[发明专利]TiO2-SiC-纤维填充聚四氟乙烯复合材料的制备方法

权利要求书

1.一种TiO₂-SiC-纤维填充聚四氟乙烯复合材料的制备方法，其特征在于，复合材料基体为聚四氟乙烯，填充离子包括纳米二氧化钛、芳纶纤维以及玻璃纤维，其中纳米二氧化钛、芳纶纤维以及玻璃纤维的质量分别占聚四氟乙烯粉末质量的4-5%、6-8%以及4-5%，所述的聚四氟乙烯为150-180目的聚四氟乙烯粉末，所述的纳米二氧化钛粒径为15-30nm，所述的芳纶纤维长度为2-2.5mm、单丝直径8-10μm，所述的玻璃纤维为120-140目的玻璃纤维粉末；所述的纳米二氧化钛需要按照以下方法进行改性：称取1-1.5g硅烷偶联剂混合在80-120g水中；纳米二氧化钛和三乙醇胺按照质量比1：0.5-1混合研磨；称取研磨料15-20g分散到上述含有硅烷偶联剂的水体中，调节PH至8.5-8.8，搅拌3-4小时，然后抽滤、烘干得到改性纳米二氧化钛备用；所述的芳纶纤维需要进行以下预处理：将芳纶纤维在丙酮中浸泡8-10小时，然后分别在水和乙醇中煮沸2-3小时，烘干备用；所述的玻璃纤维需要按照以下方法进行改性：称量1-1.2g 硅烷偶联剂溶解在40-50 ml丙酮中，然后称量3-5g 玻璃纤维置于上述溶液中，在25-30℃温度下搅拌0.5-1小时；然后再70-75℃干燥2-3小时，在110-112℃活化1-1.5小时后备用；复合材料的具体制备步骤如下：

（1）、将改性或预处理后的纳米二氧化钛、芳纶纤维以及玻璃纤维在高速搅拌下混合均匀，然后加入聚四氟乙烯粉末球磨15-20分钟得到混料；

（2）、将混料以6-8MPa/min的速度加压至70-80MPa并恒压30-40分钟冷压成型，再进行烧结固化成型，在180℃以下时升温速率控制为60-70℃/h，200℃以上为50-60℃/h，最后在365-375℃保温4-5小时，然后以50-55℃/h的降温速率降温至200℃，200℃以下降温速率为65-70℃/h，最终降温至室温，将样品打磨加工，即得到聚四氟乙烯复合材料制品。

2.根据权利要求1所述的TiO₂-SiC-纤维填充聚四氟乙烯复合材料的制备方法，其特征在于，所述的填充离子还包括碳化硅，其占聚四氟乙烯粉末质量的3-4%；所述的碳化硅选用平均粒度为15-20μm的α-SiC颗粒，其在步骤（1）中与其他几种填料离子混合。

3.根据权利要求2所述的TiO₂-SiC-纤维填充聚四氟乙烯复合材料的制备方法，其特征在于，所述的α-SiC颗粒混合前需要进行以下预处理：（1）、盐酸酸洗：将SiC颗粒加入到质量分数15-18%的盐酸中，并在28-30℃下浸泡4-5小时，过滤并水洗SiC颗粒至PH为6-7为止，烘干后备用；（2）、高温氧化：将步骤（1）烘干得到的SiC颗粒950-980℃下氧化5小时，冷却后备用；（3）、硝酸盐敏化：将步骤（2）冷却得到的SiC颗粒在质量分数20-22%的硝酸镁溶液中浸泡3小时，然后在3小时内用质量分数10-20%的氨水滴定溶液PH至为9.2为止，过滤并在420℃下烘干备用。

4.根据权利要求1-3任一所述的TiO₂-SiC-纤维填充聚四氟乙烯复合材料的制备方法，其特征在于，所述的纳米二氧化钛改性的硅烷偶联剂是KH-560，所述的玻璃纤维改性的硅烷偶联剂是KH-550。