[发明专利]一种改性聚四氟乙烯粉末的制备方法

说明书

本发明公开了一种改性聚四氟乙烯粉末的制备方法，包括：(1)用聚多巴胺对硬质填料粉末进行包覆改性，得到聚多巴胺改性硬质填料粉末；(2)将聚多巴胺改性硬质填料粉末加入去离子水中，再加入黏性生物物质，得到离子化聚多巴胺改性硬质填料的水分散液；(3)将离子化聚多巴胺改性硬质填料的水分散液过滤、干燥得到离子化聚多巴胺改性硬质填料粉末；(4)将离子化聚多巴胺改性硬质填料加入聚四氟乙烯乳液中，得到破乳液；(5)将破乳液过滤并干燥后得到改性聚四氟乙烯粉末。本发明具有工艺简单，产品性能好的优点。

技术领域

本发明属于高分子材料领域，具体涉及一种改性聚四氟乙烯粉末的制备方法。

背景技术

聚四氟乙烯(PTFE)是一种特殊的工程塑料，具有优异的自润滑性能、化学稳定性、良好的耐热性和较低的摩擦系数，但是其硬度低、耐磨性差等缺点限制了其应用。目前，通常采用添加硬质填料的方式来改善PTFE的硬度和摩擦磨损性能。但是，由于PTFE与其他材料的界面相容性差，填料在PTFE中难以分散均匀，从而使得PTFE的力学性能急剧下降，反而影响了PTFE的使用。

如专利CN102604282A采用偶联剂对纳米粒子进行表面改性，将改性后的纳米粒子与PTFE粉末进行物理混合，得到PTFE复合粉体。专利CN1487022A则采用稀土改性剂对玻璃纤维进行表面处理，然后将改性玻璃纤维与PTFE粉料进行机械共混。以上方法虽能改善填料在PTFE中的分散性，但是由于PTFE树脂的特殊性，填料与PTFE之间的界面结合力仍然很弱。同时，以上方法均采用物理混合的方式进行，其混合效果一般，力学性能提高并不理想，并且此方法并不适用于分散PTFE树脂，物理混合易造成分散PTFE树脂纤维化。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种工艺简单，产品性能好的改性聚四氟乙烯粉末的制备方法。

为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：一种改性聚四氟乙烯粉末的制备方法，包括如下步骤：

(1)用聚多巴胺对硬质填料粉末进行包覆改性，得到聚多巴胺改性硬质填料粉末，所述聚多巴胺与硬质填料粉末的质量比为1:2.5～100；

(2)将步骤(1)得到的聚多巴胺改性硬质填料粉末加入去离子水中，再加入黏性生物物质，搅拌下用无机酸调节pH值至2～6，继续搅拌5～50分钟，得到离子化聚多巴胺改性硬质填料的水分散液，所述黏性生物物质与步骤(1)中的硬质填料粉末的质量比为1:50～1000；

(3)将步骤(2)中制备得到的离子化聚多巴胺改性硬质填料的水分散液过滤、干燥得到离子化聚多巴胺改性硬质填料粉末；

(4)将步骤(3)得到的离子化聚多巴胺改性硬质填料粉末加入聚四氟乙烯乳液中，在100～1200rpm转速下搅拌10～60分钟，得到破乳液，所述聚四氟乙烯与步骤(1)中的硬质填料粉末的质量比为2～20:1；

(5)将步骤(4)得到的破乳液过滤并干燥后得到改性聚四氟乙烯粉末。

本发明所述的硬质填料粉末为常见的金属、金属氧化物或无机物填料粉末中的一种或几种，具体实例非限制性地包括：铜粉、铁粉、镁粉、氧化铝粉末、氧化铁粉末、氧化锌粉末、二氧化硅粉末、二氧化钛粉末、炭黑粉末、石墨粉末、玻璃纤维粉末、碳纤维粉末等。本发明的硬质填料粉末均可市售取得，如可采用本领域常规的平均粒径为10纳米～500微米的硬质填料粉末。所述的硬质填料粉末优选为氧化铝粉末、二氧化硅粉末和碳纤维粉末中的一种。

本发明所述的黏性生物物质为多巴或多巴类衍生物，所述的黏性生物物质优选为二羟基苯丙氨酸、二羟基苯丙酸、含羞草氨酸和硝基多巴胺中的一种。

所述的无机酸优选为盐酸、硫酸和硝酸中的一种。

所述步骤(2)中搅拌的时间优选为10～40分钟。