[发明专利]一种膨体聚四氟乙烯材料及其制备方法

说明书

本发明涉及高分子材料领域，具体而言，涉及一种膨体聚四氟乙烯材料及其制备方法。所述膨体聚四氟乙烯材料，主要由按照质量份数计的以下组分制备得到：膨胀微球5～20份和聚四氟乙烯100～130份。加热可使膨胀微球发生膨化，膨化后的膨胀微球形成中空球体，具有优异的机械强度和压缩回弹性，耐压可达30MPa，将膨胀微球填充到膨体聚四氟乙烯材料中，可以提高膨体聚四氟乙烯材料的压缩回弹性能和抗蠕变性能，同时膨体聚四氟乙烯材料在膨胀微球的膨化作用下受到多方向上的拉伸，实现了膨体聚四氟乙烯材料的三维膨化。

技术领域

本发明涉及高分子材料领域，具体而言，涉及一种膨体聚四氟乙烯材料及其制备方法。

背景技术

膨体聚四氟乙烯材料是一种新型的高性能材料，在化工、航空航天、机械制造、食品医药等行业具有十分广泛的应用。

现有技术通过拉伸(X方向和/或Y方向)工艺制备膨体聚四氟乙烯材料，膨化只能在拉伸的方向上产生，拉伸方向形成“纤维”和“节点”结构赋予材料良好的拉伸强度和抗蠕变性能，同时“纤维”和“节点”组成微孔赋予材料良好的压缩性能和低密度。

目前现有的制备工艺存在以下不足：只能在横向(X方向)和/或纵向(Y方向)拉伸，对于竖向(Z方向)或其他方向不能进行拉伸，材料的性能呈现各向异性；没有能够支撑微孔的结构，导致材料的回弹性不足。

有鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的第一目的在于提供一种膨体聚四氟乙烯材料，所述的膨体聚四氟乙烯材料具有良好的压缩回弹性能、抗蠕变性能、拉伸强度和低密度性。

本发明的第二目的在于提供一种所述的膨体聚四氟乙烯材料的制备方法，该方法工艺简单，能够有效提升膨体聚四氟乙烯材料的各项性能，克服传统工艺造成的膨体聚四氟乙烯材料性能呈现各向异性的问题。

为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：

本发明提供的膨体聚四氟乙烯材料，主要由按照质量份数计的以下组分制备得到：膨胀微球5～20份和聚四氟乙烯100～130份。

本发明提供的膨体聚四氟乙烯材料，通过添加膨胀微球，使得到的膨体聚四氟乙烯材料具有高压缩回弹性和多向膨化的特点，与现有技术中膨体聚四氟乙烯材料相比，强度、压缩回弹性和抗蠕变性进一步提升。

膨胀微球是一种热塑性空心聚合物微球，由热塑性聚合物外壳和封入的液态烷烃气体组成。当加热时，壳内气体压力增加并且热塑性外壳软化，从而使膨胀微球体积显著增加，体积可以膨胀到原来的50倍。当冷却时，膨胀微球外壳再次变硬，体积固定。膨化后的微球具有更低的密度、良好的隔热性能、较高的压缩回弹性、良好的机械强度耐压可达30MPa。

聚四氟乙烯(PTFE)具有优异的耐高温、耐腐蚀、不粘、自润滑、高介电、低摩擦等优异的性能，可制成管、棒、带、板、薄膜等，在性能要求较高的耐腐蚀的管道、容器、泵、阀以及制雷达、高频通讯器材、无线电器材等具有广泛用途的工程塑料。通过特殊工艺制成的膨体聚四氟乙烯不仅具有聚四氟乙烯材料优异的性能，而且进一步增强了聚四氟乙烯的强度、压缩回弹性和蠕变性；是一种新型的高性能材料，在化工、航空航天、机械制造、食品医药等行业具有十分广泛的应用。膨胀微球的加入能够使膨体聚四氟乙烯材料的性能得到显著提升。

其中，按照质量份数计，膨胀微球例如可以为，但不限于5份、6份、8份、10份、12份、14份、16份、18份或20份；优选为，10～15份。聚四氟乙烯例如可以为，但不限于100份、105份、110份、115份、120份、125份或130份；优选为100～120份。