[发明专利]一种自润滑耐磨PTFE复合材料及其制备方法

说明书

本发明涉及无油润滑密封材料技术领域，具体涉及一种自润滑耐磨PTFE复合材料及其制备方法，该复合材料包括如下原料：PTFE、增强纤维、石墨烯、碳黑和润滑剂。该PTFE复合材料特别适用于点胶机设备中作点胶机密封圈，自润滑性、耐磨性好，摩擦系数低，耐高低温，使用寿命长，降低点胶机设备的维修次数和成本，还避免依赖于进口密封材料而增加使用成本。

技术领域

本发明涉及无油润滑密封材料技术领域，具体涉及一种自润滑耐磨PTFE复合材料及其制备方法。

背景技术

对于高频设备而言，特别是点胶机设备，其采用的密封圈(又叫点胶机泛塞封)主要是使用含油的密封圈，以提高其润滑耐磨性，但在设备使用过程中油容易被携带走而造成油分损耗，还对产品性能造成影响，而密封圈不及时补充油分容易造成密封圈磨损而漏液。

聚四氟乙烯(PTFE)具有优异的耐高低温、耐腐蚀、耐老化、高绝缘、不粘、自润滑等性能，但由于尺寸稳定性差、导热性能差、硬度低、易磨损、尤其在载荷下呈现较大的冷流性(蠕变)，使它在机械承载、摩擦磨损和密封润滑等领域的应用受到限制。

即使国内有采用改性PTFE密封圈试图提高其自润滑耐磨性，但是其应用于点胶机设备中耐磨性仍然不足、使用寿命短，增加了设备维修次数和成本。

发明内容

为了克服现有技术中存在的缺点和不足，本发明的目的在于提供一种自润滑耐磨PTFE复合材料，特别适用于点胶机设备中作点胶机密封圈，该PTFE复合材料自润滑性、耐磨性好，摩擦系数低，耐高低温，使用寿命长，降低点胶机设备的维修次数和成本，还避免依赖于进口密封材料而增加使用成本。

本发明的另一目的在于提供一种自润滑耐磨PTFE复合材料的制备方法，该制备方法操作简单，控制方便，生产效率高，生产成本低，可用于大规模生产；该制备方法结合特定的原料及比例，可大大延长本发明PTFE复合材料的使用寿命。

本发明的目的通过下述技术方案实现：一种自润滑耐磨PTFE复合材料，包括如下重量份的原料：

本发明的自润滑耐磨PTFE复合材料，以本身具有自润滑性的PTFE作为主要原料，以增强纤维、石墨烯、碳黑和润滑剂作为填充原料，共同作用提高PTFE复合材料的自润滑性、耐磨性、机械性能、抗老化性、耐高低温性和耐腐蚀性，延长使用寿命，耐250℃高温、耐-150℃低温、耐火；其中，石墨烯既能避免增强纤维、碳黑和润滑剂因粒径较大、填充量较大而提高复合材料的摩擦系数、降低了复合材料的力学性能，又能与增强纤维和润滑剂共同提高复合材料的耐磨损性能，替代了传统的含磷填充剂，大大提高了环保力度；石墨烯控制在0.5-3重量份，其能够形成润滑膜并牢固地附着在复合材料的表面，该润滑膜表面粗糙度远小于PTFE的表面粗糙度，从而降低复合材料的摩擦系数，若石墨烯的重量份超过3份，不断在复合材料的表面堆积甚至团聚，反而降低了耐磨性。增强纤维均匀分布于复合材料中承受载荷的磨损，增强纤维本身又具有优异的耐磨损性，进一步提高复合材料的耐磨损性，其导热性好，可防止复合材料在磨损过程中因温度升高而塑性变形，提高复合材料的高温耐磨性；同时，增强纤维的模量高，可防止因复合材料在磨损过程中受到应力和切向摩擦力的反复作用使复合材料中的应力集中而产生裂纹。碳黑在复合材料中起补强、增韧和防老化作用，其与PTFE结合能改善PTFE断面的带状结构，使其连成一体，还能改善复合材料受磨损后的表面、消除犁削和黏着磨损的痕迹，是复合材料的表面保持光滑。

该PTFE复合材料特别适用于点胶机设备中作点胶机密封圈，该PTFE复合材料自润滑性、耐磨性好，摩擦系数低，耐高低温，使用寿命长，降低点胶机设备的维修次数和成本，还避免依赖于进口密封材料而增加使用成本。

优选的，所述PTFE的密度为2.1-2.2g/cm³，所述PTFE为目数在300-600目的聚四氟乙烯粉末。