[发明专利]一种聚四氟乙烯塑料的表面活化方法、四氟夹包橡胶罐盖密封圈及制备方法

说明书

本发明涉及聚四氟乙烯包覆矩形橡胶圈制备技术领域，公开了一种聚四氟乙烯塑料的表面活化方法，将聚四氟乙烯塑料置于水中超声处理，取出超声处理后的聚四氟乙烯置于低温等离子场中活化处理，其中，超声频率≥100kHz，超声功率密度≥30W/cm²，超声处理时间≥60min。本发明通过表面活化提高了聚四氟乙烯的亲水性，将其与矩形橡胶圈包覆后硫化成型，使其能够与矩形橡胶圈粘合在一起，所制备的聚四氟乙烯包覆的矩形橡胶圈具有良好强度、刚性及压缩回弹性、耐腐蚀性、抗冷流性、抗吹出性，可广泛应用于船舶、石油、化工、食品、医药等行业腐蚀性介质或高清洁度要求的罐盖密封。

技术领域

本发明涉及聚四氟乙烯包覆矩形橡胶圈制备技术领域，具体涉及一种聚四氟乙烯塑料的表面活化方法、四氟夹包橡胶罐盖密封圈及制备方法。

背景技术

机械密封辅助密封圈大多采用橡胶圈或聚四氟乙烯密封圈。常的橡胶圈如丁腈橡胶圈、硅橡胶圈等，富有弹性，但耐化学介质和耐老化性能不足。聚四氟乙烯密封圈有优良的耐化学腐蚀、耐介电、阻燃、耐老化、良好的使用温度范围(-100℃～+250℃)等优点，但弹性低。自上世纪80年代起，逐渐发展起来聚四氟乙烯包覆的橡胶圈，兼有橡胶圈的弹性和聚四氟乙烯的耐化学介质等优点，在密封领域得到广泛应用。

常见的聚四氟乙烯包覆的橡胶圈有两种：第一种是机械加工的方法，把聚四氟乙烯薄膜单包或双包在橡胶圈上，这种是最早发展起来的包覆橡胶圈，聚四氟乙烯与橡胶圈为纯粹的包复式组合，两者之间作用力不强，适用于要求不高的场所。第二种则是将聚四氟乙烯薄膜经过特殊工艺处理和橡胶圈硫化在一起，即成为包覆橡胶圈。所谓的特殊工艺处理即对聚四氟乙烯的表面活化，使其能够与橡胶圈粘合在一起，橡胶圈和聚四氟乙烯之间具有粘合力，可满足较高压力及苛刻场合的使用。由于聚四氟乙烯表面能极低，表面润湿性差，很难进行粘结，对聚四氟乙烯进行表面活化的“特殊工艺处理”是获得高性能的第二种聚四氟乙烯包覆橡胶圈的关键。

目前常用表面处理方法有如下几种：钠萘四氢呋喃溶液腐蚀法、等离子体活化法等，不同的处理方法各具特点，钠萘四氢呋喃溶液腐蚀法的效果最好、成本最低、方便操作。中国专利ZL200610053369.4中公开了采用钠萘四氢呋喃溶液活化聚四氟乙烯，然后贴附橡胶片制备聚四氟乙烯复合弹性体垫片。活化后的聚四氟乙烯表面产生碳化层，这些碳化层既使得聚四氟乙烯更容易粘合，但也使得被粘物容易发黑，长期粘结性降低。等离子体活化法通过放电高能等离子体来优化材料表面的结构，具有特定的环境、成本等优势，因此采用等离子体活化聚四氟乙烯的研究越来越多。但是等离子体活化聚四氟乙烯有两个不足，一是活化后的聚四氟乙烯的亲水性能提升幅度不大，尚无法满足实际应用；另一方面活化后的聚四氟乙烯表面的羟基等自由基容易衰减，使得活化具有时效性，一段时间后聚四氟乙烯的活性消失。因此研究合适的聚四氟乙烯等离子体活化工艺，提高活化程度、延缓活化后的衰减，对于制备聚四氟乙烯薄膜粘合包覆的橡胶圈具有重要意义。

发明内容

针对现有等离子体活化聚四氟乙烯的效果一般，尚难满足实际应用的特点，本发明的目的在于提供一种聚四氟乙烯塑料的表面活化方法，通过改进等离子体活化聚四氟乙烯工艺，可以有效降低聚四氟乙烯表面的表面能，提高粘合力，满足橡胶密封圈的包覆需求。

本发明提供如下的技术方案：

一种聚四氟乙烯塑料的表面活化方法，将聚四氟乙烯塑料置于水中超声处理，取出超声处理后的聚四氟乙烯塑料置于低温等离子场中活化处理，其中，

超声频率≥100kHz，超声功率密度≥1W/cm²，超声处理时间≥60min。