[发明专利]一种金属改性增强型聚四氟乙烯玻璃纤维复合材料的制备方法

说明书

本发明提供了一种金属改性增强型聚四氟乙烯玻纤复合材料的制备方法，属于聚四氟乙烯复合材料技术领域。本发明采用酯化物与金属离子交联得到金属改性酯化物，然后将其与玻璃纤维粉混合熔融，加入偶联剂、分散剂混合、挤出、切粒制得填充功能母粒，将填充功能母粒与聚四氟乙烯混合冷压、烧结制得金属改性增强型聚四氟乙烯玻纤复合材料。本发明采用金属结合玻璃纤维填充改性，制得一种金属改性增强型聚四氟乙烯玻纤复合材料，克服了聚四氟乙烯强度较小、硬度低、磨损率高等缺陷，该复合材料具有优异的耐蚀性、耐候性耐水性，具有良好的综合力学性能，透明性高，在化工、石油、机械、冶金、医药、建筑等多领域都可以广泛的应用。

技术领域

本发明属于聚四氟乙烯复合材料技术领域，具体涉及一种金属改性增强型聚四氟乙烯玻璃纤维复合材料的制备方法。

背景技术

聚四氟乙烯(PTFE)，以碳原子为骨架，氟原子对称而均匀地分布在它的周围，构成严密的屏障，使它具有非常宝贵的综合物理机械性能。聚四氟乙烯对强酸、强碱、强氧化剂有很高的抗蚀性，即使温度较高，也不会发生作用，其耐腐蚀性能甚至超过玻璃、陶瓷、不锈钢以至金、铂，所以，素有“塑料王”之称。聚四氟乙烯因其具有一系列优异的综合性能，宽广的耐高低温(-180～260℃)，高度的化学稳定性，卓越的电绝缘性，理想的耐腐蚀性，异常的自润滑性，长期的耐候性和适中的机械强度等，在化工、石油、机械、矿山、冶金、电子、医药、建筑、交通运输、轻纺、食品等各个行业中广泛运用，并已成为尖端科学和现代工业不可缺少的重要材料之一，也是目前材料学中研究的热点之一。但是PTFE也存在一些不足之处，如：强度较小、硬度低、磨损率高、在外力作用下有较大的粘弹性变形和导热性差等，这些缺点限制了PTFE在实际生产生活中的应用。为了提高PTFE的性能，应对PTFE进行适当增强改性。

无机物和有机物制成复合材料可以使其性能改善，目前市场上，PTFE复合时填料品种很多，能满足使用要求的超过30种。但是复合材料的配方设计关键为选材、搭配、用量、混合等要素，表面看似简单，实则包含了很多内在联系，要想设计一个高性能、易加工、低价格的配方并非易事，故改性PTFE复合材料还有待深入研究。

发明内容

玻璃纤维是一种性能优异的无机非金属材料，成分为二氧化硅、氧化铝、氧化钙、氧化硼、氧化镁、氧化钠等。它是以玻璃球或废旧玻璃为原料经高温熔制、拉丝、络纱、织布等工艺，最后形成各类产品。玻璃纤维单丝的直径从几个微米到二十几个微米，相当于一根头发的1/20-1/5，每束纤维原丝都有数百根甚至上千根单丝组成。玻璃纤维通常作为复合材料中的增强材料，承受外界施加载荷，提高树脂基体的力学性能，还可提高耐热性，降低收缩率，以及赋予一些功能性如磁学、电学等功能。但是采用玻璃纤维对聚四氟乙烯单一改性得到的复合材料往往性能不够，故还需寻找更佳的改性方法。

纤维改性最常见的方法是采用功能性材料对聚合物进行改性。有机酯化物与聚酯等聚合物基体结构类似，相容性好，常被用作功能性改性载体。通过对酯化物进行功能性改性然后再将其与聚酯等聚合物熔融共混实现对聚合物的改性。酯化物由于具有分子结构且可连接功能性粒子的基团多的特点，常被用作金属离子功能性改性的载体。

针对现有技术聚四氟乙烯性能缺陷、加工性不足的问题，本发明提供了一种金属改性增强型聚四氟乙烯玻纤复合材料的制备方法，通过金属和玻纤的协同改性，使得聚四氟乙烯性能进一步改善。

本发明是通过如下技术方案实现的：

一种金属改性增强型聚四氟乙烯玻纤复合材料的制备方法，包括以下步骤：

A、将酯化物与金属离子交联制成金属改性酯化物；

B、将步骤A所得金属改性酯化物与玻璃纤维粉在900-1000℃混合熔融，加入偶联剂、分散剂混合、挤出、切粒得到填充功能母粒；

C、将步骤B所得填充功能母粒与聚四氟乙烯混合冷压、烧结后得到金属改性增强型聚四氟乙烯玻纤复合材料。