[发明专利]含有碳纳米管的聚四氟乙烯耐磨复合材料

说明书

                         技术领域

本发明涉及聚合物复合材料，尤其是具有高耐磨性能的含有碳纳米管的聚四氟乙烯复合材料。

                         背景技术

聚四氟乙烯具有高的化学稳定性和耐腐蚀性能，在机械、化工等领域具有非常广泛的应用。但是纯的聚四氟乙烯材料存在机械强度和弹性小，以及线膨胀系数随温度升高而增加的缺点。特别是在有负荷和高速运转条件下，其尺寸不稳定，容易产生永久变形。虽然聚四氟乙烯材料本身具有一定的自润滑性能，但是纯聚四氟乙烯材料的耐磨性能较差。这些不足限制了聚四氟乙烯材料在某些领域的应用。

为了提高聚四氟乙烯材料的耐磨性能，以往的技术主要在聚四氟乙烯中填充其他材料制备聚四氟乙烯复合材料。如填充玻璃纤维、碳纤维、石墨、二硫化钼、二硫化钨等，这些填充材料可以在一定程度上降低聚四氟乙烯复合材料的摩擦系数和改善耐磨性能，但这些性能的改善并不是非常理想。

碳纳米管是最典型的一维纳米材料，以其独特的结构具有众有的优异性能。碳纳米管具有超强的力学性能和极高的纵横比，其抗拉强度是钢的100倍，密度仅为钢的1/6～1/7。因此，碳纳米管被认为是复合材料增强相的理想材料。但是迄今为止，利用碳纳米管制备具有极高耐磨性能的聚四氟乙烯复合材料的文献和专利还未见报道。

                         发明内容

本发明的目的研制出一种含有碳纳米管的聚四氟乙烯耐磨复合材料。

本发明采用的技术方案如下：

聚四氟乙烯复合材料中含有碳纳米管，按体积比碳纳米管含量在1％～40％。

所说的碳纳米管为多壁碳纳米管或单壁碳纳米管。

本发明具有的有益的效果是：它采用碳纳米管作为增强材料制备具有极高耐磨性能的聚四氟乙烯复合材料，这种复合材料不仅是一种具有极高耐磨性能的自润滑材料，而且具有良好的力学性能。在机械、化工、航天等工业部门具有广泛的应用。

                         具体实施方式

实施例1

按体积比80％的聚四氟乙烯和20％的多壁碳纳米管充分混合，热压烧结成型。作为对比按同样方法制备了相同比例的含有石墨的聚四氟乙烯复合材料。与不锈钢对磨，在相同摩擦测试条件下，碳纳米管增强聚四氟乙烯复合材料的磨损量是纯聚四氟乙烯材料的1/150；而石墨改性的聚四氟乙烯复合材料的磨损量是纯聚四氟乙烯的1/40。

实施例2

按体积比90％的聚四氟乙烯和10％的单壁碳纳米管充分混合，热压烧结成型。作为对比按同样方法制备了相同比例的含有石墨纤维的聚四氟乙烯复合材料。与不锈钢对磨，在相同摩擦测试条件下，碳纳米管增强聚四氟乙烯复合材料的磨损量是纯聚四氟乙烯材料的1/200；而石墨纤维增强的聚四氟乙烯复合材料的磨损量是纯聚四氟乙烯的1/60。