[发明专利]耐高温高温区密封条PTFE树脂复合材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及新能源汽车上的空气涡旋压缩机用耐高温高温区密封条PTFE树脂复合材料及其制备方法，属于复合材料领域。

背景技术

聚四氟乙烯（ PTFE）是一种综合性能优秀的聚合物材料，有极好的耐高低温性和耐化学腐蚀性，且介电性能优良，摩擦系数极小热稳定性好，可在-260℃~260℃长期使用，但是纯PTFE具有冷流性，尺寸稳定性差，介电强度低，磨损大等缺点。

新能源汽车上一般使用空气涡旋压缩机为车辆的制动系统、开关门结构等提供压缩空气。空气涡旋压缩机是对空气进行压缩获得高压气体的压缩机，其高温区密封条需要长期在高温条件下工作且不产生形变，因此需要使用能长期耐高温的材料制成。

发明内容

本发明的目的是提供一种耐高温高温区密封条PTFE树脂复合材料，具有高导热性和高导电性。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案为：一种耐高温高温区密封条PTFE树脂复合材料，其特征在于：按质量百分比由以下组分构成：

碳纤维：9-14%

铜粉：6-15%

改性蒙脱土：3-10%

余量为 PTFE，所述改性蒙脱土为钠基蒙脱土经乙烯苄基二甲基十八烷基氯化铵改性而成。优选的，所述碳纤维先经酸化处理。

优选的，所述铜粉粒径为800-1000目。

本发明还公开了上述耐高温高温区密封条的制备方法，其步骤包括：

（1）、将乙烯苄基二甲基十八烷基氯化铵加入乙醇中，制成乙醇溶液，将钠基蒙脱土加入乙醇中，搅拌制成质量分数5%的蒙脱土乙醇悬浮液，两种溶液混合，控制乙烯苄基二甲基十八烷基氯化铵与钠基蒙脱土的质量比在0.2-0.6:1，搅拌24h以上，静置，获取沉淀，洗涤后研磨成300目以下细粉；

（2）、碳纤维加入酸液中升温搅拌后抽滤，得到酸化的碳纤维；

（3）、将步骤（1）（2）得到的产物与铜粉、聚四氟乙烯粉末加入到有机溶剂中并搅拌，直至混合均匀；

（4）、将步骤（3）获得混合液注入密封条模具中，冷压成型后高温烧结，得到耐高温高温区密封条。

优选的，所述酸液为浓硫酸或浓硝酸。

优选的，所述有机溶剂为N-甲基吡咯烷酮。

优选的，步骤（4）中烧结温度为400-420℃，烧结压力为10-20MPa。

本发明中，加入碳纤维可以增加材料的拉伸、压缩以及弯曲模量，降低热膨胀系数，减小温度升高后膨胀导致的泄漏隐患；同时还可以减小蠕变，增加硬度，提高材料的耐热性出。铜粉加入有利于减少材料的磨损，减小蠕变，减小载荷下的变形，增加热PTFE复合材料的热稳定性和导电性能。改性蒙脱土可以在PTFE中形成均匀的纳米级分散，使复合材料具有更好的耐热稳定性。用本发明材料制得的新能源汽车上的空气涡旋压缩机用耐高温高温区密封条可在300℃环境下长期使用而不产生形变。

具体实施方式

实施例1-3

本空气涡旋压缩机用耐高温高温区密封条的制备方法，其步骤包括：

（1）、将乙烯苄基二甲基十八烷基氯化铵加入乙醇中，制成乙醇溶液，将钠基蒙脱土加入乙醇中，搅拌制成质量分数5%的蒙脱土乙醇悬浮液，两种溶液混合，控制乙烯苄基二甲基十八烷基氯化铵与钠基蒙脱土的质量比在0.2-0.6:1，搅拌24h以上，静置，获取沉淀，洗涤后研磨成300目以下细粉；

（2）、碳纤维加入酸液中升温搅拌后抽滤，得到酸化的碳纤维；

（3）、将步骤（1）（2）得到的产物与铜粉、聚四氟乙烯粉末加入到有机溶剂中并搅拌，直至混合均匀；

（4）、将步骤（3）获得混合液注入密封条模具中，冷压成型后高温烧结，得到空气涡旋压缩机用耐高温高温区密封条。

对制得的空气涡旋压缩机用耐高温高温区密封条进行性能测试，测试结果见表2。

表1 实施例1-3的组分表

表2 实施例1-4密封条性能测试

注：弯曲强度采用GB/T9341标准测试，拉伸强度采用GB/T1040标准测试，采用热重分析仪对密封条在空气氛围中进行热失重，测定温度范围：室温～750℃；升温速率10℃/10min，密封条材料用量：20mg。