[发明专利]一种耐磨耐高温材料的制备方法及其在石油钻采密封材料中的应用

说明书

本发明公开了一种耐磨耐高温材料的制备方法及其在石油钻采密封材料中的应用，所述耐磨耐高温材料的制备方法，包括以下步骤，制备混炼胶；将聚四氟乙烯薄膜进行表面活化处理；将混炼胶加入有机溶剂中，并加入酚醛树脂，混合搅拌均匀得胶浆；在经活化处理的聚四氟乙烯薄膜表面均匀涂抹硅烷偶联剂，得硅烷偶联剂层，在硅烷偶联剂层的表面均匀涂抹胶浆，得改性聚四氟乙烯薄膜；将改性聚四氟乙烯薄膜具有胶浆的一面包裹混炼胶，并施压成型，再经加压热硫化处理得所述耐磨耐高温材料；本发明的有益效果为：本发明所述一种耐磨耐高温材料的制备方法，制备的耐磨耐高温材料具有耐磨、抗冲击、耐高温、耐老化、耐腐蚀的性能，可应用于特殊密封领域。

技术领域

本发明涉及耐磨耐高温材料技术领域，具体涉及一种耐磨耐高温材料的制备方法及其在石油钻采密材料中的应用。

背景技术

聚四氟乙烯(PTFE)材料因其具有极好的耐高温、低温性能、优异的耐化学腐蚀性、低摩擦因数等诸多优点，常常用来与其他材料组合并广泛用于生产橡胶密封件、低摩擦阻力减震件，以提高制品的使用寿命和密封性能，因此PTFE/橡胶的粘合性能成了研究的重点。

PTFE结构中碳链被氟原子完全屏蔽，因此具有非常稳定的化学特性，其饱和的氟原子赋予了PTFE极其稳定的惰性，很难与其他材料粘合，而随着工业的发展进步，在PTFE表面处理方面已有很多成熟的方法使其能够进行表面活化，例如萘纳处理液，化学填料融烧处理等。而多种类粘接剂的开发为提高PTFE的粘合强度提供了解决方案，例如无氟粘接环氧树脂类粘接剂，硅树脂粘接剂；含氟粘接偏氟乙烯类聚合物制备的溶剂型粘接剂。

虽然聚四氟乙烯与其他材料的粘接已趋于成熟，但其与橡胶热硫化粘合的报道较少，这两种材料的成型实现与否将会是两种材料能否互相取长补短的关键，也将拓展其应用领域。

发明内容

本发明的目的是提供一种耐磨耐高温材料的制备方法及其在石油钻采密封材料中的应用。

一种耐磨耐高温材料的制备方法，包括以下步骤：

(1)制备混炼胶；

(2)将聚四氟乙烯薄膜进行表面活化处理；本发明所述聚四氟乙烯薄膜活化处理的方式为：将聚四氟乙烯薄膜浸在萘钠处理液中进行活化处理；

(3)将混炼胶加入有机溶剂中，并加入酚醛树脂，混合搅拌均匀得胶浆；

(4)在经活化处理的聚四氟乙烯薄膜表面均匀涂抹硅烷偶联剂，得硅烷偶联剂层，在硅烷偶联剂层的表面均匀涂抹胶浆，得改性聚四氟乙烯薄膜；

(5)将改性聚四氟乙烯薄膜具有胶浆的一面包裹混炼胶，并施压成型，再经加压热硫化处理得所述耐磨耐高温材料。

本发明所述一种耐磨耐高温材料的制备方法，先制备混炼胶，使制得的混炼胶在耐腐蚀性、抗撕裂性和弹性性能方面，相对于生胶具有明显的提高；

因聚四氟乙烯薄膜具有很好的物理性能，抗酸抗碱、抗各种有机溶剂，几乎不溶于所有的溶剂，同时具有耐高温的特点，且摩擦系数极低，但将聚四氟乙烯薄膜与橡胶进行硫化粘合以提高使用性能的研究却比较少。本发明利用硅烷偶联剂与胶浆相结合将混炼胶粘附在聚四氟乙烯薄膜，即用聚四氟乙烯薄膜包裹混炼胶，产生一种耐磨耐高温、耐腐蚀的材料。

因经表面活化处理的聚四氟乙烯薄膜的表面具有一定的活性，将硅烷偶联剂涂抹在其表面后，聚四氟乙烯薄膜表面的活性成分与硅烷偶联剂中的硅原子相缩合，从而使硅原子与聚四氟乙烯薄膜表面紧紧接触；

而在硅烷偶联剂的表面涂抹一层胶浆(胶浆具有很强的粘性，其由混炼胶与酚醛树脂在有机溶剂中反应制得)，这样就使得聚四氟乙烯薄膜的表面具有很强的粘性，即可以将混炼胶牢固地粘附在其表面，而进行加压热硫化处理。

如果不将混炼胶粘附在聚四氟乙烯薄膜的表面，就进行加热热硫化处理，得到的产品很容易开胶，影响其使用性能。