[发明专利]填充聚四氟乙烯板及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种填充聚四氟乙烯板，以及该填充聚四氟乙烯板的制备方法。

背景技术

桥梁支座一般具有上支座板和下支座板，以及介于上支座板和下支座板间的摩擦结构，摩擦结构的一种介质是聚四氟乙烯，聚四氟乙烯广泛的应用于桥梁支座，在于聚四氟乙烯不仅具有抗酸抗碱、抗各种有机溶剂的特点，并且其摩擦系数极低，从而可以提供桥梁支座滑移的摩擦面之一。

由于桥梁支座属于重载部件，需要承载例如桥梁梁体等重量非常大的载荷。尽管聚四氟乙烯具有比较小的摩擦系数和比较好的耐磨性能，但由于工况恶劣，聚四氟乙烯板也比较容易失效，因此有必要进一步对聚四氟乙烯板进行进一步的改进。

“石墨填充聚四氟乙烯基复合材料的摩擦学性能”（《润滑与密封》2006年4月，第四期（总第176期），李文忠等，哈尔滨工业大学机电工程学院），提出对聚四氟乙烯采用机械共混、冷压成型、烧的制备石墨填充聚四氟乙烯基复合材料的方法，该复合材料即被简称为填充聚四氟乙烯，具有更加良好的耐磨性能。

中国专利文献CN101492906A公开了一种填充聚四氟乙烯复合夹层滑板及其制备方法，其中，该专利文献中的填充聚四氟乙烯板只使用增强纤维，增强纤维的作用只是提高聚四氟乙烯基体的强度，但对于耐磨性提高有限。在上段还提到石墨填充，石墨则从耐磨性能方面对聚四氟乙烯具有比较高的价值，关键在于以聚四氟乙烯为基体，进一步掺加石墨以及纤维的工艺步骤和工艺参数需要进一步的研究。

此外，关于中国专利文献CN101492906A，所生成的填充聚四氟乙烯复合夹层滑板中的填充聚四氟乙烯板介于普通聚四氟乙烯板中间，可以显而易见的确定，填充聚四氟乙烯并不与其他滑板件接合，因此，其所体现的主要是抗压等机械性能，与耐磨性能无关，用以提供摩擦的界面仍然是常规聚四氟乙烯。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够直接作为桥梁支座摩擦板并具有良好摩擦性能和机械强度的填充聚四氟乙烯板，本发明还提供了一种该填充聚四氟乙烯板的制备方法。

依据本发明的实施例，提供一种填充聚四氟乙烯板制备方法，所述填充聚四氟乙烯板的基体相是聚四氟乙烯，添加相是石墨烯和碳纤维，其中石墨烯添加量是聚四氟乙烯重量的0.3%，碳纤维添加量是聚四氟乙烯重量的10%；

所述制备方法包括以下步骤：

1）将基体相和添加相组成的混合料在保护气氛下进行球磨；

2）将球磨好的混合料进行成型，得到初级板料；

3）将初级板料进行烧结，得到填充聚四氟乙烯板。

上述填充聚四氟乙烯板制备方法，可选地，在进行球磨前，先对添加相使用偶联剂进行处理。

可选地，所述偶联剂为KH-550硅烷偶联剂。

可选地，添加相使用偶联剂进行处理的方法是分别对碳纤维和石墨烯使用同样的方法进行处理，且处理方法是：

配置偶联溶液：以水和无水乙醇为溶剂，溶解偶联剂，配比以重量计水：无水乙醇：硅烷偶联剂=1~2:13~15:3~5；

将碳纤维或石墨烯倒入配好的偶联溶液，置入超声振荡器进行震荡；

然后将碳纤维或石墨烯从偶联溶液中取出后干燥；

将干燥后的碳纤维或石墨烯研磨成粉末，过筛，备用；

其中，过筛所使用筛网为200目筛网。

可选地，水：无水乙醇：KH-550硅烷偶联剂=1:7:2。

可选地，超声振荡器的震荡时间不少于4分钟，且不大于6分钟。

可选地，步骤2）所进行的成型为冷压成型，将球磨好的料填入给定的模具，匀速加压，且加压到给定的最大压力后进行不少于8min的保压。

可选地，匀速加压的加压速度为10MPa/min；

最大压力为130MPa；

保压时间为10min。

可选地，所述碳纤维为50微米短纤维；

聚四氟乙烯为200目模压粉。

依据本发明的实施例，还提供了一种使用前述的填充聚四氟乙烯板制备方法制备的填充聚四氟乙烯板。

依据本发明的实施例，所制备的填充聚四氟乙烯板相比于传统的纯聚四氟乙烯板，具备更强的机械性能，与钢材间的摩擦系数更低。

具体实施方式