專利名稱：一種聚四氟乙烯復(fù)合摩擦材料制備裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種聚四氟乙烯復(fù)合摩擦材料制備裝置技術(shù)領(lǐng)域[0001]本實用新型屬于復(fù)合材料制備技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種聚四氟乙烯復(fù)合摩擦材料制備裝置。
背景技術(shù)：
[0002]聚四氟乙烯(PTFE)具有優(yōu)異的化學(xué)穩(wěn)定性、熱穩(wěn)定性、耐輻射性、耐藥品性，優(yōu)良的自潤滑性能和極低的摩擦系數(shù)，以及其他材料所不具備的不粘性。但純PTFE存在機(jī)械加工性能差、熱膨脹系數(shù)大、硬度低、力學(xué)性能差、在較大的載荷下易“冷流”、產(chǎn)生較大粘彈性變形和磨損率高等缺點，限制了其在重載工況下的應(yīng)用。[0003]為了改善PTFE機(jī)械性能和耐磨性能上的不足，采用填充材料對其進(jìn)行改性，并改進(jìn)其模壓成型工藝。PTFE填充改性主要利用填料影響PTFE分子鏈的運(yùn)動，防止PTFE大面積脫落，減小磨損；同時，利用填料和基體的復(fù)合效應(yīng)來提高PTFE的剛度和強(qiáng)度。用于填充改性PTFE的填料分為無機(jī)填料、有機(jī)填料和纖維增強(qiáng)填料等。無機(jī)填料包括二氧化硅(Si02)、二氧化鈦(Ti02)、氧化鋁(A1203)等；有機(jī)填料則有聚醚醚酮(PEEK)、聚酰亞胺(PI)、聚苯硫醚(PPS)等；纖維增強(qiáng)填料包括碳纖維、玻璃纖維、玄武巖纖維等。PTFE成型工藝則主要有四種:高溫模壓成型、冷壓燒結(jié)成型、等離子噴涂成型、分散體涂覆成型，其中冷壓燒結(jié)是最常見的成型工藝，高溫模壓成型則少有報道。[0004]目前，有關(guān)石墨、玻璃纖維、青銅粉等填充改性聚四氟乙烯的應(yīng)用較為廣泛，但是其復(fù)合材料不是耐磨性能不夠理想就是摩擦系數(shù)較大，或是力學(xué)性能不佳，如玻璃纖維大大提高了 PTFE的硬度和耐磨性，但同時增加了材料的摩擦系數(shù)；加入石墨后雖能使摩擦系數(shù)降低，但力學(xué)性能隨之下降；碳纖維增強(qiáng)PTFE復(fù)合材料拉伸強(qiáng)度有大幅度提高，但沖擊強(qiáng)度明顯降低。[0005]申請?zhí)枮?00510095700.4實用新型名稱為高耐磨性聚四氟乙烯復(fù)合材料制備裝置的專利，所述聚四氟乙烯復(fù)合材料由聚四氟乙烯和聚丙烯腈粉末混合后經(jīng)壓制、高溫?zé)Y(jié)成型，組分中可另外加入金屬及金屬氧化物等，它一定程度上增加了 PTFE的分散性和耐磨性，但其中金屬粒子與PTFE缺乏相容性，容易產(chǎn)生分離，而且會對對磨面產(chǎn)生磨損，使材料的摩擦系數(shù)增加。[0006]申請?zhí)枮?01110024820.0的中國實用新型公開了一種聚苯酯和芳綸纖維增強(qiáng)聚四氟乙烯材料改性方法 ,填充材料的組分包括8 28wt%的聚苯酯、I 11￥1:%的石墨、I llwt%的芳綸纖維，其中聚苯酯具有極強(qiáng)的熱穩(wěn)定性、自潤滑性和耐磨性等，在熔融狀態(tài)下易形成微纖，有利于組織PTFE帶狀晶體的脫落，提高其耐磨性能，但會使力學(xué)性能有所下降。[0007]六方氮化硼(HBN)是等電子體，具有類似石墨的層狀結(jié)構(gòu)，有白色石墨之稱。它具有良好的潤滑性、電絕緣性、導(dǎo)熱性、極好的耐沖擊性能、抗腐蝕和機(jī)械加工性能，常用于高溫環(huán)境下的固體潤滑劑。申請?zhí)枮?01010300543.7的中國專利公開了一種炭纖維增強(qiáng)炭和六方氮化硼雙基體摩擦材料的制備方法，所制備的復(fù)合材料具有均勻的組織結(jié)構(gòu)、較高的力學(xué)性能和優(yōu)異的耐磨損性能，但摩擦系數(shù)相對較高。實用新型內(nèi)容[0008]本實用新型提供了一種六方氮化硼填充聚四氟乙烯/聚苯酯復(fù)合摩擦材料制備裝置，旨在解決現(xiàn)有的由聚四氟乙烯構(gòu)成的復(fù)合摩擦材料，力學(xué)性能、機(jī)械性能、承壓性及耐磨性較差，摩擦系數(shù)較高，同時復(fù)合摩擦材料的制備工藝復(fù)雜，生產(chǎn)成本較高的問題。[0009]本實用新型的目的在于提供一種聚四氟乙烯復(fù)合摩擦材料的制備裝置，其特征在于，用于稱量原材料質(zhì)量的感量電子分析天平；[0010]用于浸泡聚四氟乙烯用無水乙醇混料的燒杯、膠頭滴管及攪拌棒；[0011]用于振蕩，攪拌的超聲波清洗機(jī)、高速攪拌機(jī)；[0012]用于烘干的電熱恒溫干燥箱；[0013]用于熱壓燒結(jié)的真空熱壓燒結(jié)爐、專用模具以及脫模劑；以及[0014]用于燒結(jié)后材料脫模的平板硫化機(jī)。[0015]進(jìn)一步，所述制備裝置采用用于稱量原材料質(zhì)量的0.1mg感量電子分析天平。[0016]該制備裝置工藝、結(jié)構(gòu)簡單，操作、控制方便，制備成本低，所制得的聚四氟乙烯復(fù)合材料機(jī)械性能和承載能力明顯加強(qiáng)，摩擦系數(shù)較低，壓縮強(qiáng)度、球壓痕硬度、耐磨性較高。


[0017]圖1是本實用新型實施例提供的聚四氟乙烯復(fù)合摩擦材料制備裝置的結(jié)構(gòu)框圖。
具體實施方式
[0018]為了使本實用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，
以下結(jié)合附圖及實施例，對本實用新型進(jìn)行進(jìn)一步的詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本實用新型，并不用于限定實用新型。[0019]圖1示出了本實用新型實施例提供的聚四氟乙烯復(fù)合摩擦材料的制備裝置的結(jié)構(gòu)。為了便于說明，僅僅示出了相關(guān)部分。[0020]一種聚四氟乙烯復(fù)合摩擦材料的制備裝置，該制備裝置包括:[0021]用于稱量原材料質(zhì)量的感量電子分析天平；[0022]用于浸泡聚四氟乙烯用無水乙醇混料的燒杯、膠頭滴管及攪拌棒；[0023]用于振蕩，攪拌的超聲波清洗機(jī)、高速攪拌機(jī)；[0024]用于烘干的電熱恒溫干燥箱；[0025]用于熱壓燒結(jié)的真空熱壓燒結(jié)爐、專用模具以及脫模劑；以及[0026]用于燒結(jié)后材料脫模的平板硫化機(jī)。[0027]該制備裝置采用用于稱量原材料質(zhì)量的0.1mg感量電子分析天平。[0028]本實用新型具體的應(yīng)用方法如下:[0029](I)濕法混合:將一定質(zhì)量的聚四氟乙烯用無水乙醇浸泡在燒杯中，將一定質(zhì)量的聚對羥基苯甲酸苯酯、六方氮化硼浸泡于該溶液，滴入適量硅烷偶聯(lián)劑，用攪拌棒預(yù)先攪拌均勻；[0030](2)超聲振蕩-高速攪拌:將盛裝在燒杯中的混合物放入超聲波清洗機(jī)進(jìn)行超聲振蕩，同時使用高速攪拌機(jī)進(jìn)行旋流攪拌30min,至完全混合均勻；[0031](3)烘干:將混合均勻的材料放入干燥箱內(nèi)在60 80°C溫度下加熱烘干24 48h，備用；[0032](4)真空熱壓燒結(jié)成型:烘干的材料冷卻后填入模具，對真空熱壓燒結(jié)爐進(jìn)行真空處理，抽至真空度為1.0XlO-3Pa ;在20 30MPa壓力下對模具加壓，保壓5 15min，使壓力傳遞均勻；緩慢卸壓，卸壓完畢，對真空燒結(jié)爐加熱，先以60°C每小時的升溫速度升溫至160°C，再以80°C每小時的升溫速度升溫至327°C，保溫lh，然后升至360 380°C燒結(jié)，保溫3 5h ;停止加熱，自然冷卻到室溫，同時加壓40 60MPa。[0033]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的有益效果是:生產(chǎn)工藝簡單，控制方便，制備成本低，有效提高了 PTFE復(fù)合材料的機(jī)械性能和承載能力，使其保持較低的摩擦系數(shù)，同時壓縮強(qiáng)度，球壓痕硬度，耐磨性等方面都有非常明顯的提升，可應(yīng)用于鐵路貨車轉(zhuǎn)向架心盤、平面滑動回轉(zhuǎn)支承等承載力高無油潤滑的工程和運(yùn)輸領(lǐng)域。[0034]制備方法實施例如下:[0035]實施例1:取75%的聚四氟乙烯用無水乙醇浸泡在燒杯中，將20%的聚對羥基苯甲酸苯酯和5%的六方氮化硼浸泡于該溶液，放入超聲波清洗機(jī)進(jìn)行超聲振蕩，同時使用高速攪拌機(jī)進(jìn)行旋流攪拌30min，至完全混合均勻；將混合均勻的材料放入干燥箱內(nèi)在60 80°C溫度下加熱烘干24 48h，冷卻后填入模具，將真空熱壓燒結(jié)爐抽至真空度為1.0X KT3Pa ;對模具加壓20 30MPa，保壓5 15min ;緩慢卸壓，先以60°C每小時的升溫速度升溫至160°C，再以80°C每小時的升溫速度升溫至327°C，保溫lh，然后升至360 380°C燒結(jié)，保溫3 5h ;停止加熱，自然冷卻到室溫，同時加壓40 60MPa。[0036]實施例2:取70%的聚四氟乙烯用無水乙醇浸泡在燒杯中，將20%的聚對羥基苯甲酸苯酯和10%的六方氮化硼浸泡于該溶液，放入超聲波清洗機(jī)進(jìn)行超聲振蕩，同時使用高速攪拌機(jī)進(jìn)行旋流攪拌30min，至完全混合均勻；將混合均勻的材料放入干燥箱內(nèi)在60 80°C溫度下加熱烘干24 48h，冷卻后填入模具，將真空熱壓燒結(jié)爐抽至真空度為1.0X KT3Pa ;對模具加壓20 30MPa，保壓5 15min ;緩慢卸壓，先以60°C每小時的升溫速度升溫至160°C，再以80°C每小時的升溫速度升溫至327°C，保溫lh，然后升至360 380°C燒結(jié)，保溫3 5h ;停止加熱，自然冷卻到室溫，同時加壓40 60MPa。[0037]實施例3:取65%的聚四氟乙烯用無水乙醇浸泡在燒杯中，將20%的聚對羥基苯甲酸苯酯和15%的六方氮化硼浸泡于該溶液，放入超聲波清洗機(jī)進(jìn)行超聲振蕩，同時使用高速攪拌機(jī)進(jìn)行旋流攪拌30min，至完全混合均勻；將混合均勻的材料放入干燥箱內(nèi)在60 80°C溫度下加熱烘干24 48h，冷卻后填入模具，將真空熱壓燒結(jié)爐抽至真空度為1.0X KT3Pa ;對模具加壓20 30MPa，保壓5 15min ;緩慢卸壓，先以60°C每小時的升溫速度升溫至160°C，再以80°C每小時的升溫速度升溫至327°C，保溫lh，然后升至360 380°C燒結(jié)，保溫3 5h ;停止加熱，自然冷卻到室溫，同時加壓40 60MPa。[0038]實施例4:取60%的聚四氟乙烯用無水乙醇浸泡在燒杯中，將20%的聚對羥基苯甲酸苯酯和20%的六方氮化硼浸泡于該溶液，放入超聲波清洗機(jī)進(jìn)行超聲振蕩，同時使用高速攪拌機(jī)進(jìn)行旋流攪拌30min，至完全混合均勻；將混合均勻的材料放入干燥箱內(nèi)在60 80°C溫度下加熱烘干24 48h，冷卻后填入模具，將真空熱壓燒結(jié)爐抽至真空度為1.0X KT3Pa ;對模具加壓20 30MPa，保壓5 15min ;緩慢卸壓，先以60°C每小時的升溫速度升溫至160°C，再以80°C每小時的升溫速度升溫至327°C，保溫lh，然后升至360 380°C燒結(jié)，保溫3 5h ;停止加熱，自然冷卻到室溫，同時加壓40 60MPa。[0039]以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種聚四氟乙烯復(fù)合摩擦材料的制備裝置，其特征在于，該制備裝置包括: 用于稱量原材料質(zhì)量的感量電子分析天平； 用于浸泡聚四氟乙烯用無水乙醇混料的燒杯、膠頭滴管及攪拌棒； 用于振蕩，攪拌的超聲波清洗機(jī)、高速攪拌機(jī)； 用于烘干的電熱恒溫干燥箱； 用于熱壓燒結(jié)的真空熱壓燒結(jié)爐、專用模具以及脫模劑；以及 用于燒結(jié)后材料脫模的平板硫化機(jī)。
2.如權(quán)利要求1所述的制備裝置，其特征在于，所述制備裝置采用用于稱量原材料質(zhì)量的0.1mg感量電子分析天平。
專利摘要本實用新型公開了一種聚四氟乙烯復(fù)合摩擦材料制備裝置，包括用于稱量原材料質(zhì)量的感量電子分析天平；用于浸泡聚四氟乙烯用無水乙醇混料的燒杯、膠頭滴管及攪拌棒；用于振蕩，攪拌的超聲波清洗機(jī)、高速攪拌機(jī)；用于烘干的電熱恒溫干燥箱；用于熱壓燒結(jié)的真空熱壓燒結(jié)爐、專用模具以及脫模劑；用于燒結(jié)后材料脫模的平板硫化機(jī)。該制備裝置工藝、結(jié)構(gòu)簡單，操作、控制方便，制備成本低，所制得的聚四氟乙烯復(fù)合材料機(jī)械性能和承載能力明顯加強(qiáng)，摩擦系數(shù)較低，壓縮強(qiáng)度、球壓痕硬度、耐磨性較高。
文檔編號C08J5/14GK202968446SQ20122059685
公開日2013年6月5日 申請日期2012年11月5日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月5日
發(fā)明者潘力, 王世博, 滕兵, 李倩 申請人:中國礦業(yè)大學(xué)