[发明专利]改性聚四氟乙烯复合材料及其制备方法和密封元件

说明书

本发明涉及一种改性聚四氟乙烯复合材料的制备方法，包括，将混合粉体进行压制和烧结；以重量份计，所述混合粉体包括以下重量百分含量的组分：聚四氟乙烯57%~85%，聚苯酯8%~18%，聚醚醚酮5%~20%，聚酰胺酰亚胺2%~5%。本发明还涉及根据所述改性聚四氟乙烯复合材料的制备方法制备得到的改性聚四氟乙烯复合材料。本发明进一步涉及，由所述改性聚四氟乙烯复合材料制成的航空发动机用密封件。

技术领域

本发明涉及摩擦材料技术领域，特别是涉及一种改性聚四氟乙烯复合材料及其制备方法和密封元件。

背景技术

聚四氟乙烯（PTFE）作为一种特种工程塑料在诸多领域应用广泛，其具有良好的抗酸碱抗溶剂、耐高低温耐气候的特点，最重要的是，相比于其他材料，PTFE的摩擦系数低，具有优异的自润滑性能和化学稳定性，是一种良好的密封材料，尤其是制作航空发动机用密封件的理想材料。航空发动机用密封件主要应用在液压系统上，在液压系统中主要起到保护、润滑、耐磨的作用。密封元件在航空发动机的相关机械设备中充当着至关重要的角色，应用在液压系统上的密封元件经常需要承受极端的压力、负载和温度，但PTFE耐磨性差，易损耗、服役寿命短，如果这些密封元件出现任何形式的失效，都将影响液压系统的正常工作甚至是严重破坏，例如一旦漏油将对航空发动机带来巨大伤害。因此 ，需要对PTFE材料进行改性。

目前在科学界和工程界对于PTFE的摩擦学改性方式主要有三种：填充改性、共混改性和表面改性，其中最为常用的方式为填充改性，改性成本低、技术也相对成熟。经过对PTFE的填充改性，其耐磨性可以得到一定提升，但力学性能往往会下降。而针对航空发动机用密封件PTFE材料的改性，现有的增强填料有两类：一类如玻璃纤维、碳纤维、金属微粒或陶瓷微粒等高模量填料，这类填料普遍存在硬度、模量过高的问题，一旦被磨出会对液压机构进行反噬，从而导致了活塞/活塞杆的磨损，进而对航空发动机带来了更大的危害；另一类为有色润滑填料，如石墨、石墨烯、碳纳米管等碳系材料，一旦被磨出会污染航空机油，从而造成发动机环境的污染。

发明内容

基于此，有必要提供能够一种耐磨性能更好，尤其是在高温环境下具有更优耐磨性能的改性聚四氟乙烯复合材料及其制备方法和密封元件。

本发明的一个方面，提供了一种改性聚四氟乙烯复合材料的制备方法，包括，将混合粉体进行压制和烧结；所述混合粉体包括以下重量百分含量的组分：聚四氟乙烯57%~85%，聚苯酯8%~18%，聚醚醚酮5%~20%，聚酰胺酰亚胺2%~5%。

在其中一个实施例中，所述混合粉体以下重量百分含量的组分：聚四氟乙烯57%~71%，聚苯酯10%~18%，聚醚醚酮13%~20%，聚酰胺酰亚胺3%~5%。

在其中一个实施例中，所述聚苯酯、所述聚醚醚酮和所述聚酰胺酰亚胺粉具有相同的平均粒径，为30μm~40μm。

在其中一个实施例中，所述压制为冷压压制，压制压力为27Mpa~37Mpa，压制时间为5s~15s。

在其中一个实施例中，所述烧结的温度为380℃~385℃，保温时间为1h~5h。

在其中一个实施例中，所述混合粉体的制备方法包括：

将聚四氟乙烯、聚苯酯、聚醚醚酮和聚酰胺酰亚胺进行搅拌混合形成均一混合物，搅拌速度为650r/min~850r/min，搅拌时间为3min~5min。

本发明另一方面，提供根据所述的改性聚四氟乙烯复合材料的制备方法得到的改性聚四氟乙烯复合材料。

本发明的还一方面，提供由所述的改性聚四氟乙烯复合材料制成的密封元件。

在其中一个实施例中，所述密封元件为航空发动机用密封件。

与现有技术相比，本申请的有益效果为：