骤b)包括：b1)对所述混合料进行预压，得到料坯；b2)对所述料坯进行高温压制，得到压制品；所述预压为恒温预压，预压的温度为30～45℃，预压的压力为0.3～1.5MPa。本专利技术提供了一种改性聚四氟乙烯材料，由包含以下质量比组分的原料制得：聚四氟乙烯树脂70％～90％，航空煤油5％～20％，石墨烯微粉1％～8％，助剂2％～20％。本专利技术以聚四氟乙烯(即PTFE)树脂、航空煤油、石墨烯微粉和助剂为原料，航空煤油与石墨烯微粉在聚四氟乙烯基体中发挥协同作用，提升了产品的强度、导电性和导热性；具体的，航空煤油可渗透到同一组份的颗粒间和不同组分的界面处，产生润滑效果，使石墨烯微粉和助剂形成更加均匀的分散状态，石墨烯微粉和助剂在聚四氟乙烯树脂基体中分散均匀后，相邻颗粒可起到骨架作用，并为电子流通与热量传递提供通道，从而使材料强度提升，并提高材料的导电性和导热性。本专利技术提供的制备方法简单易行，通过静置处理和各压制处理的先后配合，实现材料的逐步致密化，使材料增强，且使颗粒间形成稳定的桥架，起增强作用，并为电子流通与热量传递提供通道，提高材料的导电性和导热性。试验结果表明，本专利技术提供的改性聚四氟乙烯材料的拉伸强度达到30MPa以上，导电系数达到500S/cm以上，导热系数达到0.48W/(m·K)以上，表现出优异的强度性能、导电性及导热性。具体实施方式本专利技术提供了一种改性聚四氟乙烯材料，由包含以下质量比组分的原料制得：本专利技术以聚四氟乙烯(即PTFE)树脂、航空煤油、石墨烯微粉和助剂为原料，航空煤油与石墨烯微粉在聚四氟乙烯基体中发挥协同作用，提升了产品的强度、导电性和导热性；具体的，航空煤油可渗透到同一组份的颗粒间和不同组分的界面处，产生润滑效果，使石墨烯微粉和助剂形成更加均匀的分散状态，石墨烯微粉和助剂在聚四氟乙烯树脂基体中分散均匀后，相邻颗粒可起到骨架作用，并为电子流通与热量传递提供通道，从而使材料强度提升，并提高材料的导电性和导热性。本专利技术中，形成改性聚四氟乙烯材料的原料包括聚四氟乙烯树脂。所述聚四氟乙烯树脂为基体材料，其含量为70％～90％，优选为75％～82％。本专利技术中，所述聚四氟乙烯的数均分子量优选为400万～600万。本专利技术对所述聚四氟乙烯树脂的来源没有特殊限制，为一般市售品即可。本专利技术中，形成改性聚四氟乙烯材料的原料还包括航空煤油。所述航空煤油优选为闪点在38～60℃的航空煤油；若闪点低于38℃，易导致聚四氟乙烯树脂无法得到充分润滑，在后续加工过程中，导致材料产生微裂纹等缺陷，从而显著降低材料的强度等性能，若闪点高于60℃，则其渗透性下降，不能有效进入组分颗粒的界面处，难以使石墨烯微粉和助剂均匀分散于基体中，难以形成稳定桥架和电子热量传输通道，同样会降低材料的强度及导电导热性能。在本专利技术的一些实施例中，所述航空煤油包括D40航空煤油和/或D60航空煤油。本专利技术对所述航空煤油的来源没有特殊限制，为一般市售品即可。本专利技术中，所述航空煤油的含量为5％～20％，若含量低于5％，则无法充分浸润原料颗粒，不能起到良好的润滑效果，易导致产品出现开裂及尺寸偏差增大，若含量高于20％，则不能使石墨烯微粉、助剂与树脂基体形成紧密结合状态，易降低产品强度，同时颗粒间阻力明显减小，具有更强的运动能力，使产品边缘产生波浪形，导致产品结构不稳定。本专利技术中，所述航空煤油的含量优选为14％～18％，在该用量下，能够进一步提升产品强度、导电性和导热性。本专利技术中，形成改性聚四氟乙烯材料的原料还包括石墨烯微粉。所述石墨烯微粉的石墨烯片层在航空煤油浸润的树脂中形成桥架结构，对树脂基体产生增强作用，并为电子流通与热量传递提供通道，提高导电性和导热性。本专利技术中，所述石墨烯微粉中，石墨烯片层的厚度优选为≤2nm，若片层厚度过大，则无法与其它组分间产生良好的表面结合状态，影响产品性能；更优选的，石墨烯片层厚度为1～2nm。本专利技术中，所述石墨烯微粉中，石墨烯片层的平均外径优选为0.5～10μm，若外径过小，则不易与周边片层相连，形成稳定的架桥结构，若外径过大，则会造成片层重叠，不能充分发挥石墨烯片层在PTFE树脂基体中的增强作用。本专利技术对所述石墨烯微粉的来源没有特殊限制，为一般市售品或按照本领域技术人员熟知的制备方法获得即可。本专利技术中，石墨烯微粉的含量为1％～8％，若含量低于1％，则片层颗粒间距过大，无法形成桥架结构，不能实现对整体树脂基体的增强，若含量高于8％，容易出现微粉聚集，会破坏PTFE树脂基体的结构，降低树脂强度。本专利技术中，所述石墨烯微粉的含量优选为1％～5％，在该用量下，能够进一步提升产品强度、导电性和导热性。本专利技术中，形成改性聚四氟乙烯材料的原料还包括助剂，所述助剂的含量为2％～20％，优选为2％～10％。本专利技术中，所述助剂优选为增韧剂、耐磨剂、助挤剂、抗静电剂和润滑剂中的一种或几种，可根据加工和不同领域的特殊功能需求选用上述助剂。在本专利技术的一个实本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种改性聚四氟乙烯材料，其特征在于，由包含以下质量比组分的原料制得：

【技术特征摘要】
1.一种改性聚四氟乙烯材料，其特征在于，由包含以下质量比组分的原料制得：2.根据权利要求1所述的改性聚四氟乙烯材料，其特征在于，所述航空煤油的闪点为38～60℃。3.根据权利要求1所述的改性聚四氟乙烯材料，其特征在于，所述石墨烯微粉中，石墨烯片层的厚度≤2nm，石墨烯片层的平均外径为0.5～10μm。4.根据权利要求1所述的改性聚四氟乙烯材料，其特征在于，所述助剂选自增韧剂、耐磨剂、助挤剂、抗静电剂和润滑剂中的一种或几种。5.根据权利要求4所述的改性聚四氟乙烯材料，其特征在于，各种助剂在原料中的质量比为：6.一种权利要求1～5中任一项所述的改性聚四氟乙烯材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：a)将聚四氟乙烯树脂、航空煤油、石墨烯微粉和助剂混合和静置处理，得到混合料；b)对所述混合料进行高温压制，得到压制品；所述高温压制...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋明泽，李刚，
申请(专利权)人：浙江鸿盛环保科技集团有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33