[发明专利]PTFE复合材料及其制备方法

说明书

本发明涉及一种PTFE复合材料及其制备方法，PTFE复合材料包括如下质量百分比的原料制备而成：连续纤维2‑30％，PTFE粉体30‑98％，填料粉体0‑50％。该PTFE复合材料利用一定比例的连续纤维和填料粉体对聚四氟乙烯进行改性，连续纤维作为骨架，减少了内部的应力集中点，当PTFE复合材料受到外部载荷时，力传递给连续纤维，连续纤维可起到承重作用，有效地提高了PTFE复合材料的力学性能，拉伸强度最高可达272.4MPa，大尺寸薄壁筒体形状的PTFE复合材料亦可获得十分优异的力学性能，在筒体形状的PTFE复合材料上设置环状加强筋还可进一步提高其径向刚度。

技术领域

本发明涉及复合材料领域，特别是涉及一种PTFE复合材料及其制备方法。

背景技术

聚四氟乙烯(PTFE)，是一种使用了氟取代聚乙烯中所有氢原子的人工合成高分子材料，这种材料具有抗酸抗碱、抗各种有机溶剂的特点，几乎不溶于所有的溶剂。随着科学技术的发展，聚四氟乙烯在工程上的应用得到快速的增长，并已成为尖端科学和现代工业不可缺少的重要材料之一，在原子能、国防、航天、电子、电气、化工、机械、仪器、仪表、建筑、纺织、金属表面处理、制药、医疗、食品、冶金冶炼等工业中广泛用作耐高低温、耐腐蚀材料、绝缘材料等，显示出了光明的发展前景。

然而，聚四氟乙烯的力学性能较差，这在一定程度上限制了其在实际中的应用。

发明内容

基于此，有必要提供一种力学性能较好的PTFE复合材料。

具体的技术方案如下：

一种PTFE复合材料，包括如下质量百分比的原料制备而成：

连续纤维 2-20％

PTFE粉体 30-98％

填料粉体 0-50％。

在其中一个实施例中，所述PTFE粉体为悬浮法聚四氟乙烯粉。

在其中一个实施例中，所述连续纤维选自PBO纤维、芳纶纤维、碳纤维、SiC纤维或金属纤维。

在其中一个实施例中，所述填料粉体为无机粉体或金属粉体，所述无机粉体选自金属或非金属的氧化物、碳化物、硅化物或硼化物；所述金属粉体选自Al、Mg、Ti、Zr、Fe、Cu的金属粉或其金属合金粉。

在其中一个实施例中，所述PTFE复合材料的形状为筒体，所述筒体上设有若干条环状加强筋。

在其中一个实施例中，所述筒体的直径为50-1000mm，壁厚为1-20mm，相邻2条所述加强筋之间的距离为10-100mm。

本发明的另一目的在于提供一种上述PTFE复合材料的制备方法，包括如下步骤：

将所述PTFE粉体与所述填料粉体混合得复合材料粉体，使所述复合材料粉体包裹所述连续纤维，得纤维粉带；

将所述纤维粉带进行缠绕形成纤维粉带筒体；

将所述纤维粉带筒体进行烧结处理，即得所述PTFE复合材料。

在其中一个实施例中，所述纤维粉带采用缠绕辊进行缠绕，所述缠绕辊的形状与所述纤维粉带筒体相配合，所述缠绕辊上设有环状凹槽，所述纤维粉带填充于所述环状凹槽(以形成加强筋)。

在其中一个实施例中，所述连续纤维经过退捻机进行分散。

在其中一个实施例中，所述烧结处理的条件为在380-400min内由15-30℃升温至320-400℃，保温0.5-1.5h后降温。

本发明的原理和有益效果：