[发明专利]一种改性聚四氟乙烯树脂的承压耐磨材料

说明书

技术领域

本发明涉及一种耐磨材料，具体地说，涉及一种改性聚四氟乙烯树脂的承压耐磨材料。

背景技术

聚四氟乙烯（PTFE）的耐磨性、耐低温性、耐药品性及电气性能居各塑料之首，并具有优异的不粘性与自润滑性，是摩擦因数最低的树脂。但其耐磨性、压缩强度、耐冷流性、硬度等机械性能不够好。目前，国内的耐磨材料主要包括酚醛树脂、玻璃纤维、二硫化钼，碳纤维等，但这些材料最大的缺陷是对磨损耗严重。传统的方法多采用添加玻璃纤维、石墨、二硫化钼等无机填料对聚四氟乙烯进行改性，但这种材料的磨耗较大，使用寿命短，容易对对磨偶件造成磨损，且存在机械加工性能差的缺点。

聚苯酯(POB)，是聚对羟基苯甲酸酯的简称。聚苯酯由对氧苯甲酰为重复结构单元组成的线型全芳族结晶性高聚物，其分子主链含对氧苯甲酰重复结构单元，由对羟基苯甲酸苯酯缩聚而成，是一种耐高温特种工程树脂。聚苯酯是浅黄到褐黄色粉末，可耐除热的浓碱和强氧化性浓酸以外的任何有机溶剂，有独特的耐磨自润滑性能。将聚苯酯填充聚四氟乙烯树脂材料后得到的材料虽然具有防腐蚀性，耐磨性较好的优点，但承压性不好，硬度不高，容易变形。

因此迫切需要一种防腐蚀性能好，耐磨，承压能力强，不易变形的材料用于制作机床导轨。

发明内容

本发明的目的是提供一种改性聚四氟乙烯树脂的承压耐磨材料，以克服现有技术的不足。

为了实现本发明目的，本发明的一种改性聚四氟乙烯树脂的承压耐磨材料，其是将聚苯酯和无机填料加入到聚四氟乙烯树脂中，混合均匀后，通过冷压烧结或热压烧结而制成。

前述的承压耐磨材料，所述无机填料为青铜粉和玻纤粉。

本发明提供的承压耐磨材料，其由以下组分的重量百分比组成，青铜粉5%~20%，玻纤粉5%~15%，聚苯酯15%~40%，聚四氟乙烯树脂的重量百分比为25%~75%。

优选地，本发明提供的承压耐磨材料由以下组分的重量百分比组成，青铜粉18%，玻纤粉10%，聚苯酯22%，聚四氟乙烯树脂的重量百分比为50%。

其中，青铜粉的粉末粒径为18-22μm，玻纤粉的粒径为21-25μm，聚苯酯粒径为16-20μm，聚四氟乙烯树脂粒径为20-25μm。

优选地，青铜粉的粉末粒径为20μm，玻纤粉的粒径为23μm，聚苯酯粒径为18μm，聚四氟乙烯树脂粒径为22μm。

本发明使用的聚苯酯其热失重均在1.8%以下。本发明实施例中使用的聚四氟乙烯树脂，其分子量为150万~1000万，树脂的拉伸强度大于30Mpa，断裂伸长率大于300%。

本发明提供了上述承压耐磨材料在制作机床导轨中的应用。

本发明提供了一种制备上述承压耐磨材料的方法，包括步骤：

冷压烧结是先将青铜粉、玻纤粉、聚苯酯和聚四氟乙烯树脂的混合物均匀地加入模具内，在常温下施加50~100MPa的压力使之成为密实的预成型品，然后将预成型品加热至360~380℃，并在此温度保持2~10h，然后经过冷却，得到所需规格尺寸的制品。

热压烧结是将正在烧结的预成型品迅速放入预热至360~380℃的模具中，然后一边加压一边水冷或空气冷却；也可以把预成型品连模具一起放入烧结炉中升温烧结，从炉中取出后立即加压冷却。

本发明以聚苯酯和无机填料青铜粉和玻纤粉为改性剂，由于聚苯酯具有高度的自润滑性，可解决普通的填充四氟乙烯所存在的磨耗较大，尤其是对对磨偶件有较大损伤等问题；无机填料可提高材料的承压性能。本发明的材料可作为极其苛刻条件下，如高温、高压、无油润滑、腐蚀等使用的零部件。

本发明改性聚四氟乙烯树脂的承压耐磨材料具有极小的平均磨耗系数，该材料最大的特点是耐磨耗和承压能力强，不损伤对磨偶件，压缩强度高，不易变形，可广泛用于机械、航空、航天、电子、电气等工业领域，应用前景十分广阔。

具体实施方式

以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。若未特别说明，以下实施例所述的百分比均为质量百分比。

以下各实施例中聚苯酯，树脂的热失重均在1.8%以下，购自中昊晨光化工研究院，产品牌号CGZ351，聚四氟乙烯树脂，树脂的分子量为150万~1000万，测试方法为美国标准，使用差动量热分析仪测定；树脂的拉伸强度大于30Mpa，断裂伸长率大于300%，测试方法为GBT1040。购自中昊晨光化工研究院，产品牌号CGM021，青铜粉购自上海脉达金属粉末材料有限公司；玻纤粉购自四川德阳玻纤厂。

实施例1改性聚四氟乙烯树脂的承压耐磨材料的制备（1）